Surgical management of metastatic spinal tumors: a narrative review emphasizing patient selection, operative timing, minimally invasive approaches, and precision oncology

Seunghoon Lee; Chang-Hyun Lee; Hangeul Park; Chi Heon Kim

doi:10.5124/jkma.26.0052

J Korean Med Assoc > Volume 69(7); 2026 > Article

척추전이암의 치료: 환자 선정, 수술 시기, 최소침습과 정밀의학

Focused issue of this month

J Korean Med Assoc 2026; 69(7): 541-550.

Published online: July 10, 2026

DOI: https://doi.org/10.5124/jkma.26.0052

척추전이암의 치료: 환자 선정, 수술 시기, 최소침습과 정밀의학

이승훈¹, 이창현^1,^2,^3,⁴, 박한글^1,², 김치헌^1,^2,⁵

¹서울대학교병원 신경외과

²서울대학교 의과대학 신경외과

³서울대학교 의학연구원 의료빅데이터연구센터

⁴서울대학교병원 헬스케어 AI 연구센터

⁵서울대학교 의과대학 의료기기산업학과

Surgical management of metastatic spinal tumors: a narrative review emphasizing patient selection, operative timing, minimally invasive approaches, and precision oncology

Seunghoon Lee, MD, MSc¹

, Chang-Hyun Lee, MD, PhD^1,^2,^3,⁴

, Hangeul Park, MD, PhD^1,²

, Chi Heon Kim, MD, PhD^1,^2,⁵

¹Department of Neurosurgery, Seoul National University Hospital, Seoul, Korea

²Department of Neurosurgery, Seoul National University College of Medicine, Seoul, Korea

³Medical Big Data Research Center, Seoul National University Medical Research Center, Seoul, Korea

⁴Healthcare AI Research Center, Seoul National University Hospital, Seoul, Korea

⁵Department of Medical Device Development, Seoul National University College of Medicine, Seoul, Korea

Corresponding author: Chang-Hyun Lee E-mail: moyamoya@snu.ac.kr

Received May 8, 2026 Accepted June 6, 2026

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

Purpose: Metastatic spinal tumors (MSTs) develop in 30%–40% of all patients with cancer and are a leading cause of cancer-related neurological impairment. Metastatic epidural spinal cord compression (MESCC) occurs in 5%–14% of patients during their lifetime and constitutes an oncological emergency because it can cause rapid and often irreversible motor loss. The management of MSTs was transformed by a randomized controlled trial that established direct decompressive surgery as the standard of care for selected patients with MESCC. Since then, targeted immunotherapy and molecular oncology have substantially prolonged survival across several malignancy subtypes, further reshaping the field. In this setting, durable preservation of ambulatory function has become a central therapeutic objective.
Current concepts: Spine oncology practice has responded through more refined patient-selection tools, improved operative techniques, and technologically driven enhancements in surgical precision. This review examines the current evidence base for surgical intervention in MSTs, including structured patient selection with the spine instability neoplastic score and the Neurologic, Oncologic, Mechanical, and Systemic framework; the effect of surgical timing; comparisons of morbidity and efficacy between open surgery and minimally invasive spine surgery; advances in robotic-assisted navigation and carbon fiber-reinforced polymer implants; the role of separation surgery in enabling adjuvant stereotactic body radiotherapy; and the incorporation of next-generation sequencing into postoperative oncological planning.
Discussion and conclusion: Contemporary surgical management of MSTs is increasingly integrated with radiotherapy, systemic therapy, and multidisciplinary planning to preserve function, support local control, and allow timely systemic treatment.

Keywords: Decompression, surgical; Radiosurgery; Radiotherapy; Robotic surgical procedures; Spinal neoplasms

서론

배경

전이성 척추 종양(metastatic spinal tumor, MST)은 전신 악성 종양에서 흔히 발생하는 골 합병증이다. 암 환자의 약 30–40%가 질병 경과 중 척추 전이를 경험하며, 척추는 폐와 간에 이어 세 번째로 흔한 전이 부위다[1]. 종양이 척추강 내로 침범하여 발생하는 전이성 경막외 척수 압박증(metastatic epidural spinal cord compression, MESCC)은 암 환자의 5–14%에서 나타나며, 신경학적 응급 상황을 초래한다. 신속한 치료가 이루어지지 않으면 상하지의 근력을 상실하며, 발생 후 많은 환자는 이를 회복하지 못한다[2]. 암 환자에서 하반신 혹은 사지 마비의 결과는 운동 장애에 그치지 않는다. 영구적인 보행 상실은 생존율 감소, 전신 치료 내약성 저하, 간병 부담 증가, 그리고 삶의 질 악화와 독립적으로 연관된다[2,3].

과거에 척추 전이는 진행된 악성 종양의 말기 증상으로 간주되어, 치료는 주로 코티코스테로이드(corticosteroid), 기존 외부 방사선치료, 진통 관리에 국한되었다. MESCC에 대한 수술 역시 간접 감압을 위한 후궁절제술에 머물러 있었다. 이러한 소극적 치료 패러다임은 2005년 Lancet에 발표된 Patchell 등[2]의 무작위대조임상시험에 의해 근본적으로 바뀌었다. 이 연구는 직접 감압 수술 후 방사선치료가 단독 방사선치료보다 보행 능력 유지(84% 대 57%, P=0.001), 방광 및 장 기능 유지, 그리고 American Spinal Injury Association 및 Frankel 척도로 측정한 기능적 독립성 보존에서 우수함을 입증했다.

적절히 선별되고 합리적인 기대 수명을 가진 MESCC 환자에서, Patchell 연구는 직접 감압 수술 후 방사선치료가 단독 방사선 치료보다 보행 능력 보존에 우수하다는 점을 확립했다. Lee 등[4]은 메타분석을 통해 이러한 결과를 뒷받침하며, 직접 감압 수술 후 방사선치료가 보행 상태 및 생존율의 임상적 개선에 더 효과적일 수 있음을 제시했다.

지난 20년간 전반적인 암 생존율이 크게 향상되었고, 최근 연구들에서 MST 환자의 수술 후 생존 기간 역시 과거에 비해 유의하게 증가한 것으로 나타났다[1]. 전이성 질환을 가진 환자가 더 오래 생존하는 만큼, 척추전이암 치료를 받는 환자가 늘어나고 있어, 기능 보전을 위한 적정치료에 대한 논의가 필요하다.

목적

이 논문은 MST의 수술적 관리에 관한 최신 근거를 종합하여 환자 선별, 수술 시기, 수술 기법, 기술 발전, 보조 치료 전략, 그리고 다학제 진료 체계를 포괄적으로 다룬다. 전문가 심사를 거친 임상 연구, 주요 의사결정 프레임워크, 그리고 MST 및 MESCC의 수술적 의사결정과 관련된 최신 기술 발전을 중심으로 한 서술적 논문이다.

환자 선별: 구조화된 의사결정 프레임워크

경험적 선별에서 구조화된 선별로

MST의 초기 수술적 의사결정은 기관의 경험, 종양의 조직학적 특성, 임상의의 직관에 크게 의존했다. Tomita 점수는 2001년 발표되어, 원발 종양의 악성도와 전이 부담을 기준으로 장기 국소 조절부터 말기 완화 치료까지 환자를 치료 목표에 따라 분류하는 도구로 활용되었다[5]. Tokuhashi 등[6]은 2005년 전신 상태, 척추 외 골 전이 수, 척추체 전이 수, 주요 장기 전이 유무, 원발 종양 위치, 척수 마비 정도를 통합한 점수 체계를 도입하여 생존율 예측과 수술 범위 결정을 보조했다. 개정된 Tokuhashi 점수(0–15점)에서 12점 이상은 절제 수술을, 8점 이하는 고식적 치료를, 9–11점은 개별화된 평가를 권고한다[6]. 두 도구 모두 현재까지 널리 사용되고 있으나, 면역치료 도입 이전에 개발된 것으로 현재의 생존 데이터에 맞게 재보정이 필요하다. 실제로 한 메타분석에서 두 점수 체계 모두 현재의 종양학적 환경에서 수술적 의사결정을 안내할 만큼 충분한 정확도로 6개월 생존율을 예측하는 데 한계가 있음이 보고되었다(Figure 1) [7].

척추 불안정 종양 점수

수술적 분류의 중요한 발전은 척추종양연구그룹(Spine Oncology Study Group)이 척추 불안정 종양 점수(spine instability neoplastic score, SINS)를 고안하고 검증하면서 이루어졌다[8]. SINS는 척추 위치, 통증 특성, 골 병변 양상, 척추 정렬, 척추체 붕괴 정도, 후외측 침범 등 6개 영역에서 기계적 불안정성을 정량화하여 0–18점을 부여한다. SINS 13–18점은 척추 불안정을 나타내며, 수술적 안정화를 위한 협진이 권고되고, 7–12점은 잠재적 불안정으로 전문가의 개별화된 평가가 필요하며, 6점 이하는 척추는 안정적이어서 수술이 꼭 필요하지는 않다[8]. 전향적 검증을 통해 높은 관찰자 간 신뢰도(급내상관계수, 0.846)와 강한 예측 타당도가 확인되었으며, SINS는 현재 전 세계적으로 MST의 수술적 안정화 결정에서 가장 널리 활용되는 분류 도구로 자리매김하였다.

최근 317명의 척추 전이 환자를 대상으로 한 다기관 전향적 연구[9]는 이러한 원칙을 뒷받침하는 동시에 임상적으로 중요한 세부 사항을 추가로 밝혔다. 모든 환자보고결과(patient-reported outcome)는 수술 후 6개월까지 유의하게 호전되었으나, 수술 전 SINS는 세 가지 불안정 범주 모두에서 기대 수명을 독립적으로 예측하지 못했다[9]. 또한 높은 기저치 SINS 점수는 통증 강도, 특히 시각 아날로그 척도로 측정한 통증과 강하게 연관되었다. 이러한 결과는 수술적 분류에서 통증과 기능 중심의 접근을 지지하는 것으로, 높은 SINS와 유의한 통증 관련 기능 장애를 가진 환자는 생존 예후와 무관하게 안정화 수술로 가장 큰 이득을 얻을 수 있으며, SINS 9점 이하인 환자는 기구 고정술을 결정하기 전에 신중한 개별화된 재평가가 필요함을 시사한다.

NOMS 프레임워크

미국 메모리얼 슬로언 케터링 암센터에서 개발된 신경학적·종양학적·기계적·전신적(Neurologic, Oncologic, Mechanical, and Systemic; NOMS) 의사결정 프레임워크는 MESCC 중증도, 종양 방사선 민감도, 기계적 불안정성, 환자 수행 능력을 하나의 치료 알고리즘으로 통합한 의사결정 체계다[10]. NOMS에 따르면 방사선치료에 민감한 종양(림프종, 골수종, 소세포폐암)에서 저등급 MESCC (척추종양연구그룹 점수 체계 0–1등급)인 경우 정위체부방사선치료(stereotactic body radiotherapy, SBRT) 또는 기존 방사선치료로, 고등급 MESCC (2–3등급) 또는 방사선 저항성 종양(신세포암, 간세포암, 갑상선암, 흑색종)인 경우 SBRT 전 수술이 권고된다. NOMS 프레임워크 내에서 수술은 주로 방사선 저항성 종양의 고등급 경막외 압박, 기계적 불안정성, 또는 방사선치료만으로 충분히 조절되지 않는 진행성 신경학적 결손이 있을 때 적응증이 된다. NOMS 기반 관리에 대한 2024년 체계적 문헌고찰은 하드웨어 합병증, 종양 재발, 다양한 생존 결과와의 연관성을 확인하여, 기관별 프로토콜 개선과 전향적 결과 모니터링의 중요성을 강조했다[11].

인공지능 기반 환자 선별

기존 점수 체계의 주요 한계는 MST 환자의 복잡한 임상 상황을 충분히 반영하지 못하는 3–5단계의 범주형 변수에 의존한다는 점이다. 이에 비해 머신러닝(machine learning, ML) 알고리즘은 영상 소견, 분자 바이오마커, 영양 지수, 수행 능력 변화 등 다양한 변수를 통합하여 예후를 보다 정밀하게 예측할 수 있는 가능성을 제공한다. 여러 국제 코호트에서 외부 검증된 골격종양연구그룹(Skeletal Oncology Research Group) ML 알고리즘은 90일 및 1년 사망률 예측에서 우수한 변별력을 보였다[12]. 47개 연구와 25,790명의 환자를 포함한 2025년 체계적 문헌고찰 및 메타분석에서는 인공지능(artificial intelligence, AI) 모델이 척추 전이 환자의 사망률, 보행 상태, 출혈량, 수술 합병증 예측에서 상당한 정확도를 보임을 보고하였다[13]. 나아가 2025년 전향적 다기관 연구에서는 척추 전이 수술 후 삶의 질 향상에 대한 ML 기반 예측을 검증하여, 단순한 수술 가능 여부 판단을 넘어 결과 중심적 환자 선별이라는 개념을 한 단계 발전시켰다[14]. 이러한 모델이 유망한 변별력을 보이지만, 실제 임상에서 활용되기 위해서는 전향적 검증, 기관 간 보정, 그리고 모델 기반 의사결정이 환자 중심 결과를 실제로 개선한다는 근거가 필요하다.

MESCC의 수술 시기

생물학적 근거

MESCC 이후 신경학적 회복의 가능성은 증상 발생부터 수술까지의 시간과 밀접하게 연관되며, 이는 병의 진행 과정에 기인한다. 기계적 압박이 정맥 울혈을 유발하고, 이어서 척수 허혈, 신경섬유의 탈수초화, 그리고 궁극적으로 불가역적 손상으로 진행된다[2,15]. 동물 모델에서는 6–12시간을 초과하는 지속적 압박이 척수 조직에 불가역적인 변화를 일으키는 것으로 나타났다[16]. 이러한 생물학적 배경은 여러 후향적 연구에서 일관되게 확인된 임상 소견, 즉 수술 전 보행 상태가 수술 후 보행의 가장 강력한 예측인자라는 사실과 일치한다. 수술 전 보행이 가능한 환자는 80–95%에서 보행 상태를 유지하는 반면, 수술 전 보행이 불가능한 환자에서는 30–60%에서만 보행이 회복된다[15].

수술 시기에 관한 임상 근거

여러 후향적 연구 및 체계적 문헌고찰에서 수술 시기와 기능적 결과의 관계를 검토한 바 있다. Chaichana 등[15]은 MESCC 환자 78명을 분석하여 입원 당시 보행 상태가 수술 후 보행의 주요 예측인자이며, 수술 전 신경학적 결손 기간이 길어질수록 회복률이 점진적으로 감소함을 보고했다. Rades 등[17]은 방사선 치료를 받은 1,304명의 환자를 대상으로 한 연구에서 치료 시작 시점의 운동 기능이 방사선 선량이나 분할 방법과 무관하게 치료 후 보행에 대한 가장 강력한 예후 인자임을 확인했다. AOSpine 전향적 다기관 연구에서는 MESCC에 대한 수술이 수술 후 12개월까지 보행 상태, 운동 점수, 건강 관련 삶의 질에서 의미 있고 지속적인 호전을 가져오는 것으로 확인되었다[3].

뇌졸중이나 심근경색에서 재관류 시간이 중요한 것처럼, 수술적 중재의 ‘황금 시간대’ 개념이 척추 종양학에서 주목받고 있다. 대부분의 기관에서는 적절한 환자에서 신경학적 악화 후 24–48시간 이내 감압을 권고한다[18]. 다만 조기 감압이 일반적으로 선호되지만, 최적 수술 시기는 신경학적 상태, 종양 특성, 전신 상태, 병원의 여건에 따라 개별화되어야 한다. 신세포암이나 갑상선암과 같은 과혈관성 전이(hypervascular metastasis) 환자에서는 수술 시기를 결정할 때 수술 전 혈관 색전술도 고려해야 한다. 한 메타분석에서는 수술 전 종양 혈관 색전술 후 24시간 이내 수술이 수술 중 출혈량을 유의하게 감소시키는 것으로 보고하였다[19]. 현재 National Comprehensive Cancer Network 가이드라인은 신경학적 결손을 동반한 MESCC 환자에 대해 긴급 전문의 평가와, 필요한 경우 신속한 감압 수술을 권고한다[20].

Patchell 연구의 맥락적 해석

2005년 Patchell 연구가 수술적 우월성의 원칙을 확립했지만, 그 결과는 중요한 제한점을 고려하여 해석되어야 한다. 이 연구는 단일 부위 MESCC 환자만을 등록했고, 방사선에 민감한 종양을 제외했으며, SBRT가 도입되기 이전에 수행되었다. Patchell 연구는 여전히 핵심적인 근거로 남아 있지만, 제한된 환자군을 대상으로 SBRT가 없던 시대의 연구라는 점을 고려하여 해석되어야 한다. 이후의 경험을 통해 수술 적응증이 더욱 세분화되었는데, 특히 SBRT가 방사선 저항성 종양에서도 지속적인 국소 조절을 보이면서 적절히 선별된 환자에서는 수술적 치료와 비수술적 국소 치료 간의 격차가 좁혀졌지만, 완전히 없어진 것은 아니다[21]. 고등급 MESCC 환자에서는 척수로부터 충분한 이격 거리를 확보하기 위한 직접 감압이 고선량 SBRT 용량의 안전한 전달을 위한 전제 조건으로 남아 있다[22].

수술 기법: 개방형 수술과 최소침습 접근법

기존 개방형 수술

4–6개 척추 레벨에 걸친 장분절 척추경 나사못 고정과 함께 시행하는 기존 후방 접근 360도 종양 절제술은 다분절 재건, 척추체 절제, 또는 소수 전이 병변에 대한 일괄 절제가 필요한 환자의 표준 술식으로 남아 있다. 그러나 개방형 장분절 수술에 동반되는 광범위한 연부조직 손상, 출혈, 큰 수술 창상은 영양불량, 면역 억제, 이전 방사선치료로 회복력이 떨어진 암 환자에서 상당한 수술 전후 위험을 초래할 수 있다. 최근 연구들에서 기존 개방형 접근법의 수술 전후 합병증 발생률은 최대 26%에 달하며, 창상 감염, 경막외 혈종, 신경학적 악화가 대표적인 합병증이다[23].

최소침습척추수술

MST 수술을 위한 최소침습척추수술(minimally invasive spine surgery, MIS) 기법인 경피적 척추경 나사못 고정, 관형 견인기(tubular retractor)를 이용한 감압, 단분절 고정 전략은 지난 10년간 상당히 발전했다. 1,656명의 환자(MIS, 904명; 개방형, 752명)를 포함한 34개 연구의 최근 메타분석에서 MIS는 추정 출혈량이 유의하게 낮은 것으로 확인되었다(보정 평균 차이, −602 mL; 95% 신뢰구간[confidence interval, CI], −1,204 to −0.2 mL) [24]. 보행 결과와 재수술률은 두 군에서 비슷하였으며, 합병증 발생률은 MIS군에서 수치상 낮았다. 이러한 결과는 2011년의 초기 메타분석과 일치하는데, Molina 등[25]의 분석에서도 MIS의 수술 전후 합병증 발생률이 약 7%로, 개방형 접근법의 15%보다 낮게 보고되었다. 특히 MIS는 수술 후 항암치료 재개까지의 시간이 유의하게 짧았으며(평균 차이, −0.9주; 95% CI, −1.9 to −0.01주), 이는 암 환자에서 중요한 의미를 가지며, 수술 후 보조 치료를 더 빨리 시작할 수 있게 한다[24].

MIS 기법은 일괄 절제 없이 제한적 감압과 단분절 고정으로 치료할 수 있는 환자 가운데, 유의한 동반 질환, 이전 국소 방사선 치료, 또는 기대 수명이 짧아 기존 개방형 수술을 감당하기 어려운 환자에게 가장 적합하다[24]. 광범위한 척추체 붕괴, 다분절 병변, 또는 360도 척수 압박을 가진 환자는 일반적으로 개방형 또는 혼합 접근법이 필요하다. 따라서 MIS는 개방형 수술의 대안이 아닌 보완적 전략으로 이해해야 하며, 수술 접근법은 불안정 정도, 경막외 압박, 종양 범위, 전신 상태, 예상 생존 기간에 따라 개별적으로 결정되어야 한다.

이격 수술: 패러다임의 전환

MST 수술에서 개념적으로 중요한 발전은 이격 수술(separation surgery)이다. 이격 수술에서는 수술 목표가 최대 종양 절제에서 척수의 ≥3 mm 이격 거리 확보로 바뀐다. 이는 척수를 방사선으로부터 보호하면서 고선량 SBRT (단일 분획 24 Gy 또는 동등 용량)를 안전하게 전달하기에 충분한 간격이다[26]. 이 전략은 최대 종양 제거 대신 이환율이 낮은 제한적 감압을 선택하고, 국소 종양 조절은 수술 후 SBRT에 맡긴다. 이격 수술 후 SBRT를 시행한 2상 임상시험에서는 대부분의 환자에서 신경학적 호전이 나타났으며, 방사선 저항성 종양에서 1년 국소 조절률은 84%였다[27]. 국소 무진행 생존율은 6개월(95.5% 대 82.0%), 1년(90.9% 대 71.8%), 2년(90.9% 대 57.6%) 모두에서 세기조절방사선치료(intensity-modulated radiotherapy) 대비 SBRT에서 유의하게 높았다[28]. 방사선 저항성 종양이나 감압 후 잔존 경막외 병변을 가진 적절히 선택된 환자에서, 이격 수술 후 SBRT는 수술 합병증을 줄이면서 지속적인 국소 조절을 달성하기 위한 중요한 전략이 되었다[29]. 이 치료 개념은 수술을 방사선 치료와 경쟁하는 것이 아니라 이를 가능하게 하는 보조적 역할로 재정립한다.

기술적 발전

로봇 보조 수술 및 수술 중 내비게이션

전이성 병변은 골용해, 병적 골절, 연부조직 침범을 통해 정상 척추 해부학적 구조를 자주 변형시키기 때문에, 기존의 자유 수기 척추경 나사못 삽입이 기술적으로 어렵다. 수술 중 내비게이션 시스템과 로봇 보조 플랫폼(Mazor X Stealth [Medtronic], ROSA Spine [Zimmer Biomet])은 기존 해부학적 기준점에 의존하지 않고 실시간 3차원(three-dimensional, 3D) 경로 계획 및 높은 정밀도로 나사못 삽입을 가능하게 하여 이러한 문제를 보완한다. 척추 전이에 대한 로봇 보조 수술의 체계적 문헌고찰에서 로봇 기법은 투시경 유도 자유 수기 삽입의 86.4% 대비 90% 이상의 나사못에서 Gertzbein-Robbins A 등급 정확도를 달성했으며(P=0.008), A+B 등급 정확도는 95.4% 대비 97%였다(P=0.009). 로봇 유도 나사못 삽입은 자유 수기 기법 대비 수술 후 나사못 재수술률도 유의하게 낮았다(교차비[odds ratio], 0.3; 95% CI, 0.1−0.9) [30]. 무작위대조시험 메타분석에서는 로봇 시스템이 수술자의 숙련도에 대한 의존성을 낮추고, 신체적 피로나 수술 경험량과 무관하게 일관된 정확도를 달성함을 확인하였으며, 이는 기술적으로 어려운 척추 종양 수술에서 특히 유용한 장점이다[31]. 로봇 나사못 삽입에 관한 대부분의 근거가 일반 척추 수술 환자를 대상으로 한 것이지만, 종양 관련 골용해 및 해부학적 변형이 나사못 삽입을 더욱 어렵게 하고, 이 환자군에서 재수술 위험이 특히 높으므로, 로봇 내비게이션은 척추 전이 환자에서 특히 유용할 수 있다[32]. 또한, 로봇 유도는 골다공증이나 골용해로 척추경이 약해진 환자에서도 안전한 경피적 나사못 삽입을 가능하게 하여 최소침습 수술의 적용 범위를 넓힌다.

탄소섬유강화폴리머 임플란트

기존 티타늄 합금이나 코발트 크롬 임플란트는 수술 후 종양 감시를 방해하는 상당한 컴퓨터단층촬영(computed tomography, CT) 및 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI) 왜곡을 유발하고, 방사선치료 계획 시 산란 현상을 일으켜 잔존 종양에 대한 방사선 조사를 방해할 수 있다. 탄소섬유강화폴리머(carbon fiber reinforced polymer, CFRP) 임플란트는 척추경 나사못, 로드, 추간체 케이지 등 다양한 형태로 제공되며, CT 및 MRI에서 임플란트에 의한 영상 왜곡 (artifact)이 적어 종양 및 주변 구조의 추적관찰과 방사선치료 표적 설정에 유리할 수 있다[33]. 임상 연구에서 나사못 고정력 및 장기 안정성에서 티타늄 임플란트와 동등한 기계적 성능이 확인되었으며, 금속 임플란트로 인한 방사선 교란 없이 이전에 방사선 조사를 받은 부위에서도 재조사가 가능하다는 장점도 있다[34]. SBRT를 보조 치료로 활용하는 척추 종양학 분야에서 CFRP 임플란트 사용이 늘고 있는데, 영상 왜곡 없이 방사선치료 계획을 세울 수 있고 질환 진행 시 인접 부위의 추가 방사선치료도 가능하기 때문이다[33].

3차원 프린팅 환자 맞춤형 임플란트

일반적인 척추 보형물로는 재건이 어려운 다분절 또는 파괴성 병변으로 인한 광범위한 척추체 파괴 환자에서, 환자별 CT 영상을 바탕으로 제작된 3D 프린팅 티타늄 임플란트가 새로운 해결책으로 주목받고 있다. 이러한 맞춤형 임플란트는 척추체 제거 후 해부학적 결손을 정밀하게 채우도록 설계되어, 표면의 다공성 구조를 통해 종판 접촉을 극대화하고 골유착을 돕는다[35]. 초기 기술 보고에서는 기존 임플란트로는 대응하기 어려운 천골 일괄 절제 및 상부 경추 척추체 치환에서 3D 프린팅 임플란트의 적용 가능성이 확인되었다[35]. 다만 현재로서는 비용, 제작 기간, 규제 및 장기 임상 결과의 제한이 있어, 적용은 주로 고난도 재건이 필요한 선택적 환자에 국한된다. 3D 프린팅 기술이 발전함에 따라 비용 및 제작 시간이 줄어들어 환자 맞춤형 임플란트의 활용이 상급 전문 기관 이외로도 확대될 것으로 기대된다.

약물방출형 스마트 임플란트

실험적이지만 점점 더 활발히 연구되는 분야는 종양과 임플란트가 맞닿는 부위에 약물을 직접 전달하기 위해 척추 임플란트에 항암제, 골흡수억제제, 또는 골형성 촉진 단백질을 임플란트 표면에 코팅하거나, 다공성 구조 내에 탑재하여 국소적으로 방출시키는 전략이다. 이 전략은 국소 재발의 주요 원인으로 알려진 임플란트 인근 잔존 미세 종양을 제거하는 동시에, 방사선 조사량에 따라 골 유합을 방해하는 수술 후 방사선치료에 의해 손상되는 골유착을 회복시키는 것을 목표로 한다[36]. 동물 실험에서는 수 주에 걸쳐 약물이 지속적으로 방출되면서 종양 세포 증식을 억제하는 효과가 확인되었다[37]. 임상 적용은 아직 초기 단계에 있으며, MST 환자군에서 효능과 안전성을 확립하기 위한 전향적 임상시험이 필요하다.

예후 인자 및 환자 최적화

영양 상태와 근감소증

수술 전 영양 상태와 근육량은 MST 환자의 수술 결과에 대한 독립적 예측인자다. 염증성 물질과 종양에서 분비되는 인자에 의해 근육이 빠르게 소모되는 암 관련 영양불량(악액질)은 MST 환자군에서 흔하며, 창상 치유 장애, 감염 위험 증가, 입원 기간 연장, 수술 후 항암치료 내약성 저하와 연관된다[38]. 수술 전 CT에서 측정한 횡단면 근육 면적으로 계산하는 요근 지수는 근감소증을 간접적으로 평가하는 지표로 검증되었으며, 다기관 후향적 연구에서 Tokuhashi 점수, Tomita 점수, 카르노프스키(Karnofsky) 수행 상태보다 우수한 예후 예측 지표로서 90일 사망률 및 전체 생존율과 독립적으로 연관되었다[39]. 이러한 결과는 수술 전 영양위험선별도구 2002 (Nutritional Risk Screening 2002) 또는 영양불량 보편적 선별도구(Malnutrition Universal Screening Tool)를 활용한 영양 평가와 함께, 고단백 보충 및 가능한 경우 저항성 운동을 포함한 영양 중재가 MST 환자에서 수술 전 교정이 가능한 위험인자 관리 전략임을 뒷받침한다.

골 건강과 골흡수억제 치료

병적 골절, 척수 압박, 고칼슘혈증, 완화적 방사선치료 또는 수술의 필요성을 포함하는 골격 관련 사건(skeletal-related event, SRE)은 MST 환자에서 이환율과 사망률을 높이는 주요 원인이다. 비스포스포네이트(bisphosphonate; 졸레드론산[zoledronic acid])와 RANK 리간드 억제제 데노수맙(denosumab)은 3상 임상시험에서 SRE 발생률을 유의하게 낮추는 것으로 확인되었으며[40], 현재 유럽종양학회 가이드라인은 종양 유형, 신기능, 칼슘 상태, 치아 건강, 턱뼈 괴사 위험을 고려하여 적응증에 해당하는 골 전이 환자에서의 사용을 권고한다[41]. 수술 전후 상황에서 데노수맙 투여 시기는 종양학과, 내분비내과, 외과 간의 개별화된 조율이 필요한데, 데노수맙의 강력한 골흡수 억제 효과가 임플란트 골유착을 방해할 수 있기 때문이다. 골흡수억제 치료는 골절 위험, 신기능, 칼슘 상태, 치과 합병증, 수술 시기를 고려하여 조율되어야 하며, 척추 종양학 분야에서 최적의 수술 전후 약물 투여 시기에 관한 양질의 전향적 데이터는 여전히 부족하다[42].

다학제 종양위원회의 역할

MST 치료는 신경외과, 정형외과, 종양내과, 방사선종양학과, 재활의학과, 완화의료 등 여러 전문 분야가 관여하는 복잡한 과정으로, 한 명의 의사가 단독으로 결정하기에는 한계가 있다. 다학제 종양위원회(multidisciplinary tumor board, MTB)는 각 전문과가 서로 협력하여 최선의 치료 방향을 결정할 수 있는 체계를 제공한다[43]. 실제로 다학제 위원회 기반 관리는 치료 순서를 체계화하고, 치료 시작까지의 시간을 단축하며, 수술·SBRT·전신 치료를 유기적으로 연계하는 데 도움이 되는 것으로 나타났다[42].

MTB의 핵심 기능으로는 항암치료가 중단되지 않도록 수술 시기와 항암치료 일정을 조율하는 것, MESCC 등급 및 종양 종류에 따른 이격 수술+SBRT 또는 기존 방사선치료로 환자를 배정하는 것, 수술 후 재활 계획 수립, 수술 후 회복 상황에 맞춰 항암치료 재개 시기를 평가하는 것 등이 있다. 수술적 치료를 받은 MESCC 환자 142명을 대상으로 한 AOSpine 전향적 다기관 연구에서는 6주 및 6개월 추적 관찰에서 보행 상태, 하지 운동 점수, 일상생활 장애 지수(Oswestry disability index), 삶의 질 평가 도구(EuroQol 5-Dimension, EQ-5D), 통증에서 유의한 호전이 확인되었으며[3], 이는 적절히 선별된 MESCC 환자에서 수술 후 의미 있는 기능적 호전이 가능함을 보여준다.

향후 방향

유전체 프로파일링과 정밀 종양학의 통합

종양 조직의 차세대 염기서열분석(next-generation sequencing, NGS)은 최근 수술 중 생검 검체에서 시행하는 경우가 늘고 있으며, 수술 후 항암치료 선택에 도움이 되는 치료 표적 돌연변이와 면역치료 바이오마커(programmed death-ligand 1 발현, 종양 돌연변이 부담, 현미부수체 불안정성)의 확인을 가능하게 한다[44]. 수술 후 다학제 치료 계획에 NGS 결과를 신속히 반영하는 것은 수술이 단순한 감압 수술을 넘어 정밀 암 치료를 위한 조직 확보의 기회로 활용되는 새로운 치료 모델을 보여준다. 특히 원발 종양에 접근하기 어렵거나 이전 치료로 조직 검사가 어려운 MST 환자에서, 수술 중 획득한 전이 병변 조직은 조직학적 확진과 함께 유전체 분석에 활용될 수 있다. 혈액 검사로 순환 종양 DNA (circulating tumor DNA)를 분석하는 액체 생검과, 표준 CT 및 MRI 영상에서 AI를 활용한 비침습적 분자 특성 예측과 같은 보완적 접근법도 수술 후 항암치료 방향을 결정하는 도구로 활발히 연구되고 있다[45].

SBRT 적응증 확대와 정교화

SBRT의 적응증이 넓어지고 방사선 선량 제한 기준이 변경되면서 수술 치료 환경도 함께 변화하고 있다. SBRT가 신세포암 및 육종을 포함한 방사선에 잘 반응하지 않는 종양에서도 80–90%가량의 국소 조절률을 달성함에 따라[21], 심한 척수 압박이나 불안정성이 없는 환자에서는 수술 없이 SBRT 단독 치료를 선택하는 경우가 늘고 있다. 또한, 이전에 방사선 조사를 받은 부위에서 재발이 발생한 환자에서 SBRT를 이용한 재조사가 가능하여, 기존에는 위험부담이 큰 수술만이 선택지였던 경우에도 새로운 치료 기회가 생기고 있다[28]. SBRT가 방사선에 잘 반응하지 않는 종양, 통증성 병변, 또는 수술 후 잔존 병변을 가진 적절히 선택된 척추 전이 환자에서 점점 더 중요한 치료로 자리 잡음에 따라[29], 이격 수술은 종양을 얼마나 많이 제거했느냐보다 척수로부터 충분한 이격 거리를 확보했느냐로 수술 성공을 평가하는 방향으로 개념이 바뀌고 있다[46].

면역치료와 골 미세환경

면역관문억제제(immune checkpoint inhibitor, ICI)는 비소세포폐암, 신세포암, 흑색종 등 척추로 자주 전이되는 여러 암종에서 표준 항암치료로 자리잡았다. 척추 전이 240명(총 299개 병변)에 SBRT를 시행한 연구에서, ICI 병용군(108명)을 포함하여 방사선 척수 손상 등 부작용이 증가하지 않아 SBRT-ICI 병용 치료가 안전함을 보여주었다[47]. 최근 전임상 및 초기 임상 데이터는 ICI가 파골세포의 활성을 억제하여 잠재적으로 전이암의 뼈 침범 진행을 늦출 수 있음을 시사한다[48]. 수술과 면역치료의 최적 조합 방식, 즉 수술 시기 결정, 창상 치유에 미치는 영향, 스테로이드 사용과의 상호작용 등은 척추 종양학에서 수술 전후 결정에 점점 더 중요해지고 있는 연구 과제다.

종적 수술 파트너로서의 인공지능

수술 전 환자 선별을 넘어, AI 소프트웨어는 수술 중 유도(AI 내비게이션을 이용한 실시간 종양 경계 확인), 수술 후 감시(추적 영상에서 임플란트 이상 또는 종양 진행의 자동 감지), 장기적 결과 모니터링(증상이 나타나기 전 임상적 악화를 예측하는 알고리즘) 등 다양한 분야에 활용되고 있다. CT에서 뼈를 침범한 척추 전이의 딥러닝 기반 자동 탐지는 전공의의 진단 정확도와 유사한 수준의 정확도를 보였으며[49], MRI 특성과 ML을 결합한 AI 방사선사진 분석 도구는 척추 전이의 SBRT 후 치료 결과에 대한 예측 능력을 입증하여, 환자 위험도에 따른 맞춤형 추적 관찰과 선제적 재치료 계획에 활용될 수 있다[50].

결론

MST의 관리는 축적된 근거를 바탕으로 단순한 통증 완화 치료에서 기능 보존을 목표로 하는 적극적인 치료로 발전하였다. 적절히 선별된 MESCC 환자에서 직접적인 수술적 감압이 단독 방사선치료보다 보행 유지에 효과적임을 보인 Patchell 연구는 여전히 이 분야의 핵심 근거로 남아 있다. 불안정성 평가를 위한 SINS, 치료 방향 결정을 위한 NOMS 프레임워크 등 구조화된 의사결정 도구는 다학제적 환자 선별의 근거를 제공한다. 최근에는 이러한 점수 체계만으로 담기 어려운 다양한 환자 및 종양 특성을 종합적으로 분석하는 AI 기반 예후 알고리즘이 이를 보완하는 도구로 주목받고 있다.

수술 기법은 개방형 재건에서 합병증이 적은 최소침습 접근법과 이격 수술 개념에 이르기까지 다양하게 발전하여, 적절히 선별된 환자에서 수술 전후 합병증을 줄이면서 지속적인 국소 조절을 위한 고선량 SBRT와의 통합을 가능하게 한다. 수술 방식은 종양 범위, 척추 불안정성, 전신 상태를 고려하여 환자마다 개별적으로 결정된다. 로봇 내비게이션, 탄소섬유 임플란트, 3D 프린팅, 약물방출형 임플란트 등 기술적 혁신이 척추 재건의 정밀도, 안전성, 종양 치료 효과를 점진적으로 향상시키고 있다. 수술 전 영양 상태 최적화, 골흡수억제 치료의 적절한 사용, MTB 기반 진료 역시 수술 전후 관리의 중요한 축을 이룬다.

MST의 현대적 관리는 구조화된 환자 선별, 적시의 감압 또는 안정화, 필요에 따른 최소침습 접근법, SBRT, 항암치료, 다학제 의사결정을 아우르는 개별화된 기능 보존 치료로 발전하고 있다. 향후 발전은 기술적 혁신뿐 아니라 AI 기반 예후 도구, 정밀 암치료 전략, 그리고 전향적 임상 연구에서의 수술 전후 최적화 방법의 체계적인 검증에 달려 있다.

Conflict of interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Funding

None.

Data availability

Not applicable.

Figure 1.

(A) Summary receiver operating characteristic (SROC) plots for the Tokuhashi and Tomita scores. The solid and dashed lines represent the SROC curve and 95% confidence region for the Tokuhashi score (blue) and Tomita score (red), respectively. Each solid circle and triangle represents an individual Tokuhashi or Tomita study included in the meta-analysis, respectively. The paired-data line (short dashed green line) tends to extend toward the upper right-hand corner, indicating that the Tomita score slightly increased sensitivity and moderately increased the false-positive rate, corresponding to a moderate decrease in specificity. (B) Receiver operating characteristic plots for the Tokuhashi and Tomita scores based on individual participant data. Each solid line represents the Tokuhashi score (blue) or Tomita score (red). Cutoff values of 8 and 6 are closest to the upper left-hand corner for the Tokuhashi and Tomita scores, respectively. The areas under the curves are 0.728 for the Tokuhashi score and 0.718 for the Tomita score, summarizing overall diagnostic accuracy. Adapted from Lee CH et al. J Neurooncol 2015;123:267–275, with permission from Springer Nature [7].

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