돼지의 간이 최초로 말기 간암 환자에게 이식돼 환자가 171일 동안 생존한 사례가 처음으로 보고됐다.
이식용 인체 장기 공급 부족은 전 세계적인 보건의료 과제로, 매년 수많은 환자가 장기 부족으로 이식 대기 중 사망한다. 이에 대한 대책으로 이식 후 거부 반응 등을 일으키지 않게 유전자가 편집한 돼지의 장기를 사람에게 이식하는 이종 장기이식이 활발히 연구되고 있다. 최근에는 미국과 중국 등에서 유전자 편집 돼지의 심장과 신장을 뇌사 환자 등에게 이식하는 이종장기이식 수술이 수행됐고, 신장의 경우 수혜자가 최장 60일 이상 생존하기도 했으나 돼지의 간이 살아 있는 사람에게 이식된 경우는 없었다.
중국 안후이 의대 제1 부속병원 쑨베이청 박사 연구팀은 10가지 유전자 편집이 적용된 돼지의 간을 말기 간암 환자에게 보조 간으로 이식해 제 기능 수행을 확인하고 38일째 제거했으며, 환자는 171일 동안 생존했다고 밝혔다. 유전자 편집 돼지의 간이 뇌사자가 아닌 살아 있는 사람에게 이식된 첫 사례다.
연구팀은 크리스퍼 유전자가위를 이용해 이식 후 초급성거부반응 등을 유발하지 않도록 디난 미니어처 돼지의 이종항원 유전자 등 유전자 3개(GGTA1, CMAH, B4GALNT2)를 제거했다. 또 사람의 면역 및 혈액 응고 조절 단백질 유전자 7개(hCD46, hCD55, hCD59, hCD39, hTBM, hEPCR, hCD47)를 추가, 면역체계가 거부 반응이나 혈전 형성, 대식세포 공격 등을 줄이고 이식된 장기가 잘 받아들이도록 했다.
이어 이 돼지의 간을 514g 크기로 적출해 B형 간염으로 인한 간경변과 간세포암에 걸려 절제술이나 사람 간 이식이 모두 불가능한 71세 남성에게 보조 간으로 이식했다.
이식 수술 후 첫 한 달 동안 돼지 간은 담즙을 생성하고 응고 인자를 합성하는 등 기능적으로 잘 작동했으며, 초급성거부반응이나 급성 거부반응 징후는 관찰되지 않았다.
그러나 수술 38일째에 이식된 돼지 간의 혈관이 손상되고 혈전이 생기는 '이종이식 관련 혈전성 미세혈관병증'이라는 심각한 합병증이 발생해 결국 이식 간을 제거해야 했다.
연구팀은 이후 면역 반응으로 생기는 혈관 손상을 막는 약물인 에쿨리주맙과 혈장 교환 치료로 xTMA는 성공적으로 해결했다. 그러나 환자는 이후 여러 차례 상부 위장관 출혈을 겪었고, 수술 171일째에 사망했다고 밝혔다.
연구 저자인 쑨 박사는 "이 사례는 유전적으로 편집된 돼지 간이 사람 몸에서 상당 기간 기능할 수 있음을 증명한다"며 "이는 이종이식의 가능성과 함께 응고 장애와 면역 합병증 문제 같은 극복해야 할 과제들을 명확히 보여주는 중대한 진전"이라고 말했다. 이종이식 결과 개선을 위해서는 추가 연구가 필요하다고 했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 '간장학 저널(Journal of Hepatology)'에 최근 게재됐다.
이식용 인체 장기 공급 부족은 전 세계적인 보건의료 과제로, 매년 수많은 환자가 장기 부족으로 이식 대기 중 사망한다. 이에 대한 대책으로 이식 후 거부 반응 등을 일으키지 않게 유전자가 편집한 돼지의 장기를 사람에게 이식하는 이종 장기이식이 활발히 연구되고 있다. 최근에는 미국과 중국 등에서 유전자 편집 돼지의 심장과 신장을 뇌사 환자 등에게 이식하는 이종장기이식 수술이 수행됐고, 신장의 경우 수혜자가 최장 60일 이상 생존하기도 했으나 돼지의 간이 살아 있는 사람에게 이식된 경우는 없었다.
중국 안후이 의대 제1 부속병원 쑨베이청 박사 연구팀은 10가지 유전자 편집이 적용된 돼지의 간을 말기 간암 환자에게 보조 간으로 이식해 제 기능 수행을 확인하고 38일째 제거했으며, 환자는 171일 동안 생존했다고 밝혔다. 유전자 편집 돼지의 간이 뇌사자가 아닌 살아 있는 사람에게 이식된 첫 사례다.
연구팀은 크리스퍼 유전자가위를 이용해 이식 후 초급성거부반응 등을 유발하지 않도록 디난 미니어처 돼지의 이종항원 유전자 등 유전자 3개(GGTA1, CMAH, B4GALNT2)를 제거했다. 또 사람의 면역 및 혈액 응고 조절 단백질 유전자 7개(hCD46, hCD55, hCD59, hCD39, hTBM, hEPCR, hCD47)를 추가, 면역체계가 거부 반응이나 혈전 형성, 대식세포 공격 등을 줄이고 이식된 장기가 잘 받아들이도록 했다.
이어 이 돼지의 간을 514g 크기로 적출해 B형 간염으로 인한 간경변과 간세포암에 걸려 절제술이나 사람 간 이식이 모두 불가능한 71세 남성에게 보조 간으로 이식했다.
이식 수술 후 첫 한 달 동안 돼지 간은 담즙을 생성하고 응고 인자를 합성하는 등 기능적으로 잘 작동했으며, 초급성거부반응이나 급성 거부반응 징후는 관찰되지 않았다.
그러나 수술 38일째에 이식된 돼지 간의 혈관이 손상되고 혈전이 생기는 '이종이식 관련 혈전성 미세혈관병증'이라는 심각한 합병증이 발생해 결국 이식 간을 제거해야 했다.
연구팀은 이후 면역 반응으로 생기는 혈관 손상을 막는 약물인 에쿨리주맙과 혈장 교환 치료로 xTMA는 성공적으로 해결했다. 그러나 환자는 이후 여러 차례 상부 위장관 출혈을 겪었고, 수술 171일째에 사망했다고 밝혔다.
연구 저자인 쑨 박사는 "이 사례는 유전적으로 편집된 돼지 간이 사람 몸에서 상당 기간 기능할 수 있음을 증명한다"며 "이는 이종이식의 가능성과 함께 응고 장애와 면역 합병증 문제 같은 극복해야 할 과제들을 명확히 보여주는 중대한 진전"이라고 말했다. 이종이식 결과 개선을 위해서는 추가 연구가 필요하다고 했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 '간장학 저널(Journal of Hepatology)'에 최근 게재됐다.