백반증의 표적 자외선 치료에서 308nm 엑시머 레이저는 오랫동안 대표적인 치료 장비로 자리 잡아 왔습니다. 2001년 백반증 치료에 처음 도입된 이후 수많은 연구를 통해 효과가 검증되었고, 얼굴 백반증에서는 가장 먼저 고려되는 치료법이라 해도 과언이 아닙니다. 그런데 국내 레이저 회사에서 새로운 장비를 개발했습니다. 311nm 파장을 사용하는 티타늄사파이어 레이저, 상품명 '팔라스 레이저'입니다. 같은 자외선B 영역이지만 파장이 다른 이 레이저가 과연 엑시머 레이저만큼 효과가 있는지, 저희 연구팀이 직접 임상연구를 통해 검증한 이야기를 전해 드리겠습니다.

팔라스 레이저, 파장이 다른 이유 

팔라스 레이저는 좁은파장 자외선B(NB-UVB)의 최적 파장인 311nm를 정확히 구현한 고체 레이저입니다. 기존 엑시머 레이저가 308nm 파장의 가스를 매질로 사용하는 것과 달리, 팔라스는 티타늄사파이어라는 고체 결정을 매질로 사용합니다. 가스 충전이 필요 없어 유지 관리가 간편하고, 311nm라는 파장 자체가 NB-UVB 광선치료기의 최적 파장과 동일하다는 점이 특징입니다. 2015년 국내 식약처로부터 백반증과 건선 치료 목적으로 허가를 받았습니다.

엑시머 레이저와 마찬가지로 백반증 병변에만 선택적으로 자외선을 조사하는 표적 치료가 가능합니다. 전신에 자외선을 쬐는 광선치료와 달리, 주변 정상 피부에 불필요한 자외선 노출을 줄일 수 있어 얼굴처럼 색소 변화에 민감한 부위의 치료에 특히 유리합니다. 실제로 백반증 환자의 상당수는 체표면적의 5% 미만에 병변이 국한되어 있어, 전신 광선치료보다 표적 레이저 치료가 더 적합한 경우가 많습니다. 또한 광선치료기 안에 들어가기 어려운 소아 환자에게도 적용할 수 있다는 장점이 있기도 하고요. 

팔라스 레이저, 필요했던 임상검증

제가 가톨릭의대 성빈센트병원에 재직할 당시, 팔라스 레이저를 개발한 레이저 회사와 연결이 되었습니다. 새로 개발한 311nm 레이저가 백반증 치료에 효과가 있는지 임상적으로 검증하자는 이야기가 오갔고, 저희 연구팀도 이에 공감했습니다. 좋은 장비가 개발되더라도 체계적인 임상 근거가 없으면 실제 진료에 활용하기 어려운데, 이러한 문제점을 예방하고자 저희 연구팀은 이 장비의 효과를 과학적으로 확인하기 위한 단계적인 연구를 설계했습니다.  

먼저 동물실험을 통해 311nm 레이저가 피부에서 멜라닌세포의 활성화와 관련된 생물학적 반응을 유도하는지 확인했습니다. 자외선B가 백반증 치료에 효과를 보이는 이유 중 하나는, 자외선이 피부의 각질형성세포를 자극하여 멜라닌세포의 활성화를 돕는 물질들을 분비하게 만들기 때문입니다. 동물실험 결과, 팔라스 레이저 조사 후 엔도텔린-1, 줄기세포인자, WNT7a 등 멜라닌세포의 분화·증식·이동에 관여하는 물질들의 발현이 유의하게 증가했습니다. 이러한 반응 양상은 엑시머 레이저와 유사하여, 311nm 파장도 308nm와 동등한 생물학적 효과를 낼 수 있음을 시사했습니다.

14명 중 11명이 75% 이상 색소회복 

동물실험에서 기초 근거를 확보한 뒤, 얼굴과 목 부위 백반증 환자 14명을 대상으로 예비연구를 진행했습니다. 주 2회 팔라스 레이저 치료를 시행하면서 프로토픽 연고를 병용했고, 치료 횟수의 중앙값은 23회, 치료 기간의 중앙값은 약 3.7개월이었습니다. 치료 시작 후 평균 5회 만에 색소회복이 나타나기 시작했고, 최종적으로 14명 중 11명(79%)에서 75% 이상의 색소회복이 관찰되었습니다. 이 중 3명에서는 완전한 색소회복이 이루어졌습니다. 색소회복 양상은 모낭 주위에서 점처럼 퍼져 나오는 형태와 병변 가장자리에서 안쪽으로 채워지는 형태가 함께 나타나는 경우가 가장 많았는데, 이는 엑시머 레이저 치료에서 관찰되는 양상과 유사합니다. 이 결과는 2017년 JAMA Dermatology에 게재되었으며, JAMA Dermatology는 미국의사협회에서 발간하는 피부과 학술지로, 피부과 분야에서 가장 권위 있는 저널 중 하나입니다.

팔라스 vs 엑시머 임상시험 결과 

예비연구에서 가능성을 확인한 뒤, 저희 연구팀은 한 단계 더 나아가 엑시머 레이저와 직접 비교하는   '비열등성 시험'이란 임상시험을 설계했습니다. '비열등성 시험'이란 새로운 치료법이 기존 치료법보다 효과가 떨어지지 않는다는 것을 통계적으로 증명하는 연구 방법입니다. 

두 치료의 효과가 '같다'는 것을 증명하는 동등성 시험도 있지만, 동등성 시험은 새 치료가 기존 치료보다 더 좋은 경우에도 '동등하지 않다'고 판정되기 때문에, 일반적으로 비열등성 시험을 시행하는 편입니다. 그리고 해당 시험에서 비열등성이 입증되었다는 것은 새 치료가 기존 치료와 같거나 더 좋다는 것을 의미입니다. 

이 원칙에 따라 21명의 환자에서 좌우 대칭인 백반증 병변 74쌍을 선정하여, 한쪽에는 엑시머 레이저를, 반대쪽에는 팔라스 레이저를 12주간 주 2회 조사했습니다. 그리고 양쪽 모두 프로토픽 연고를 병용했습니다. 같은 환자의 양쪽 병변을 비교하는 방식이므로 개인 차이의 영향을 최소화할 수 있는 엄격한 연구 설계였습니다.

12주 치료 후 색소회복률은 엑시머 레이저군 55.4%, 팔라스 레이저군 58.2%로, 두 군 간에 의미 있는 차이가 없었습니다. 치료를 완료한 환자만을 분석했을 때에도 엑시머 64.7%, 팔라스 66.9%로 결과는 일관되었습니다. 특히 얼굴 병변에서는 팔라스 레이저군의 65%에서 75% 이상의 우수한 색소회복이 나타나며, 엑시머 레이저군(60%)과 대등한 수준을 보였습니다. 반면 손 부위 병변에서는 두 레이저 모두 뚜렷한 색소회복을 보이지 않았는데, 이는 손이 원래 치료 반응이 어려운 부위라는 기존 연구 결과와 일치합니다. 

안전성 면에서도 양쪽 모두 심각한 부작용 없이 안전하게 치료가 이루어졌습니다. 일부 환자에서 48시간 이상 지속되는 홍반이나 물집이 관찰되었으나 빈도는 두 군 간에 유사했고, 치료를 중단해야 할 정도의 이상반응은 없었습니다. 이 비열등성 임상시험 결과는 2019년 Lasers in Surgery and Medicine에 게재되었습니다.

효과는 같은데 에너지 설정이 다른 이유 

임상적 효과가 동등하다면, 실제 치료에서 두 레이저 사이엔 어떤 차이가 있을까요? 가장 큰 차이는 에너지 설정입니다. 팔라스 레이저의 최소홍반량(MED)은 엑시머 레이저보다 약 1.7배 높습니다. 같은 정도의 피부 반응을 얻기 위해 팔라스에서는 더 높은 에너지를 조사해야 한다는 뜻입니다. 

이러한 차이는 두 레이저의 파장과 광생물학적 특성 차이에서 비롯되는 것으로, 효과가 떨어진다는 의미가 아닙니다. 실제로 엑시머 레이저는 얼굴 기준 150mJ/cm²에서 치료를 시작하는 반면, 팔라스 레이저는 200mJ/cm²에서 시작합니다. 이후 50mJ/cm² 단위로 증량하면서 치료 후 24~48시간 정도 지속되는 가벼운 홍반이 유지되는 상태를 목표 용량으로 삼는 원칙은 원칙은 두 장비 모두 동일합니다.

한편, 팔라스 레이저의 빔 크기(12×12mm)는 엑시머 레이저(20×20mm)보다 작아서, 넓은 병변을 치료할 때는 조사 시간이 다소 길어질 수 있습니다. 반면, 고체 매질을 사용하므로 엑시머 레이저처럼 주기적인 가스 충전이 필요 없어 유지 관리 면에서 이점이 있습니다. 311nm라는 더 긴 파장은 이론적으로 308nm보다 피부 침투 깊이가 다소 깊을 수 있으나, 이에 대한 임상적 의미는 아직 추가 연구가 필요합니다.

팔라스 레이저도 건강보험 적용된다 

팔라스 레이저도 엑시머 레이저와 동일하게 백반증에 대한 건강보험 적용을 받을 수 있습니다. 환자 입장에서 경제적 부담의 차이도 없습니다.

어떤 치료든 같은 장비를 사용하더라도 사람에 따라 반응 속도나 회복 정도에 차이가 있을 수 있습니다. 같은 얼굴이라도 눈 주위와 입술 주위의 반응이 다르고, 얼굴과 손의 결과 역시도 다릅니다.이러한 현상은 장비의 차이가 아니라 부위별 멜라닌세포의 분포와 특성에서 비롯됩니다. 중요한 것은 임상연구를 통해 두 장비의 효과가 동등하다는 것이 과학적으로 확인되었다는 것입니다. 치료 장비의 선택지가 넓어진다는 것은 환자에게도, 치료하는 의사에게도 좋은 일입니다. 병원에 어떤 장비가 구비되어 있든 동등한 수준의 검증된 치료를 받을 수 있기 때문이죠.  

이 연구는 2017년 미국 덴버에서 열린 세계색소연구학회(IPCC 2017)에서도 발표되어 해외 백반증 연구자들의 많은 관심을 받았습니다. 국내에서 개발된 장비가 국제 학술지에 게재된 임상시험을 통해 기존 표준 치료와 동등한 효과를 입증했다는 점에서, 환자분들이 안심하고 치료를 받으실 수 있는 근거가 마련되었다고 생각합니다.

[참고문헌]

1. Bae JM, Lee JH, Jung YS, Kim GM. The efficacy of a gain-switched 311-nm Titanium:Sapphire laser in the treatment of vitiligo: A pilot study of 14 patients. *JAMA Dermatol.* 2017;153:1055–1056.

2. Bae JM, Eun SH, Lee HN, Kim GM, Grimes PE, Lee JH. Comparison of 311-nm Titanium:Sapphire laser and 308-nm excimer laser treatment for vitiligo: A randomized controlled non-inferiority trial. *Lasers Surg Med.* 2019;51:239–244.

3. Bae JM, Hann SK. Laser treatments for vitiligo. *Med Laser.* 2016;5:63–70.