* 역자 주: 유전자 조작 신장을 인간에게 이식한 수술이 이루어진지 몇 달만에 이번에는 유전자 조작 돼지의 심장을 인간에게 이식하는 수술이 행해졌다. 모든 치료방법이 소진되고, 인간의 심장을 감당할 수 없을 정도로 건강이 나쁜 미국의 한 환자가 유전자 변형 돼지의 심장을 이식받았다. 향후 거부반응이 일어날 가능성에 대해 이 수술을 진행한 의료팀들은 조심스럽게 대비하고 있지만 이 환자의 건강 상태는 아직까지 양호하다. 미국에서는 50만 명이 장기 기증을 기다리고 있지만 실제로 기증받는 사람은 지난해 4천 명에도 미치지 못했으며 매일 12명이 장기를 기증받지 못해 사망하고 있다. 이들에게 이 수술의 성공은 새로운 희망이다. 이 수술은 무엇보다도 유전자 편집과 복제라는 두 개의 새로운 기술의 비약적 발전에 의해 가능해졌다. 이 글은 뉴욕타임스 Roni Caryn Rabin의 1월 10일 자 기사 In a First, Man Receives a Heart From a Genetically Altered Pig의 번역으로 이 수술에 대한 과정, 동물 장기의 인간 이식인 이종이식(Xenotransplantation) 수술의 역사, 이 수술을 가능하게 한 기술 그리고 이 수술의 의미를 자세히 분석하고 있다.
인류 최초로 유전자 변형 돼지에게서 심장을 받은 남자
그 돌파구는 언젠가 인간 환자에게 이식할 동물 장기의 새로운 공급으로 이어질 수 있다
생명을 위협하는 심장병을 앓고 있는 57세 남성이 유전자 변형 돼지로부터 심장을 이식받았다. 이는 수십만 명의 장기가 손상된 환자에게 희망을 주는 획기적인 수술이다.
돼지 심장을 사람에게 성공적으로 이식한 것은 이번이 처음이다. 메릴랜드 대학 의료센터 외과의사들에 따르면 8시간 동안 볼티모어에서 수술을 받았으며 24일 환자 메릴랜드의 데이비드 베넷 시니어(David Bennett Sr.)는 월요일에 상태가 양호하다고 한다.
수술을 집도한 바틀리 그리피스(Bartley Griffith) 메디컬센터 심장 이식 프로그램 책임자는 "그것은 맥박을 생성하고, 압력을 만들고 있습니다. 그것은 그의 심장입니다"라고 말했다.
"그것은 작동 중이며 정상적으로 보입니다. 우리는 흥분되지만 내일이 우리에게 무엇을 가져다줄지 모릅니다. 이것은 전에 한 번도 해본 적이 없습니다.”
미국의 장기 조달 노력을 조정하는 비영리 단체인 장기공유 연합 네트워크(United Network for Organ Sharing)에 따르면 지난해 미국인 4만 1,354명이 이식된 장기를 기증받았으며 이 중 절반 이상이 신장을 기증받았다.
그러나 심각한 장기 부족이 있고, 그 목록에 있는 사람들 중 약 12명이 매일 죽는다. 지난해 기증받은 미국인은 3,817명으로 그 어느 때보다 많지만 잠재적 수요는 여전히 높다.
과학자들은 인체에서 거부반응을 보이지 않는 돼지를 개발하기 위해 열성적으로 일해왔는데, 새로운 유전자 편집과 복제 기술에 의해 지난 10년 동안 연구가 가속화되었다. 이 심장 이식은 뉴욕의 의사들이 유전적으로 조작된 돼지의 신장을 뇌사자에게 성공적으로 이식한 지 몇 달 만에 이루어졌다.
연구원들은 이러한 절차가 신장 및 기타 장기를 기다리고 있는 50만 명 이상의 미국인에게 대체 장기가 더 이상 부족하지 않게 되는 미래에 의학의 새로운 시대를 여는 것을 희망한다.
장기 공유 연합 네트워크의 최고 의료 책임자이자 이식 담당 의사인 데이비드 클라센(David Klassen) 박사는 "이것은 분수령 사건"이라고 말했다. "장기 부전을 치료하는 방법에 있어 중대한 변화를 이끌 문들이 열리기 시작했습니다."
그러나 그는 잘 맞는 기증자 신장을 이식해도 장기에 대한 거부반응이 발생한다는 점에 주목하며 이러한 시술이 광범위하게 적용되기까지는 극복해야 할 장애물이 많다고 덧붙였다. 클라센 박사는 "이런 사건들은 언론에서 드라마틱하게 묘사될 수 있으며, 균형감을 유지하는 것이 중요합니다"라고 말했다. "이러한 치료법이 완성되기까지는 오랜 시간이 걸립니다."
가족과 의사들은 베넷 씨가 새로운 심장이 없다면 사망할 수도 있고, 다른 치료법도 모두 써봤고, 너무 아파서 인간 기증 심장을 받을 자격이 없기 때문에 실험적인 치료법에 도박을 하기로 결정했다고 말했다.
그의 예후는 불확실하다. 베넷 씨는 여전히 수술 전에 생명을 유지하고 있던 심-폐 우회 기계에 연결되어 있지만 새로운 심장 이식 수혜자에게는 드문 일이 아니라고 전문가들은 말했다.
새로운 심장은 기능을 하고 있고 이미 대부분의 일을 하고 있으며, 그의 주치의는 화요일에 기계가 그로부터 떼어질 수 있다고 말했다. 베넷 씨는 신체가 새로운 장기를 거부한다는 징후가 있는지 면밀히 관찰되고 있지만, 중요한 첫 48시간은 아무 일 없이 지나갔다.
그는 또한 인간에게 전염될 수 있는 돼지 바이러스인 돼지 레트로바이러스(porcine retrovirus)를 포함한 감염에 대한 모니터링을 받고 있지만 위험은 낮은 것으로 간주된다.
메릴랜드 대학 의료센터 관계자에 따르면 베넷 씨는 "죽거나 이식을 하거나 둘 중 하나였습니다."라고 수술 전에 말했다. "나는 살고 싶다. 성공 가능성이 희박한 건 알지만 그게 내 마지막 선택입니다.”
그리피스 박사는 지난해 12월 중순 실험적인 치료법을 처음 꺼냈으며 이는 "기억할 수 있는" "매우 이상한" 대화였다고 말했다.
"저는 '우리는 당신에게 인간의 심장을 줄 수 없습니다. 당신은 해당이 안 됩니다. 하지만 어쩌면 우리는 동물인 돼지의 것을 사용할 수 있을지도 모릅니다'라고 말했습니다, "라고 그리피스 박사가 회상했다. “이전에는 한 번도 해본 적이 없지만 우리는 할 수 있다고 생각합니다.”
"그가 나를 이해하고 있는지 확신할 수 없었습니다." 라고 그리피스 박사가 덧붙였다. "그러자 그는 '글쎄, 내가 꿀꿀거리게 될까요?'라고 말했습니다."
동물의 장기나 조직을 인간에게 이접하거나 이식하는 공정인 이종이식(Xenotransplantation)은 오랜 역사를 가지고 있다. 동물의 피와 피부를 사용하려는 노력은 수백 년 전으로 거슬러 올라간다.
1960년대에 침팬지 신장이 일부 인간 환자에게 이식되었지만, 수령인이 가장 오래 산 것은 9개월이었다. 1983년, 개코원숭이의 심장이 베이비 훼(Baby Fae)라고 알려진 아기에게 이식되었지만, 그녀는 20일 후에 죽었다.
돼지는 영장류보다 장기 조달에 유리하다. 사육하기 쉽고 6개월 만에 성인 크기에 도달하기 때문이다. 돼지 심장 판막은 일상적으로 인간에게 이식되며 일부 당뇨병 환자는 돼지 췌장 세포를 받았다. 돼지 피부는 또한 화상 환자를 위한 임시 이식 피부로 사용되었다.
유전자 편집과 복제라는 두 가지 새로운 기술은 인간에 의해 거부당할 가능성이 적은 유전자 변형 돼지 장기를 만들어냈다. 그리피스 박사와 함께 심장 이종이식 프로그램을 수립한 메릴랜드 의대 외과 교수 무하마드 모히우딘(Muhammad Mohiuddin)이 과학부장이 돼지 심장을 개코원숭이에게 성공적으로 이식했다. 그러나 안전에 대한 우려와 생명에 위협이 될 수 있는 위험한 면역반응을 일으킬 수 있다는 두려움 때문에 최근까지 인간에 대한 그 사용이 금지되었다.
매사추세츠 종합병원의 장기이식센터 부소장인 제이 피시맨(Jay Fishman) 박사는 돼지 장기를 사용하면 유전자 조작을 할 수 있는 능력, 전염병에 대한 더 나은 검사를 수행할 수 있는 시간, 그리고 환자가 필요로 하는 시점에 새로운 장기의 가능성을 제공한다고 말했다.
그는 "분명히 도전도 있지만 기회도 있습니다"라고 말했다.
베넷씨에게 이식된 심장은 버지니아주 블랙스버그에 위치한 재생의학 회사인 레비비코어(Revivicor)가 제공한 유전자 변형 돼지에서 나온 것이다.
돼지는 10가지 유전자 변형이 있었다. 공격적인 인간 거부 반응을 일으키는 분자를 암호화하는 유전자를 포함하여 4개의 유전자가 파괴되거나 비활성화되었다.
돼지의 심장이 이식된 후에도 계속 성장하는 것을 방지하기 위해 성장 유전자도 비활성화되었다고 그리피스 박사와 함께 이식에 이르기까지 많은 연구를 했던 모히우딘 박사가 말했다.
또한 6개의 인간 유전자를 기증자 돼지의 게놈에 삽입했는데 이는 돼지의 장기가 인간의 면역 체계에 더 견딜 수 있도록 설계한 변형이다.
그 팀은 면역체계를 억제하고 거부반응을 막기 위해 부분적으로 모히우딘 박사가 개발하고 키닉사 제약(Kiniksa Pharmaceuticals)에 의해 만들어진 새로운 실험 약물을 사용했다. 그것은 또한 새로운 기계 관류 장치를 사용하여 수술 전까지 돼지의 심장을 보존했다.
미국 식품의약품안전처는 연말에 집중적으로 일했고 마침내 새해 전날에 이식 수술 의사들에게 긴급 수술 허가를 내주었다.
외과의들은 예상치 못한 여러 차례 돌발 상황에 직면했다.
"해부는 약간 불안정했고 우리는 '어어 하는' 몇 번의 시간을 가졌고 모든 것이 잘 맞도록 하기 위해 영리한 성형수술을 해야 했습니다, "라고 그리피스 박사가 말했다. 팀이 장기에 혈액 공급을 제한하는 클램프를 제거하자 "심장이 바로 솟구쳤고" "동물 심장이 꼭 짜기 시작했습니다."
베넷 씨가 그의 아들 데이비드 베넷 주니어에 대해 처음 말했을 때, 그는 당황했다.
노스캐롤라이나 롤리에 사는 젊은 베넷 씨는 "처음에는 그를 믿지 않았습니다"라고 말했다. 그는 "그는 병원에 한 달 이상 입원해 있었고 섬망증이 생길 수 있다는 것을 알았습니다. 나는 어떤 형태로든 일어날 수 없는 일이라고 생각했습니다."
그는 약 10년 전 아버지가 돼지 판막을 삽입한 적이 있는데, 아버지가 혼동한 것 같다고 말했다. 그러나 얼마 후 베넷 씨는 "저는 깨달았습니다. '이런, 그는 진실을 말하고 있고 미친 것이 아니었어. 그리고 그는 최초의 사람이 될 수도 있겠구나.'"라고 말했다.
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