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[와우! 과학] 손상 심한 사람 폐, 돼지 몸에 연결해 재생하는 기술 개발

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▲ 손상 심한 사람 폐, 돼지 몸에 연결해 재생하는 기술 개발(사진=123rf)

이식 수술에 이용하기에는 손상이 심한 사람의 폐를 살아있는 돼지의 혈관에 연결함으로써 재생하게 하는 기술이 등장했다. 이는 가까운 미래 이식용 폐를 현재 수준의 세 배까지 늘릴 수 있으리라는 기대를 모은다.

사람이 죽으면 체내 장기는 손상되기 시작한다. 따라서 어떤 사람이 자신의 장기를 기증하겠다고 생전에 서약했다고 해도 장기가 제대로 기증되려면 환자가 있는 병원까지 최대한 빨리 이송해야 한다. 특히 폐의 경우 매우 민감해 보존하기가 까다롭다. 적출한지 단 몇 시간만 지나도 손상돼 이식 수술에 이용할 수 없기 때문이다. 미국에서는 이식에 적합한 폐는 기증된 폐 중 28%에 불과하다. 물론 생체외폐순환법(EVLP)이라는 기술로 인공적으로 산소와 피를 공급하면 폐를 재생할 수도 있지만, 성공 가능성은 그리 높지 않다.



이에 미국 컬럼비아대학의 고르다나 버냐크-노바코비치 박사가 이끄는 연구진은 폐를 생체에 연결해 양분을 보급하고 유해 물질을 제거하는 등 제기능을 하게 하면 상태를 유지할 수 있을 것이라고 생각했다.

이들 연구자는 이런 아이디어를 검증하기 위해 우선 살아있는 돼지에 주목했다. 이 연구에서는 돼지에게 연결할 폐는 이식 수술에 적합한 것이 쓰였다. 물론 지금은 이식 수술 기준을 충족하지 못하는 손상된 폐를 돼지에 연결하는 실험도 진행되고 있다.

이 기술은 구체적으로 기관튜브를 이용해 마취한 돼지의 목 부위 혈관과 이식할 폐의 혈관을 연결해 혈액을 공급하면서 호흡기로 산소를 제공한다. 또 거부 반응을 막기 위해 면역억제제도 투여한다.

참고로 이번 실험에 쓰인 폐는 여섯 명의 기증자에게서 나온 것으로 좌우 모두 있는 것도 있고 한쪽만 있는 것도 있다. 어떤 사람의 폐는 EVLP 장비에 5시간 연결했지만 불합격된 것으로 적출되고 나서 이들 연구자가 받을 때까지 24시간이 지난 것이었다.

▲ 손상된 폐를 돼지 몸에 연결하고 24시간이 지나자 외형이 크게 변했다.(사진=아메드 호자인, 존 오닐/컬럼비아대)

이들 폐는 모두 이번 실험 전 흰색으로 변색한 부분이 늘어나고 있었다. 조직이 죽어가면서 산소를 혈액 속에 집어넣는 기능이 사라지고 있는 것이었다. 하지만 돼지에 연결한 다음 24시간이 지나자 폐의 외형이 크게 변했다.

이들 폐를 검사한 결과, 세포와 조직 구조 그리고 산소공급 능력이 개선된 것으로 나타났다. 심지어 몸 밖으로 적출한 뒤 거의 이틀이나 지난 폐조차도 회복한 것처럼 보였다.

이에 대해 버냐크-노바코비치 박사는 “실험에 100% 성공한 것은 아니지만 충분히 거기에 가까워진 상태”라면서 “이론상으로는 이식을 견딘 건강한 상태로 보이지만 실제로 이식하기 전 실험을 더하고 싶다”고 말했다.

그는 또 사람에게 감염될 위험이 있는 병원균을 보유하지 않은 의료용 돼지를 이용할 계획도 준비하고 있다.

▲ 연구진은 가까운 미래에는 이식을 받는 환자의 혈관으로 손상된 폐를 재생하게 할 계획이다.(사진=컬럼비아대)

하지만 이번 실험에서는 돼지에게 연결한 폐에서 돼지 백혈구가 검출됐다는 문제도 확인됐다. 이는 폐 이식을 받는 환자에게 면역 거부 반응이 일어날 우려도 있다는 것이다. 따라서 가까운 미래에는 이식을 받는 환자의 혈관으로 폐를 재생해보고 싶다고 이들 연구진은 말했다.

이번 기술로 모든 폐를 회복할 수 있는 것은 아니지만 4개 중 2개를 재생하면 이식에 이용할 폐는 3배가 되는 것으로 전해졌다.

자세한 연구결과는 네이처 메디신(Nature Medicine) 최신호(7월 23일자)에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

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