장기 이식용 복제미니돼지 연구가 성공해 향후 세계 이종장기 시장 개척의 발판이 될 것으로 기대된다.
교육과학기술부(장관 안병만)는 장기가 손상된 환자에게 돼지의 장기를 이식 가능케 하는 면역거부반응이 거의 없는 형질전환 복제미니돼지에 대한 연구가 성공했다고 22일 밝혔다.
이번 연구성과는 교육과학기술부 바이오신약장기사업(단장 임교빈)의 지원을 받아 한국생명공학연구원(故 이경광), 국립축산과학원(박수봉), 단국대학교(심호섭), 건국대학교(김진회) 및 전남대학교(강만종) 연구팀에 의해 이뤄졌다. 국내 최초로 생산된 이 형질전환 복제미니돼지는 농촌진흥청 국립축산과학원에서 현재까지 건강한 상태를 유지하고 있는 것으로 알려졌다.
이번 형질전환 돼지의 개발·생산은 인체 이용을 염두에 두고 이뤄져 그 의미가 크다. 돼지의 장기를 인체에 이식할 때 인체의 면역시스템에 의해 이식된 장기가 괴사되는 ‘초급성 면역거부반응’ 문제를 미니돼지를 활용해 해결한 것으로써, 이종장기 이식이 현실화될 수 있는 기반을 마련하는 획기적인 연구성과로 평가되고 있다.
이번 연구는 세계에서 2번째로 인체 이용을 염두에 두고 미니돼지로부터 형질전환 복제돼지를 생산했다는 점에서 고무적이다. 첫 번째는 지난 2005년 미국 하버드대 연구팀이 면역거부반응을 초래하는 인자인 알파갈이 제거된 미니돼지의 심장을 바분원숭이에 이식해 6개월간 생명이 유지시킨 것이다.


전 세계 2번째 성공

인체의 장기가 손상돼 치료 또는 회복이 불가능한 경우, 장기 이식이 유일한 해결책이다. 그러나 장기 공여자가 극히 부족할 뿐만 아니라 장기 공여자와 수용자 사이의 유전적·면역학적 불일치에 따른 거부반응 등 극복해야 할 문제들이 많다.
이와 관련 미니돼지는 장기를 필요로 하는 환자들에게 원하는 장기를 원하는 시간에 자유롭게 공급할 수 있다는 점에서 훌륭한 장기 공급원이지만, 이종장기 이식 시 면역 거부반응이 사람 장기 이식의 경우보다 심하다는 단점이 있어 초급성 면역 거부반응의 해결이 최우선 과제였다.
돼지 장기 이식 직후, 돼지의 장기 표면에 존재하고 사람 세포에는 없는 항원(αlpha 1, 3-galactose; 이하 ‘알파갈’)이 인체의 면역 시스템에 의해 공격받아 수분~수시간 내에 이식된 장기가 괴사하게 되는데, 이를 ‘초급성 면역거부반응’이라 한다.
하지만 연구팀은 미니돼지 체세포에 존재하는 알파갈 전이 효소(α1,3-Galactosyltransferase) 유전자 두 개 중 하나를 제거하고, 이 체세포의 핵을 핵이 제거된 난자에 주입하는 방법으로 형질전환 복제돼지를 생산하는 데 성공했다. 향후 이 형질전환 복제돼지의 교배를 통해 두 유전자가 모두 파괴되어 ‘초급성 면역거부반응’의 원인인 알파갈이 제거된 형질전환 복제미니돼지를 대량 생산할 수 있게 됐다.
이종장기 상용화 시점으로 예상되는 시기는 2017년이며, 이때 세계 장기이식 대기자는 210만 명에 이를 것으로 예상된다. 현재 미국에서 약 4만 명의 환자가 심장이식 수술을 필요로 하고 있다. 이 중 약 1/3 정도의 환자가 장기 기증을 기다리다가 사망하는 실정이다.



이종장기 상용화 2017년 예상

교육과학기술부는 앞으로 형질전환 복제돼지를 이용해 이식용 췌도, 심장판막, 심장 등을 실용화하는 연구를 보건복지가족부와 공동으로 진행할 계획이며, 농진청과 공동으로 형질전환 복제돼지의 안정적 대량 생산에 관련된 연구를 진행할 예정이다.
교과부 관계자는 “이번 연구결과를 바탕으로 국내에서 이종장기 이식을 현실화할 수 있는 기반기술이 확보된 것으로 보인다”며 “추후 알파갈 적중 형질전환 복제돼지를 활용한 면역제어 연구가 더욱 촉진됨으로써, 이종장기 분야에서의 국제적 기술 우위 확보가 예상되고 있다”고 전했다.
한편 관련 연구의 중과제책임자로써 이번 연구를 주도한 한국생명공학연구원 故 이경광 박사는 수퍼마우스 생산(1988), 복제양 메디 생산(1997) 등을 선도했고, 1996년에는 인간 락토페린을 생산하는 젖소 ‘보람이’를 탄생시키는 등, 한국 첨단 동물생명공학분야의 발전에 지대한 공헌을 해왔으나, 이번 연구에 매진하던 중 연구성과가 나오기 직전인 지난 3월 1일 지병으로 숨을 거둬 안타까움을 주고 있다.