간 질환 및 이종이식 분야의 선도적 전문가 사이먼 롭슨 박사(MD)가 동물 간 이식의 현황과 미래 전망을 설명합니다. 그는 장기 거부 반응과 감염 전파라는 주요 난제를 상세히 논의하며, 유전자 조작 돼지 간이 이러한 장벽을 극복할 가능성을 보여주고 있다고 말합니다. 현재 동물 간 이식은 인간 공여자 이식을 위한 일시적인 대체 수단으로만 활용되지만, 롭슨 박사는 전임상 모델에서 생존 기간이 수일에서 수주로 크게 연장되는 등 중대한 진전이 있었다고 강조합니다.
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제노트랜스플랜테이션: 동물 간 이식의 미래
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제노트랜스플랜테이션 현황
간 제노트랜스플랜테이션은 주로 돼지와 같은 동물의 장기를 인간에게 이식하는 것을 의미합니다. 이 분야의 선도적 연구자인 사이먼 롭슨 박사(MD)는 이 영역이 매우 복잡하다고 설명합니다. 인체는 돼지 장기에 대해 빠르고 심각한 면역 반응을 보이는데, 이러한 즉각적인 거부반응이 동물 간 이식이 아직 효과적이지 않은 주된 이유입니다.
전임상 연구는 유전자 변형 돼지 간을 비비 같은 영장류에 이식하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 급성 간부전 환자를 대상으로 돼지 간을 관류 장치로 사용하려는 과거 시도는 제한된 효과만을 보였습니다. 안톤 티토프 박사(MD)와의 대화에서도 현재 기술이 장기간 인간 사용에 아직 준비되지 않았음이 강조됩니다.
장기 거부반응 극복
성공적인 간 제노트랜스플랜테이션의 주요 장벽은 초급성 장기 거부반응입니다. 사이먼 롭슨 박사(MD)는 이 거부반응이 항체와 보체 활성화에 의해 매개된다고 설명합니다. 주요 전략은 인간이 이물질로 인식하는 특정 당 항원인 gal epitope을 제거하기 위해 기증 돼지의 유전자를 변형하는 것입니다.
그러나 이러한 항원을 제거하면 과도한 혈전 형성이라는 새로운 문제가 발생합니다. 롭슨 박사의 연구는 이 응고를 방지하기 위해 돼지에서 인간 유전자를 발현하는 데 집중하고 있습니다. 중요한 분자로는 혈소판 활성화를 막는 ATP 제거 효소인 CD39와 강력한 인간 항응고제인 트롬보모둘린이 있습니다. 이러한 유전자 조작은 돼지 간을 인간 생리학과 호환되게 만드는 데 필수적입니다.
연구 진행과 생존율
지난 20년간 제노트랜스플랜테이션 분야에서 상당한 진전이 있었습니다. 사이먼 롭슨 박사(MD)에 따르면, 돼지 장기를 받은 영장류의 초기 생존 기간은 고작 1~2일에 불과했습니다. 광범위한 협력과 유전자 변형을 통해 연구자들은 이 생존 기간을 크게 연장시켰습니다.
현재 모델에서는 돼지 신장이 비비에서 최대 68일 동안 생명을 유지할 수 있음을 보여줍니다. 심장 제노트랜스플랜테이션은 20~30일까지 지속될 수 있습니다. 간 이식은 가장 어려운 장기로 남아 있으며, 진전에도 불구하고 이식된 돼지 간의 기능과 생존은 여전히 일 단위로 측정됩니다. 이는 지속적인 성공을 위해 필요한 꾸준한 연구의 필요성을 강조합니다.
제노트랜스플랜테이션의 감염 위험
동물 장기 이식의 중요한 우려는 인수공통감염병 전파 위험입니다. 사이먼 롭슨 박사(MD)는 돼지에서 인간으로 전파될 수 있는 여러 바이러스에 대해 논의합니다. 여기에는 E형 간염 바이러스, 돼지 내생성 레트로바이러스(PERVs), 그리고 돼지 거대세포바이러스가 포함됩니다.
면역억제된 이식 환자는 이러한 감염에 특히 취약합니다. 돼지와 인간 사이를 오가는 인플루엔자 바이러스와 같은 다른 위협들도 고려해야 합니다. 롭슨 박사는 종 간 전파가 가능한 동물 바이러스의 예로 레스턴 에볼라 바이러스를 언급합니다. 간 이식에서 이러한 감염 위험을 줄이기 위해 철저한 선별과 유전자 공학이 필요합니다.
임상적용: 브리지 요법
간 제노트랜스플랜테이션의 가장 즉각적인 임상 적용은 브리지 요법입니다. 사이먼 롭슨 박사(MD)는 급성 간부전 환자에게 신장 투석에 해당하는 치료법이 없다고 설명합니다. 유전자 변형 돼지 간은 인간에서 7~10일 동안 일시적으로 기능할 수 있습니다.
이 짧은 기간은 환자 자신의 간이 회복되거나 인간 기증 장기를 찾는 데 중요한 시간을 벌어줄 수 있습니다. 현재로서는 돼지 간 이식이 영구적인 해결책은 아니지만, 인간 대 인간 이식을 기다리는 동안 사망을 막기 위한 임시 조치로 의미가 있습니다. 이 브리지 개념은 이 기술의 가까운 미래 사용 가능성을 보여줍니다.
인간 간 이식 옵션
사이먼 롭슨 박사(MD)와 안톤 티토프 박사(MD)는 현재의 인간 간 이식 옵션에 대해서도 논의합니다. 장기 생존을 위한 최적의 방법은 여전히 인간 기증자로부터의 이식입니다. 이는 사망한 뇌사 기증자 또는 생체 기증자로부터 가능합니다.
생체 간 이식은 건강한 사람의 간 최대 50%를 절제하는 것을 포함합니다. 기증자의 간은 6~8주 내에 정상 크기로 재생됩니다. 수혜자는 이식된 장기가 건강하고 염증 스트레스를 받지 않아 종종 우수한 결과를 보입니다. 그러나 이 수술은 건강한 기증자에게 위험을 수반하며, 제노트랜스플랜테이션과 같은 대체 장기 공급원의 필요성을 강조합니다.
전체 전문
동물 간 이식: 간 질환 분야 최고 전문가가 설명하는 희망과 도전. 동물에서의 신뢰할 수 있는 간 이식까지 얼마나 가까워졌을까? 간 제노트랜스플랜테이션의 장애물을 어떻게 극복할 수 있을까? 동물 간 이식: 희망과 도전 설명.
안톤 티토프 박사, MD: 하버드 의대 출신 간 질환 분야 최고 전문가와의 비디오 인터뷰. 사이먼 롭슨 박사는 20년간 간 제노트랜스플랜테이션 연구를 해왔습니다. 동물 간 이식 현황에 관한 간 질환 분야 최고 전문가와의 비디오 인터뷰. 동물 장기를 인간에게 이식하는 데 얼마나 가까워졌나? 인간 이식을 위한 동물 장기 농업에는 진전이 있습니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 문제는 장기 거부반응과 동물 감염 전파입니다. 현재 동물 간 이식은 잘 작동하지 않습니다. 장기 거부반응은 보체 활성화에 의해 발생합니다. 거부반응을 방지하기 위해 유전자 공학으로 돼지 간을 변형하는 것이 가능합니다. CD39 효소는 이식에서 중요한 역할을 합니다. 이는 ATP를 제거합니다.
인간 기증자 간을 찾을 때까지 임시 조치로 돼지 간 이식이 가능합니다. 의학적 세컨드 오피니언은 간부전 진단이 정확하고 완전한지 확인하는 데 도움이 됩니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 간부전에서의 의학적 세컨드 오피니언은 또한 이식 필요성을 지연시키기 위한 최적의 치료법 선택에 도움이 됩니다. 동물 바이러스 감염으로는 레스턴 에볼라 유형 바이러스와 돼지 거대세포바이러스가 있습니다. 이들은 잠재적으로 인간 장기 수혜자에게 전파될 수 있습니다.
안톤 티토프 박사, MD: 제노트랜스플랜테이션의 장점은 "사육 동물"로부터의 준비된 장기 공급원입니다. 단점은 장기 거부반응과 동물 감염입니다. 동물 간 이식은 점점 발전하고 있습니다. 인간 이식을 위해 동물 장기를 사육해야 할까?
사이먼 롭슨 박사, MD: 네, 이식 문제가 해결될 수 있다면 동물 장기를 사육해야 합니다. 제노트랜스플랜테이션: 개인의 이익과 위험을 저울질하는 것은 현재 환자에게 어렵습니다. 왜냐하면 동물 기증자 장기는 인간 이식에서 단지 임시 조치이기 때문입니다. 동물 간 이식은 이전보다 더 많은 환자를 도울 수 있습니다. 인간 이식을 위한 동물 장기. 인간에게 돼지 간 이식.
안톤 티토프 박사, MD: 간 이식. 간은 신체의 생화학적 실험실이며 놀라운 재생 능력을 가지고 있습니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 그러나 자가면역 및 바이러스성 간염, 지방간 질환, 그리고 대사 증후군은 간을 심각하게 손상시킬 수 있습니다. 때로는 간 이식만이 환자를 도울 수 있습니다. 그러나 간 이식이 필요한 환자 수에 비해 간 기증자는 매우 적습니다. 이는 동물 간 이식(제노트랜스플랜테이션) 문제로 이어집니다. 귀하는 동물 간 이식에 주로 연구해오셨습니다. 동물 간 이식은 귀하의 주요 임상 관심사 중 하나입니다.
안톤 티토프 박사, MD: 제노트랜스플랜테이션 기술의 현재 상태는 무엇인가? 현재 간 이식의 진전은 무엇인가?
사이먼 롭슨 박사, MD: 간 제노트랜스플랜테이션은 매우 복잡한 분야입니다. 우리는 돼지에서 영장류로 간을 이식하는 것을 연구해 왔습니다. 우리가 연구하는 간 이식 모델은 돼지에서 비비로 유전자 변형 간을 이식하는 것입니다. 이는 간 이식의 전임상 모델입니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 돼지에서 인간으로의 이식도 있었습니다. 돼지 간은 또한 급성 간부전에서 대사 문제를 교정하기 위한 관류 장치로 사용되기도 했습니다.
안톤 티토프 박사, MD: 인간 혈액을 돼지 간을 통과시켜 독소를 제거하는 것입니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 그 연구는 급성 간부전 인간 환자에게 큰 이점을 보여주지 못했습니다. 돼지 간, 신장, 심장을 인간에게 이식하는 데는 문제가 있습니다. 인체는 이러한 돼지 장기를 매우 빠르게 거부합니다. 장기 거부반응은 항체에 의해 매개됩니다. 이를 보체 활성화라고 합니다. 이는 매우 강력한 즉각적이고 선천적인 면역 반응입니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 우리는 돼지 간의 변형을 통해 이식된 간의 급성 거부반응을 방지하려고 시도할 수 있습니다. 이 변형은 주요 항원, gal 당 epitope을 돼지 간에서 제거합니다. 이러한 당 항원은 돼지 간에 존재합니다.
안톤 티토프 박사, MD: 그러나 인간은 이를 가지고 있지 않습니다. 간 이식에 사용되는 돼지 간에서 이러한 항원을 삭제할 수 있습니다. 그런 다음 문제는 기증 돼지 간의 혈관에서 과도한 혈전 형성입니다. 우리는 인간 항응고제 및 항혈전 분자를 발현하여 이 문제를 해결하기 위해 작업합니다. 우리는 이러한 분자들을 돼지 간 혈관 내피(endothelium) 표면에 발현합니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 제 연구의 초점은 CD39 효소였습니다. CD39는 ATP를 제거하는 효소입니다. ATP는 혈소판을 활성화하고 혈전 형성을 시작합니다. 우리는 또한 인간 항응고제인 트롬보모둘린에 대해 작업합니다. CD39와 트롬보모둘린의 돼지 동등물은 인간과 비비에서 작동하지 않습니다. 우리가 하는 것은 인간 유전자를 취하여 돼지에 인간 유전자를 삽입하는 것입니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 이는 인간 보체 활성화 조절 유전자와 유사합니다. 인간 유전자는 돼지에서 발현될 수 있습니다. 우리는 돼지에서 응고 활성화를 방지하기 위해 인간 응고 조절 유전자를 발현합니다. 저는 20년간 간 제노트랜스플랜테이션에 대한 이 연구를 해왔습니다. 저는 매사추세츠 종합병원의 데이비드 삭스 박사, 호주의 피터 코완 박사와 앤서니 다피체 박사와 간 이식 작업을 협력합니다. 우리는 또한 피츠버그의 외과의 데이비드 쿠퍼 박사와 간 이식 및 돼지 제노트랜스플랜테이션에 대해 작업합니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 우리는 제노트랜스플랜테이션에서 극적인 진전을 이루었습니다. 처음에, 제노트랜스플랜테이션 장기 수혜자의 생존은 단 1~2일에 불과했습니다. 이는 gal 항원 녹아웃 모델에서였습니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 현재 이종이식(xenotransplantation) 후 생존 기간은 수 주 동안 지속됩니다. 현재 이식된 돼지 신장은 비비에서 생명 유지 장치를 통해 68일간 생존할 수 있습니다. 돼지에서 비비로의 심장 이식은 아직 20~30일 후에도 생명을 유지하지 못합니다. 간은 다른 문제입니다.
안톤 티토프 박사, MD: 간은 응고 인자 생성에 매우 중요합니다. 우리는 조절 인자의 유전자 공학을 수행할 수 있습니다. 이식된 장기에서 혈액 응고 활성화를 차단할 수 있습니다. 그러나 간 이종이식에서는 수혜자의 생존 기간이 여전히 일 단위로 측정됩니다. 오늘날 우리는 간 이종이식을 일시적 수단(bridge)으로만 사용할 수 있습니다. 급성 간부전에서는 급성 신부전에서의 '투석'과 같은 방법이 없습니다. 급성 간부전 환자는 잠재적으로 돼지 간 이식을 받을 수 있습니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 이식된 돼지 간은 인간 환자에서 7~10일 동안 기능할 것입니다. 우리는 급성 간부전으로 돼지 간 이식을 받은 환자가 7~10일 동안 부분적으로 회복될 수 있기를 바랍니다. 이 기간 동안 인간 시신 기증자를 찾아 인간 대 인간 간 이식을 시행할 수 있습니다. 현재로서는 인간에 대한 돼지 간 이식은 인간 기증자 간 이식으로 가는 일시적 수단에 불과합니다. 앞으로 상황은 변할 수 있습니다. 지난 5~10년 동안 간 이식 분야에서 주요 진전이 있었습니다.
현재 우리는 수혜자에서 이종이식체의 생존 기간 연장에 주력하고 있습니다. 또한 이식된 간의 기능 향상을 위해 노력하고 있습니다. 돼지 간 이종이식의 지속적인 성공은 아직 미래의 과제입니다. 그러나 우리는 간 이식에서 몇 가지 주요 진전을 이루었습니다.
안톤 티토프 박사, MD: 오늘날 장기 생존에 임상적으로 의미 있는 것은 인간 대 인간 간 이식입니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 맞습니다. 급성 간부전 환자에게는 시신 간 이식을 시행할 수 있습니다. 이는 뇌사 기증자로부터의 간 이식입니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 생체 간 이식은 안정된 간질환 및 만성 간질환, 예를 들어 간종양 환자에게 도움이 될 수 있습니다.
안톤 티토프 박사, MD: 간의 일부를 가족 구성원 또는 비혈연 간 기증자로부터 절제할 수 있습니다. 이러한 간 이식에는 혈액형 적합성이 반드시 이루어져야 합니다. 외과의사는 생체 기증자 간의 50%를 절제할 수 있습니다. 6~8주 이내에 기증자의 남은 간은 정상 크기와 정상 대사 능력으로 재생됩니다. 생체 인간 기증자로부터의 간 이식 수혜자에게는 매우 좋은 임상 결과가 나타납니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 이식된 간은 어떤 염증성 스트레스도 받지 않기 때문입니다. 냉장 보관된 간은 염증 및 기타 문제점을 가지고 있습니다. 뇌사 기증자의 간 또한 간 이식을 복잡하게 만드는 문제점들을 지니고 있습니다. 생체 간 이식에서는 환자의 임상 결과가 좋습니다. 문제는 정상 건강한 간 기증자가 간 이식 과정에서 잠재적으로 위험한 수술을 받게 된다는 점입니다. 기증자가 이식을 위해 간의 일부를 적출하는 수술 중 사망할 위험이 있습니다.
안톤 티토프 박사, MD: 돼지 간 이식은 감염 및 동물 바이러스가 인간 수혜자로 전파될 위험을 내포합니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 이는 돼지에서 인간으로의 간 이식에서 우려되는 사항입니다. 인간에게 질병을 일으킬 수 있는 돼지 바이러스와 세균이 존재합니다. 돼지에는 E형 간염이 있습니다. E형 간염 바이러스는 인간에게 질병을 일으킬 수 있습니다. 또한, 돼지 레트로바이러스, 예를 들어 porcine endogenous retrovirus(돼지 내생성 레트로바이러스, PERV)가 있습니다. 이 바이러스는 간 이식 후 환자가 면역억제 상태가 되면 재활성화될 수 있습니다. 이는 인간에게 질병을 일으킬 수 있습니다. 하지만 감염은 이종이식에서 주요 문제가 되지 않는 것으로 보입니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 또한 돼지 거대세포바이러스(cytomegalovirus)가 간 이식 후 인간 환자에서 재활성화될 수 있습니다. 돼지 거대세포바이러스는 혈관 내피를 손상시킬 수 있습니다. 이식 중 에볼라 바이러스 감염에 대한 우려도 있습니다. 동물에서 인간으로 전파될 수 있는 다른 동물 바이러스들도 존재합니다. 필리핀 원숭이에서 레스턴 에볼라 타입 바이러스가 발견된 것은 흥미롭습니다. 이 원숭이들은 미국으로 반입되었습니다. 다행히도 이 에볼라 타입 바이러스는 인간에게 전파되지 않았습니다. 하지만 레스턴 에볼라 바이러스는 감염된 원숭이에서 다른 영장류로 전파되었습니다. 이는 많은 문제를 일으켰습니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 이 에볼라 타입 바이러스는 이 원숭이들이 온 필리핀에서 보고된 바와 같이 돼지에게도 전파될 수 있습니다. 우리는 이종이식에서 인플루엔자 바이러스에 대해 우려해야 한다는 것을 알고 있습니다. 인플루엔자 바이러스는 돼지와 인간 사이에서 전파될 수 있습니다. 돼지와 조류는 인플루엔자 바이러스의 자연 중간 숙주입니다. 그러나 이종이식(및 동물과 인간 간의 간 이식)에서는 다른 인수공통감염증(zoonotic infections)에도 주의해야 합니다.
안톤 티토프 박사, MD: 이는 동물로부터 오는 감염들입니다. 간 이식 후 환자의 면역억제는 이러한 감염에 대한 취약성을 높일 수 있습니다. 이는 이식 연구의 흥미로운 분야입니다. 중요한 생물학적 발견들이 많이 이루어지고 있습니다.
사이먼 롭슨 박사, MD: 이 연구는 중요한 임상적 적용을 가지고 있습니다. 우리는 동물 장기 이식 후 이종이식체 거부 반응을 예방하는 약물 또는 유전자 변형을 찾기를 희망합니다. 이러한 발견은 다른 인간 질병에도 중요한 의미를 가질 것입니다. 이 발견은 특히 혈관이 손상되는 질병에서 중요할 것입니다.
안톤 티토프 박사, MD: 동물 간 이식: 희망과 도전 설명. 주요 간 이식 전문가와의 비디오 인터뷰. 간 이종이식의 현황.