생명공학, 철학, 논술 등 방통대 생명공학과 인간의 미래 요점 정리 14. 변화하는 인간의 경계

14강 변화하는 인간의 경계

 

14.1. 이종장기이식을 둘러싼 쟁점들

 

장기이식의 사전적 정의

 

“장기이식은 (FGHI)이란 어떤 조직 또는 장기의 파손된 기능을 대체할 목적으로 원래 존재하는 장소에서 다른 장소로 조직 또는 장기를 옮기는 것이다.”

장기이식이 필요한 경우는 그 장기가 꼭 필요하고 대체할 수 없을 경우다. 위의 경우 위가 없어도 장으로 연결해서 사람이 살아갈 수 있다. 그러나 사람의 심장이나 간, 신장이 망가져 제 기능을 못하게 되었을 때는 이를 대체할 수 있는 것이 없기 때문에 장기이식을 하지 않으면 죽게 된다. 심장의 경우 인공 심장이 있으나 한시적 으로만 역할을할 수 있고, 신장의 경우 투석요법이 있으나 매우 힘든 과정을 거치게 된다. 간은 심장이나 신장과 달리 간 기능을 대체하는 것이 불가능하다. 따라서 신장이나 심장, 간이 제 역할을 하지 못하는 경우 이식을 하게 된다. 현재 기술 수준에서 간이나 콩팥은 기증자가 살아있는 경우 에도 기증이 가능하다. 간은 반으로 잘라내어도 생존할 수 있으며 시간이 지나면서 크기와 기능을 회복하게 된다. 콩팥은 한 사람에게 두 개씩 있으며 한 개만으로도 살 수 있기 때문이다.

 

14. 2. 장기기증, “장기부족”담론, 그리고 이종장기이식

 

인간이 인간에게 장기를 이식해주는 장기기증은 생체기증, 뇌사기증, 사후기증으로 나뉘며, 한국의 경우 국립장기이식관리센터(KONOS)를 통해 관리되고 있다. 한국뿐만 아니라 세계적으로 장기 이식을 받고자 대기하는 사람들의 수는 장기를 기증하고자 하는 사람의 수보다 많다. 이러한 장기 이식 수요는 국내외적으로 이러한 장기부족 현상을 해결하기 위해 바이오 이종장기, 인공장기, 줄기세포 분화, 생체조직공학을 이용한 조직 재생법 등의 연구가 전임상 및 임상단계에서 진행되고 있다. 이중 바이오 이종장기이식은 부족한 장기를 무한정 공급할 수 있을 뿐 아니라 유전공학적기법

을 이용한 환자 맞춤형 형질전환장기의 생산이 가능하다는 점에서 타 분야에 비해 현실적으로 장기 부족문제를 가장 빠르게 해결할 수 있는 방법이라고 이야기된다. 하지만 이종장기가 대체장기로써 활용되기 위해서는 면역학적 거부반응, 인수공통감염문제, 생리학적 부적합, 동물장기를 이식받아 발생되는 윤리적인 문제 등을 극복하여야 한다. 초급성(hyperacute), 체액성 급성(acute humoral), 세포 매개성(cell-mediated) 및 만성(chronic) 거부반응이 해결해야 할 대표적인 면역학적 거부

반응이다. 2002년 초급성 면역거부반응을 일으키는 주요 항원을 만드는 효소인

α1,3-galactosyltransferase (α1,3GalT)가 결여된 돼지 및 hCRPs (human complement regulatory proteins)가 발현되는 돼지가 생산되었고, 이 돼지의 신장, 심장, 간, 폐를 이식하여 전임상 연구를 실시한 결과 이식거부반응이 수 일에서 수 개월 지연되는 성과를 얻을 수 있었다. 이로써 초급성 면역거부반응이 극복될 수 있음이 확인되었다. 최근에는 남아있는 난관인 보체활성(complement activation), 응고병증(coagulopathy), 세포 매개성 거부반응 등을 극복하기 위해 특정 유전자가 발현되는 돼지가 생산되고 있고, 면역관용을 유도하기 위해 혼합 키메라(mixed chimerism)나 이종 가슴샘(xenothymus)을 이식하는 방법 또한 연구되고 있다. 여러 장기 또는 조직 중 췌도가 첫 번째 이종이식의 임상적용 대상으로 고려되고 있다. 왜냐하면 췌도 이식은 고형장기에 비해 면역학적 및 생리학적 거부반응이적고, 실패하더라도 치명적이지 않으며, 돼지 인슐린은 상당히 오랜 기간 동안 사람에게 사용되어 그 기능이 확인되었고, 수혜를 받을 수 있는 환자(1형 당뇨병)의 수가 많다는 점 등 때문이다. 또한 동종 췌도 이식에서 2∼4 명의 공여자로부터 분리된 충분한 양의 췌도가 필요한 점은 췌도 이식이 다른 장기 이식에 비해 공여 장기 부족 현상이 더 심각하다는 점도 고려되었다. 돼지 췌도 이식의 경우 이미 임상적용의 경험이 있는데, 모두 이종이식에 수반된 감염 문제나 윤리 적인 문제에 대한 심각성이 충분히 고려되지 않은 상황에서 실시되었다. 이렇게 감염문제가 중요하게 다루어지지 않은 것은 면역거부반응으로 인해 실험 초기 생존기간이 매우 짧아 감염이 중요하게 다루어질 시간이 없었기 때문이기도하다. 이종이식의 임상적용에 있어 가장 심각한 문제 중의 하나는 이종 이식편에서 수혜자로 잠재적인 병원체(pathogens)가 전이되고, 크게는 일반 대중에게 전파될 수 있는 위험성이 존재한다는 것이다.

이종이식에 사용될 돼지를 특정 병원체가 없는(designated pathogen-free) 시설에서 번식, 사육함 으로써 대부분의 돼지 유래 미생물의 전이 위험성은 극복할 수 있으나, 돼지 유전체(genome)에 내재하는 돼지의 내인성 레트로바이러스 (porcine endogenous retrovirus, PERV)은 근본적으로 제거하기 불가능하다. 또한, 이종이식 수혜자들은 면역억제제의 영향으로 잠복 바이러스들이 활성화 될 위험성도 가지고 있다. PERV 는 A, B, C 유형으로 분류될 수 있는데, 체외실험에서 사람세포를 감염시킬 수 있다고 알려진 A와B 유형은 모든 돼지 유전체에서 발견되는 반면, C 유형은 매우 낮은 정도로 있거나 돼지의 종에 따라 존재하지 않는 경우도 있다. 하지만, 최근 A와 C의 조합으로 만들어진 새로운 유형의 PERV A/C 재조합 바이러스가 발견되고, 사람 세포를 감염시킬 수 있다는 보고가 있었다. 이 재조합 바이러스는 PERV A와 PERV C의 세포내 재조합에 의해 만들어지기 때문에 선택적으로 PERV C가 배선(germ line)에서 제거되도록 육종한 돼지를 개발하려는 노력이 진행되고 있다.

 

14. 3. 이종장기에 대한 임상실험들

 

이종세포를 세포치료제로 임상에 적용한 예는 돼지신경세포를 이식한 경우에서 우선 찾을 수 있다. 1994년 뇌졸중 환자의 손상된 뇌에 돼지 신경세포를 이식하여 일상생활이 가능하도록 호전된 사례를 비롯하여 1997년 뇌졸중 환자, 1998년 반신마비 환자의 치료에 효과를 본 결과가 있다. 전격간부전(fulminant hepatic failure)환자의 체외 보조용(extracorporeal support)으로 돼지 간을 사용한 예는 1965년 이후 2000년 대 초까지 151건에 이르고 이중 23%의 환자가 이 보조덕분으로 생존하였다. 2005년 Kuwaki 등은 돼지 심장을 Baboon 원숭이에 다른 자리 이식(heterotopic transplantation)하여 최장 179일까지 생존한 결과를 nature medicine에 발표하였다.(12) McGregor CGA등은 돼지 심장을 같은 자리(orthotropic) 이식하였는데, 원숭이는 평균 40일까지 생존하였다. 신장의 경우 미국 Harvard 대학의 Yamada 등이 돼지 가슴샘 이식법으로 시행한 thymokidney가 가장 좋은 결과인데 최장 83일까지 생존하였다.

국내에서는 보건복지부(현 보건복지가족부), 과학기술부(현 교육과학기술부)가 주축이 되어 바이오 이종장기개발사업단, 장기복제이식기술 개발사업단을 만들어 2004년부터 3단계(1단계 3년, 총 9년) 연구를 시작하였다. 서울대학교 Biomax 산하특수생명자원연구센터에서 는 무균 미니돼지의 생산 및 유지 기술을 확립하고 현재 70 두 정도를 유지하고 있으며 5년 동안의 개체별 데이터베이스를 축적 하고 있고 이종장기원으로서 국제적 기준을 만족하고 있다. 2007년 2단계 사업을 시작한 장기복제 이식기술 개발사업단은 교육과학기술부의 지원을 받고 있으며 2009년 초급성 거부반응을 극복할 수 있는 α1,3 GalT 유전자 적중 돼지 및 사람 보체 수용체(hDAF)형질전환 돼지를 생산하였다. 같은 시기에 시작된 바이오 이종장기 개발사업단은 보건복지가족부의 지원을 받으며 면역거부반응을 최소화할 수 있는 이식용 이종장기의 생산과 면역 거부반응의 극복을 위한 효과적 방법의 모색 및 이를 바탕으로 이종이식 기술을 개발, 적용하여 만성 장기부전 환자의 구제 및 이 기술을 산업화 하는 것을 최종 목표로 하고 있다. 2007년 시작 된 2단계에서는 당뇨병 치료를 위한 췌도 이식 및 심장판막, 각막 이식의임상적용을 위한 원숭이 전임상 실험을 시행 중에 있다. 심장판막 및 각막 이식은 2011년, 췌도 이식은 2012 년에 임상시험을 실시되었다. 사업단이 개발 보유하고 있는 SNU 미니돼지는 현재 알려져 있는 미니돼지 종류 중 췌장 단위 면적 당 가장많은 췌도를 생산하고 있다. 이를 이용하여 사업단에서는 안정적인 췌도 분리기술 및 기능평가 기술을 개발하였고, 향후 임상 적용을 위한 GMP(good manufacturing practice) 시설을 구축하기 위해 노력하고 있다. 또한 분리된 돼지 췌도를 이용하여 영장류에서 췌도 이식 기술을 확립하였고, 임상 적용 가능한 면역억제 요법을 개발하기 위한 연구를 수행하고 있다.

14.4. 이종장기이식을 둘러싼 윤리적 쟁점들

 

최근 이종췌도이식의 영장류 전임상 실험이 성공적으로 진행되면서 이종췌도 이식이 가능해졌다. 이미 2003년에 국제이종이식학회는 이종이식에 의한 윤리적인 제반 요구사항들을 정리하여 윤리 위원회의 입장을 표명한 바 있고, 2008년 중국의 장사시(JKL, Changsha)에서 WHO 주관 하에 미국, 유럽, 아시아 여러 나라들이 참여하여 이종이식의 임상적용에 대한 법적 제반 사항에 대한 자문결과가 발표되었다. 이 “Changsha Communique”에 서는 임상 적용 전 반드시 영장류 실험을 수행하여 그효과를 증명하고, 인수공통 감염에 대한 모니터링을 실시하며, 책임 있는 국가 기관의 통제를 받으면서 실시할 것을 권고하고 있다. (cf. 조류독감) 이러한 안전성에 대한 쟁점 이외에도, 장기이식과 이종이식에 대해서 생각해봐야 할 지점들은 여럿 존재한다. 우선 장기 이식이 전제로 하고 있는 “장기 부족”담론에 대해서도 다시 생각해 볼 필요가 있다. 기증되는 장기는 부족할지 몰라도, 실제로 경제적인 이유로 장기를 판매하고자 하는 사람들이, 어쩌면 돈 걱정 없이 장기를

매수하여 이식수술을 받을 여유가 있는 사람보다 훨씬 많은 사회에 우리는 살고 있는 것이다. 이종 장기 이식에 대해서도, 장기부족을 해결해 줄 수 있다고 하지만, 실제로는 장기 이식 대기자의 수를 늘리고 장기 이식 수요를 더 늘릴 뿐이라는 반론도 있다. 사실 이제까지 생물학적 제제들이 만들어 져 온 방식을 보면, 동물과 인간의 경계는 이미 상당 부분 흐려져 있는 상태이다. 따라서 무조건 윤리적인 이유로 반대를 하는 것은 우선 실효가 의심스럽다. 그러므로 현실 속에서 어떤 일들이 벌어지고 있는지를 알아보고 자세히 살펴본 후, 현실에 근거해서 여러 쟁점들을 짚어보는 것이 중요 하다. GMO와 마찬가지로 여기에서도 시민들의 생각을 모으고 논의할 수 있는 장치가 필요할 것이다.