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- 2018년 뮌헨 대학병원의 마티아스 랭인, 첫 번째 성공 보고.돼지 심장을 개코원숭이에게
- 2022년. 처음으로 살아있는 사람이 동물의 장기를 이식받아. 뉴욕 대학교 랑곤(Langone)과 메릴랜드 대학교 팀은 유전자 변형 돼지 심장을 57세의 불치병 심장 환자에게 이식
- 2023년 8월 또 다른 돼지 장기인 신장을 인간에게 이식
- 윤리적으로 논쟁의 여지가 있음

장기 기증자로서의 동물
이종 이식이 해결책인가?

모든 의학적 발전에도 불구하고 기본적인 문제는 여전히 남아 있다. 즉, 장기 기증자가 너무 적고 그에 따라 기증 장기도 너무 부족하다는 것이다. 이를 바꾸려면 인구의 더 많은 부분이 기증하려는 동기를 가져야 한다. 그렇지 않으면 의학은 장기를 위한 다른 공급원을 찾아야 한다. 그리고 그것이 바로 그녀가 이미 하려고 노력하고 있는 일이다. 

▲ 이 심장은 돼지에서 채취해 미국 의사들이 인간의 심장 환자에게 삽입한 것이다. © 메릴랜드 대학교 의과대학

인간 대신 동물 기증자

일부 연구자들은 실험실에서 인간 조직 구조를 성장시키고 있는 한편 다른 연구자들은 대안적인 아이디어를 추구하고 있다. 인간 기증자 대신 동물의 장기를 사용하면 어떨까? 오랫동안 서로 다른 두 동물 종 사이에 장기를 이식하는 것은 불가능하거나 최소한 극도로 위험한 것으로 여겼다. 종 특이적인 단백질은 필연적으로 수용자에게 강한 거부반응을 유발한다. 그러나 최근 몇 년 동안 연구자들은 이 문제를 해결하는 방법을 개발했다. 이러한 이종 이식은 이미 여러 차례 성공했다. 처음에는 동물 사이에서, 최근에는 인간에서도 성공했다.

2018년 뮌헨 대학 병원의 Matthias Längin과 그의 동료들은 첫 번째 성공을 보고했다. 그들은 돼지 심장을 개코원숭이에 이식했고, 개코원숭이는 이전보다 더 긴 최대 6개월 반 동안 새로운 장기와 함께 생존했다. 당시 Paul Ehrlich 연구소의 Ralf Tönjes는 “최대 195일의 돼지 심장의 생존 시간과 기능은 획기적인 것이며 아직 세계 어느 곳에서도 달성되지 않았다”고 말했다.

돼지가 첫 번째 선택이다

그런데 왜 돼지고기 심장일까? 인간의 장기를 동물의 장기로 대체하려는 최초의 시도는 침팬지 조직을 사용하여 수행되었다. 영장류는 우리의 가장 가까운 친척이기 때문이다. 그럼에도 불구하고 오늘날 돼지는 가장 유망한 기증자로 간주된다. 그들의 기관은 인간의 기관과 더 비슷한 크기와 기능을 가지고 있는 것으로 나타났다. 또한 동물을 사육하고 키우는 것은 상대적으로 쉽다.

종간 이식의 성공 가능성을 높이기 위해 현재 유전 공학 기술이 사용되고 있다. 예를 들어 표적 유전자 변화를 통해 인간 단백질이 외부 장기 표면에 발현되도록 한다. 반대로 일부 동물성 단백질은 유전적으로 제거된다. 둘 다 나중에 이식 후 거부반응을 줄이기 위한 것이다.

인간 최초의 이종 이식

2022년. 처음으로 살아있는 사람이 동물의 장기를 이식받았다. 뉴욕 대학교 랑곤(Langone)과 메릴랜드 대학교 팀은 유전자 변형 돼지 심장을 57세의 불치병 심장 환자에게 이식했다. 처음에는 성공했다. 인간 수령인의 신체에 거부반응이 없었고 돼지의 심장은 기대한 대로 작동했다. 그러나 합병증이 발생해 환자는 수술 2개월 만에 숨졌다.

이종 이식은 실패했나요? 이후의 분석에 따르면 그렇지 않다. 치명적인 결과는 돼지의 심장이나 수용자의 면역반응이 아니라 바이러스였기 때문이다. 기증 돼지는 돼지 거대세포 바이러스(PCMV)에 감염되었다. 이러한 헤르페스 바이러스는 인간 환자에게는 무해했지만, 돼지의 심장 조직을 공격하여 궁극적으로 파괴했다. 씁쓸한 점은 좀 더 철저한 검사를 통해 바이러스를 발견했어야 했다는 점이다.

▲ 이식 직전의 돼지 신장. © Joe Carrotta/NYU Langone Health

심장 다음에는 신장이 온다

그러나 이것이 동물 기증 ​​장기에 대한 모든 테스트의 끝은 아니다. 같은 팀은 2023년 8월 또 다른 돼지 장기인 신장을 인간에게 이식했다. 돼지 심장과 달리 이번에는 기증자 돼지에서 단 하나의 유전자만 꺼졌고 더 이상의 유전자 조작은 일어나지 않았다. 이를 위해 연구자들은 기증자 신장의 외부 껍질 아래에 돼지의 흉선을 이식했다. 흉선은 세포 면역 방어의 성숙과 "적 인식"에 중요한 역할을 한다.

이러한 조치를 종합하면 거부 없이 한 달 이상 인간 수혜자의 신장 기능을 유지하는 데 충분했다. 그러나 시간이 지남에 따라 뉴욕 대학 Langone의 Robert Montgomery와 그의 동료들이 인정한 것처럼 오랜 시간이 지나면 돼지 장기에 잠재적으로 손상을 줄 수 있는 더 미묘한 면역 반응이 나타났다. 그러나 그들은 이미 방법론을 더욱 개선하기 위해 노력하고 있다.

연구진에 따르면, 이종 이식은 앞으로도 장기 손상을 입은 많은 말기 환자의 생명을 구할 수 있는 기회를 제공한다. 심장 이식을 직접 받은 몽고메리는 “필요한 모든 사람에게 기증할 장기가 충분하지 않다”며 "장기 부족으로 너무 많은 사람이 죽어가고 있다. 저는 이종 이식이 이를 바꿀 수 있는 실행 가능한 방법이라고 굳게 믿는다”고 말했다.

윤리적으로 논쟁의 여지가 있음

그러나 이종 이식은 또한 몇 가지 윤리적 문제를 제기한다. 이를 달성하려면 동물을 특별히 사육하고 유전자를 변형해야 한다. 결국 이는 인간을 위한 '예비 부품 상점'으로 동물을 사육하는 것이 정당한지에 대한 의문을 제기한다. 일부 사람들은 인간 유전자를 동물에 도입하는 것을 거부하기도 한다. 그리고 다른 종의 기관이 환자의 내부에서 뛰고 있을 때 환자의 자아상은 무엇을 의미하는가? 이 중 어느 것도 아직 결정적으로 밝혀지지 않았으며 이종 이식은 아직 초기 단계에 있다. 언젠가 그것이 일상적인 의료 행위의 일부가 될 것인지는 당분간 공개적인 질문으로 남아 있다. (끝)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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