뇌사자에 돼지 폐 이식 중국서 첫 시도

유전자 변형한 폐 이식, 시술 9일째 중단 

 

 

중국 의사들이 유전자 변형 돼지 폐를 뇌사 환자에게 이식하는 최초의 실험을 했다.

뇌사 환자를 대상으로 한 유사한 실험이 미국에서 진행된 적이 있지만, 신장이나 심장과 같은 돼지의 다른 장기를 이용한 것이었고, 중국에서는 돼지 간을 이용한 실험도 있었다.

이러한 실험들은 돼지 장기를 살아있는 인간 환자에게 이식하는 길을 열었지만, 지금까지 시행된 사례는 극소수에 불과하다.

월요일(8월 25일) Nature Medicine 저널에 실린 이 최근 실험은 중국 광저우에서 진행되었으며, 시술 전 뇌사 판정을 받은 39세 남성이 참여했다.

보고서에 따르면, 연구팀은 네 가지 검사를 통해 환자의 뇌사 상태를 확인하고 가족으로부터 실험에 대한 서면 동의를 받았다고 한다.

인간과 다른 종의 폐를 인간에게 이식하는 시도는 이번이 처음이다. 이 시술은 폐 이종이식lung xenotransplantation이라고 한다.

광저우 의대 제1부속병원 장기 이식과장인 연구 공동 저자 장시Jiang Shi 박사는 STAT와의 인터뷰에서 "이번 성과는 우리 팀에는 의미 있는 시작"이라고 말했다.

"폐 이종이식은 다른 장기에 비해 고유한 생물학적, 기술적 어려움을 안고 있습니다."

장시 박사는 이 연구 목적은 인간의 면역 체계가 이러한 이식에 어떻게 반응하는지 조사하는 것이었으며, "현재 임상적으로 사용 가능하다고 주장하는 것은 아니다"고 덧붙였다.

다시 말해, 이 기술은 아직 살아있는 환자에게 본격적으로 적용하기에는 적합하지 않으며, 전임상 연구 단계에 있다.

그렇다면 실험 결과는?
이식된 돼지 폐는 9일 동안 "생존력과 기능을 유지"했지만, 시술 후 24시간 만에 거부 반응을 보였다.

실험은 환자 가족의 요청으로 9일째에 종료되었다.

보고서에 따르면, 폐를 더 오래 방치했다면 얼마나 더 오래 지속되었을지는 불분명하지만, 9일째에는 이미 장기가 손상되었다.

"9일짜리 폐 이식에는 아무도 동의하지 않을 것"이라고 뉴욕대 랭곤 이식 연구소 이종이식 NYU Langone's Transplant Institute 팀 선임 연구원인 아담 그리즈머Adam Griesemer 박사는 CNN에 말했다. 

그는 이 수술에는 참여하지 않았다.
그는 또한 "동물 모델이 인간 수혜자에게서 일어나는 일을 완벽하게 반영할 것이라고 가정할 수 없기 때문에 뇌사자를 대상으로 이러한 연구를 수행하는 것이 매우 중요하다고 생각한다"고 덧붙였다.

이 실험은 유전자 편집 기술인 크리스퍼(CRISPR)를 사용하여 유전자 변형된 돼지 폐를 대상으로 진행되었다.

중국 청두에 있는 클로노건 바이오테크놀로지(Clonorgan Biotechnology)라는 회사가 편집을 담당했다.

돼지 유전자 세 개를 비활성화하여 해당 유전자가 코딩하는 단백질이 인간의 면역 체계를 활성화하지 않도록 했다.

또한, 인체가 장기를 더 잘 견딜 수 있도록 인간 유전자 세 개를 추가했다.

2024년 5월, 이식팀은 돼지의 왼쪽 폐를 제거하여 뇌사 환자에게 이식했고, 환자는 오른쪽 폐를 유지했다.

면역억제제는 수술 하루 전부터 환자의 몸에 투여되었으며, 수술 후에는 매일 투여되었다.

환자의 몸에서는 "초급성 거부 반응hyperacute rejection" 징후가 보이지 않았는데, 만약 나타났다면 이식 직후에 나타났을 것이다.

폐는 초기 고비를 넘겼지만, 24시간쯤 되자 부기와 염증을 동반한 거부 반응이 나타나기 시작했다.

면역 체계는 수술 후 3일째에 해당 장기에 대한 항체를 생성했고, 이로 인해 폐가 일부 손상되었다.

연구진은 이러한 유형의 실험을 향후 시도할 경우 특정 면역 세포의 활동을 차단하고 염증을 유발하는 특정 신호 전달 분자를 억제하는 것이 도움이 될 수 있다고 제안했다.

폐는 외부 공기에 끊임없이 노출되어 면역 방어에 필요한 많은 단백질을 지니기 때문에 매우 어려운 과제다.

역설적으로 이는 숙주의 면역 체계가 폐를 "이물질"로 인식하기 쉬운 표적이 되게 한다.

또한, 산소와 이산화탄소를 교환하는 폐 조직은 매우 약하기 때문에 면역 공격이 가해지면 매우 큰 타격을 입는다.

이 접근법을 어떻게 개선할 것인지, 그리고 살아있는 환자에게 얼마나 효과적으로 작용할 수 있을지에 대한 다른 의문점들이 남아 있다.

예를 들어, 현재 연구에 따르면, 돼지 폐가 환자를 생명 유지 장치에서 분리했을 때 얼마나 잘 지탱할 수 있었는지는 불분명하다고 보스턴 매사추세츠 종합병원 흉부 이식 외과의인 리처드 피어슨Richard Pierson 박사는 사이언스 뉴스와의 인터뷰에서 밝혔다. 그는 이 수술에는 참여하지 않았다.

"향후 연구를 통해 폐 이종이식 접근법을 개선하고 임상 적용에 한 걸음 더 다가갈 수 있을 것"이라고 연구 저자들은 결론지었다.

"이 연구는 극복해야 할 면역, 생리적, 유전적 장벽에 대한 중요한 통찰력을 제공하며, 이 분야의 혁신을 위한 길을 열어줍니다."

 
*** [편집자주] ***

 
이 실험은 의료계지만 저와 같은 연구성과를 쌓아가는 중국과학이 고고과학에서도 괄목할 만한 성과를 내는 일이 우연이 아니다.