맞춤형 장기이식시대 온다

조직공학(Tissue Engineering)을 이용해 만든 장기로 환자의 병든 장기를 교체하는 맞춤형 장기이식 시대가 성큼 다가왔다.

미국에선 최근 방광이 제 기능을 하지 못하는 환자의 방광 전구세포(방광 세포가 되기 이전 단계의 세포)를 떼어내 체외(體外)에서 배양해 방광을 만든 뒤 다시 이식하는 치료가 성공을 거두었다. 심장이나 신장, 간 등의 장기도 이와 같은 조직공학적 방법으로 만들어 이식하는 시대가 올 것인지에 대한 관심이 급증하고 있다.

환자의 세포를 배양해 이식하는 시술은 조직공학과 세포치료(Cell therapy)로 나뉜다. 세포치료는 단순히 체외에서 세포를 배양해 병든 부위에 이식하는 것으로 피부나 연골 같이 단순한 장기에서 이미 활발하게 시술되고 있다. 인공 피부 시술은 이미 상업화돼 있으며 미국에선 연골, 혈관, 심근(心筋) 등도 임상시험 단계에 있다.

조직공학 기술은 일반적으로 장기의 모양을 갖춘 인공뼈대(Scaffold)에 세포를 배양해서 실제 장기 모양을 만드는 것인데, 이번에 성공한 방광과 같이 좀더 복잡한 구조를 가진 장기들에 사용된다. 미국의 경우 기관지, 식도, 자궁, 성기 등 크게 복잡하지 않은 구조의 장기에 대해서는 이미 동물실험에서 성공한 사례가 많으며, 인공뼈대의 기술적 발전에 따라 10년 후쯤엔 대부분의 장기를 조직공학 기술로 만들 수 있을 것으로 학자들은 전망하고 있다.

조직공학 기술로 만든 장기는 첫째, 다른 사람 또는 시신의 장기를 이식하는 것에 비해 면역 거부반응이 일어날 가능성이 적다는 것이 장점이다. 둘째, 단순히 세포만 배양해 이식하는 세포치료와 달리 장기를 본 떠 만든 인공뼈대에서 배양하므로 환자에게 접합하기도 쉽다. 기존 장기에 완전히 접합 할 때까지 모양을 잡아주는 인공뼈대는 동물의 생체에서 얻은 콜라겐 성분과 환자의 근육세포, 그리고 화학합성물인 PGA 등으로 구성된다. 셋째, 줄기세포를 이용한 연구들이 탯줄에서 채취한 성체줄기세포나 난자 에서 배아를 만들어 배양하는 것과 달리 조직공학에서는 환자 본인의 정상세포를 이용하기 때문에 윤리적 문제가 없다.

넷째, 줄기세포 연구는 아직도 걸음마 단계이지만 조직공학 기술은 기술적 측면에서 실용 가능성이 훨씬 크다. 하지만 조직공학이 넘어야 할 산은 아직 많다.

첫째, 이식의 대상이 아직은 성장기의 청소년까지로 제한된다. 성장이 끝난 성인들의 경우엔 세포의 재생력과 조직 접합 후 인공뼈대로 인한 이물반응 등 부작용의 가능성이 있다.

둘째, 모든 장기에 가능하진 않다. 방광처럼 수축·팽창을 통해 오줌을 내보내는 단순한 장기와 달리 폐나 콩팥 등 피를 정화하는 등의 복잡한 조직을 가진 장기는 인공뼈대를 만드는 것 자체가 기술적으로 한계에 부딪히고 있다. 셋째, 환자의 장기에서 얻은 세포가 병에 걸려 있는 경우다. 병이 난 세포도 체외 배양을 하면 정상세포로 변하는 경우가 많지만 아직 병든 세포를 배양해 이식하는 것은 위험성이 크다.

도움말=권태균 경북대병원 비뇨기과 교수, 김효수 서울대병원 순환기내과 교수,
오일환 가톨릭의대 기능성세 포치료센터 교수, 이동인 삼성서울병원 피부과 교수