이종이식(Xenotransplantation), 유전자 변형 돼지 심장을 인간에게 이식
- 건강의학 / 문광주 기자 / 2022-01-12 09:35:52
- 2019년 처음으로 돼지 심장 가진 원숭이가 6개월 이상 생존 연장
- 거부 반응 방지 위해 기증 돼지에서 일부 유전자 차단하고 6개의 인간 유전자를 도입
- 10개의 변경된 유전자, 급성 항체 반응 방지 위해 3개의 유전자 비활성화
- 동물을 특별히 사육하고 유전자 조작이 필요, 윤리적 문제 대두
이종이식: 인간은 돼지 심장을 얻는다.
미국 의사들이 유전자 변형 동물의 심장을 처음으로 사람에게 이식했다.
동물의 장기 기증:
미국에서 의사들이 처음으로 돼지 심장을 환자에게 삽입했다.
이 이종이식(Xenotransplantation)은 중증 환자에게 유일한 생존 기회였으므로 특별 허가를 받아 수행됐다.
거부 반응을 방지하기 위해 기증 돼지에서 일부 유전자를 차단하고 6개의 인간 유전자를 도입했다. 지금까지는 수혜자가 잘 지내고 있지만 장기적으로 이 상태가 유지될지는 두고 봐야 한다.
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▲ 이 심장은 돼지에서 나온 것이며 미국 의사들이 사람의 심장 환자에게 삽입했다. © University of Maryland School of Medicine |
장기 이식은 종종 많은 중증 환자에게 유일한 기회이지만 기증할 장기는 공급이 부족하다.
우리나라의 장기 이식 대기자는 약 4만 명이 넘는다. 독일의 경우 이식 대기자 명단에 있는 환자가 기증 장기의 10배에 달한다. 미국은 약 50여만 명이 이식을 기다리고 있다.
이미 1980년대에 의사들은 동물 기증 장기를 사용하는 이종이식에 대한 아이디어를 내놓았다. 그러나 개코원숭이 심장을 아이에게 이식한 것이 심각한 거부 반응으로 끝난 후 이 아이디어는 처음에 포기됐다.
최근에야 이종이식(xenotransplantation)이 의학의 초점으로 다시 돌아왔다.
유전 공학을 통해 인간 면역 체계가 급성 거부 반응에 반응하는 동물 유전자를 특이적으로 차단할 수 있기 때문이다. 돼지 장기는 크기와 조직 특성 면에서 인간에게 특히 적합하기 때문에 잠재적으로 가능한 것으로 간주된다. 돼지의 장기에서 원숭이로의 이종이식은 이미 여러 번 수행되었다. 2019년에는 처음으로 돼지 심장을 가진 원숭이의 생존 기간을 6개월 이상으로 연장하는 것이 가능했다.
"마지막 기회였다“
최근 미국 의사들은 인간에게 이러한 이종이식을 처음으로 수행했다.
메릴랜드 대학의 팀은 57세의 심장 환자에게 유전자 변형 돼지 심장을 이식했다. 일반적으로 이러한 이종이식은 미국에서도 허용되지 않는다. 환자는 심장-폐 기계의 도움으로만 살아 있었고 그를 위한 인간 기증 장기가 없었기 때문에 미국 당국은 특별 허가를 발급했다.
환자 데이비드 베넷(David Bennett)은 자신의 상황을 설명하며 "나에게 그것은 죽거나 이식을 하는 것을 의미했다"고 말했다. “어둠 속에서 하는 일이라는 걸 알았지만 그게 내 마지막 기회였다.” Bennett가 동의하기 전에 팀은 실험적 이식의 위험성에 대해 자세히 설명했고 그 절차는 이전에 인간에게 테스트된 적이 없었다.
10개의 변경된 유전자를 가진 돼지 심장
사람에게 이식할 돼지 심장을 준비하기 위해서는 몇 가지 조치가 필요했다.
한편으로 기증하는 돼지는 유전적으로 변형되었다. 인간 면역계에서 급성 항체 반응을 유발하는 3개의 유전자가 유전 물질에서 비활성화되었다. 과도한 조직 성장을 방지하기 위해 또 다른 돼지 유전자를 차단했다. 또한 연구자들은 기증 돼지의 게놈에 6개의 인간 유전자를 들여왔으며, 그 단백질 생산은 조직에 보다 "인간적인" 면역 특성을 부여했다.
이식 중과 이식 후에도 특수 약물이 사용됐다.
거부 반응에 대한 기존의 활성 성분 외에도 여기에는 키닉사 파마슈티걸스(Kiniksa Pharmaceuticals)의 실험제제도 포함됐다. 이식 전에 돼지 심장도 심장 관류 장치로 냉각하고 특수 영양 용액에 보존했다. 2022년 1월 7일 볼티모어에 있는 메릴랜드 대학 의료 센터에서 심장 이식이 이루어졌다.
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| ▲ 기증 동물에서 돼지 심장 제거. © University of Maryland School of Medicine |
이식 성공 – 지금까지는
의료 전문가에 따르면 심장의 이 첫 번째 이종이식은 성공적이었다.
"우리는 수술을 준비할 때 이 환자의 상태에 특별한 주의를 기울였으며 또한 이 이종이식의 특별한 요구 사항에 맞게 마취를 조정했다"고 메릴랜드 대학의 수석 마취과의 Peter Rock은 설명한다. "우리의 계획은 결실을 맺었고 절차는 더 나아질 수 없었다.“
환자는 이식 후 급성 거부 반응을 보이지 않았으며 그 이후로 잘 지내고 있다고 팀이 보고했다. 하지만 장기적으로 심각한 부작용을 나타내지는 않을지 귀추가 주목된다.
그래도 의사들은 이 절차를 성공으로 평가한다. 수석 외과의사 중 한 명인 다니엘 말럽(Daniel Maluf)는 "이것은 장기 이식과 모든 의학 분야에서 획기적인 것이다"고 말했다. "이 절차는 수년간의 연구와 테스트의 정점이었고 이식 의학 분야에서 새로운 시대의 시작을 나타낸다.”
윤리적 문제가 남아있다.
그러나 이 최초의 돼지 심장 이식의 성공 여부와 상관없이 이종이식은 윤리적으로 논란이 되고 있다. 이를 위해서는 동물을 특별히 사육하고 유전자 조작이 필요하기 때문이다.
피셔(Fischer)는 "이러한 실험에 대한 윤리적 우려가 있는 경우 이종이식의 목표가 사람들의 생명을 연장하는 것임을 분명히 밝혀야 한다"고 말했다. "모든 세계 종교에서 이것은 분명히 동물의 생명보다 높기 때문에 이종이식이 여기에서도 균일하게 지원되는 이유다.“
출처: University of Maryland School of Medicine, Science Media Center
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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