'돼지의 신장'을 인간의 몸에 연결하는 실험에 성공...노폐물을 제거하고 거부반응도 없어

장기이식은 많은 사람의 생명을 구할 수 있지만 이용 가능한 인간의 장기에는 한계가 있어서 기증자를 찾을 때까지 몇 년을 기다리거나 이식이 늦어져 사망하는 사례도 많습니다. 최근에는 이런 부족을 해결하기 위해 돼지의 장기를 인간에게 이식하는 시도가 이루어지고 있는데, 이번에 새로이 뉴욕대학(NYU) 란곤헬스의 외과팀이 유전자조작을 한 돼지의 신장을 인간의 몸에 연결해 노폐물을 제거시키는 실험에 성공했다고 발표했습니다.

Pig-to-human transplants come a step closer with new test
https://apnews.com/article/animal-human-organ-transplants-d85675ea17379e93201fc16b18577c35

Pig-to-human transplants come a step closer with new test

In a First, Surgeons Attached a Pig Kidney to a Human - The New York Times
https://www.nytimes.com/2021/10/19/health/kidney-transplant-pig-human.html

In a First, Surgeons Attached a Pig Kidney to a Human, and It Worked

Pig kidney successfully hooked up to human patient in watershed experiment | Live Science
https://www.livescience.com/pig-kidney-to-human-transplant-experiment

Pig kidney successfully hooked up to human patient in watershed experiment

로버트 몽고메리 박사가 이끄는 NYU 란곤헬스의 외과팀은 2021년 9월 뇌사한 54세 여성 환자의 몸에 한 쌍의 굵은 혈관을 이용하여 유전자 변형한 돼지의 신장을 연결하는 실험을 실시했습니다. 환자는 사후 장기기증에 대한 의사를 표명했지만 불행히도 장기는 타인에게 이식할 수 있는 상태가 아니었다고 합니다. 그래서 환자 가족의 동의를 얻어 인공호흡기를 제거하기 전에 돼지의 장기를 연결했다고 합니다.

실험에서는 54시간 동안 돼지의 신장과 환자의 몸이 연결해 장기의 상태를 관찰하거나 조직샘플을 채취했습니다. 실험기간 동안 신장은 노폐물을 제거하여 소변을 생성하는 본래의 목적을 제대로 달성했고 거부반응도 발생하지 않았다고 합니다. "돼지의 신장은 완전히 정상적인 기능을 가지고 있었고 급성 거부반응도 나타나지 않았다"고 몽고메리 씨는 말합니다.

이번 실험에서는 몸의 외부에서 혈관을 통해 돼지의 신장을 연결했기 때문에 신장이 환자의 체내에 이식된 것은 없습니다. 그러나 일반적으로 동물의 장기를 인간에게 이식할 때 발생하는 문제는 인간의 혈액이 동물의 장기와 접촉하는 혈관 내 등에서 일어나기 때문에 이번 방법으로 거부반응 여부를 확인할 수 있었다는 것.

동물의 장기를 인간에게 이식하는 시도는 양의 피를 사람에게 수혈하는 치료가 행해진 17세기까지 거슬러 올라갈 수 있으며, 최근에는 돼지의 장기를 이용하는 방법이 주목을 받고 있습니다. 돼지는 널리 식용으로 사육되고 있어서 윤리적인 우려가 적고, 한 번에 여러 새끼를 낳으며 임신기간이 짧고 장기의 해부학적 유사성이 인간과 가깝다는 장점이 있습니다.

이미 돼지의 조직으로 만든 심장판막이 인간에게 이식되었고 항응고제인 헤파린 원료도 돼지의 장점막에서 채취되고 있지만, 장기이식에서는 거부반응이 난해한 과제였습니다. 돼지의 조직세포에는 α-gal라는 당분자를 생성하는 유전자가 있는데, 인간의 면역체계는 α-gal을 이물질로 인식하고 공격하기 때문에 급성 거부반응을 일으켜 이식한 장기가 망가져 버린다고 합니다.

이 과제를 해결하기 위해 미국의 생명공학 기업인 United Therapeutics의 자회사 Revivicor은 유전자조작으로 α-gal이 포함되지 않은 'GalSafe 돼지'를 개발했습니다. GalSafe 돼지는 2020년 12월에 미 식품의약품안전국의 승인을 받았으며, 이번 실험에 사용된 신장도 GalSafe 돼지입니다. 또한 외과팀은 신장을 연결하기 전에 면역세포를 만들어내는 돼지의 흉선을 환자에게 이식해 신장이 거부반응을 일으킬 가능성을 줄였다고 합니다.

이번 발표에 존스홉킨스 의대의 돌리 세게브 박사는 "장기의 수명에 대해 더 알 필요가 있다"고 유보적 견해를 나타냈고 미국의 장기조달 · 이식 네트워크인 United Network for Organ Sharing의 최고의료책임자인 데이비드 Klassen에 박사는 인간 사이에서도 신장의 거부반응이 일어나는 경우가 있는 이상, 돼지신장의 이식 내구성을 신중하게 평가할 필요가 있다고 주장합니다.

United Therapeutics의 마틴 로스 브랫 CEO는 "이것은 이종간 이식을 실현을 위한 중요한 진전이며, 멀지 않은 장래에 연간 수천 명의 생명을 구할 것"이라고 전망했습니다.

미국에서는 2020년에 2만 3401명이 신장이식을 받았지만 여전히 9만 240명이 신장이식 대기자 목록에 실려 있습니다. 또 사용 가능한 신장의 부족으로 많은 신부전 환자는 이식 대기자 명단에조차 게재되지 못하는 상황인 것을 감안하면 잠재적인 신장의 수요는 더욱 크다고 볼 수 있습니다.