유전자 편집 돼지 신장 이식 후 2년간 생존한 원숭이
#기사1: Monkey survives for two years after gene-edited pig-kidney transplant
#기사2: Monkey survives for two years with pig kidney in ‘extraordinary milestone’
#참고1: Design and testing of a humanized porcine donor for xenotransplantation
#참고2: Will pigs solve the organ crisis? The future of animal-to-human transplants
#참고3: Clinical trials for pig-to-human organ transplants inch closer
#참고4: 유전자 변형 돼지 심장을 두 번째로 사람에 이식
#참고5: Quest to use CRISPR against disease gains ground
유전자 변형 소형 돼지로부터 신장을 이식받은 원숭이는 2년 이상 생존하였는데, 이는 종간 장기이식 사례 중에서 가장 길게 생존한 사례 중 하나입니다.
이 연구는 ‘이종이식’을 이용하여, 인간 장기 부족 사태를 완화하려는 목표에 한 걸음 더 다가갈 수 있게 합니다. 해당 연구에서는 수증자의 면역 체계가 새로운 장기를 공격하는 것을 방지하고 기증자의 장기에 숨어있는 바이러스를 중화시키는 게놈 편집 다발에 대하여 설명하고 있습니다.
연구진은 본 연구가 최초로 비인간 장기를 이용한 임상연구를 승인할지 숙고 중인 미국 식품의약국(FDA)과 같은 규제 기관에 더 많은 데이터를 제공하게 될 것이라고 말합니다. 그러나 일반 과학자들은 다른 예와 달리 이번에 이종이식을 성공한 이유와 이러한 광범위한 유전자 편집과 함께 이런 돼지를 대량 생산하는 것이 실현 가능한지 살펴보는 것이 중요할 것이라고 말합니다.
돼지에서 인간으로
지난 몇 년 동안 연구자들은 돼지 심장을 두 명의 살아있는 사람에게 이식했습니다, 또한, 법적으로 사망한 것으로 선언된 사람들의 신체에서 돼지의 심장과 신장이 기능할 수 있음을 증명하였습니다.
지금까지 두 명이 돼지 심장을 이식받았습니다. 첫 번째 데이비드 베넷(David Bennett)은 2022년 수술 후 두 달 만에 사망했습니다. 말기 심장병을 앓고 있던 58세의 로렌스 포셋(Lawrence Faucette)은 올해 9월 20일 새로운 심장을 이식받아 현재 회복 중입니다.
이종이식 연구는 주로 부분적으로는 장기의 크기와 해부학적 구조가 인간과 비슷한 돼지(Sus domesticus)에 초점을 맞추었습니다. 그러나 인간과 다른 영장류의 면역 체계는 돼지 세포 표면의 세 가지 분자에 반응하여 유전자가 변형되지 않은 돼지 장기를 거부합니다. 그래서 연구자들은 게놈 편집 기술인 CRISPR-Cas9을 사용하여 이러한 분자를 생성하는 효소를 암호화하는 유전자를 비활성화하기 시작했습니다.
분자 생물학자 Wenning Qin과 그녀의 동료들은 이러한 유전자 편집으로 이식 돼지를 만들고, 면역 억제제 혼합물을 투여받은 20마리 이상의 시노몰구스 원숭이(Macaca fascicularis)에 돼지 신장을 이식했습니다. 7가지 인간 유전자가 ‘없는’ 신장을 이식받은 원숭이 중 누구도 50일 이상 생존하지 못했습니다. 이와 비교하여, 인간 유전자가 ‘있는’ 신장을 이식받은 15마리 원숭이 중 6마리가 50일 이상 생존했습니다. 그들 중 다섯 마리는 1년 이상 살았고, 한 마리는 2년 이상 살았습니다. 연구진은 2년 이상(758일) 생존한 원숭이에게 면역 체계를 억제하는 시술을 병행했다고 보고했습니다.
종래 돼지로부터 이식된 장기는 수증자 체내에서 빠르게 성장하여 조직을 손상시킬 위험이 있었습니다. 일부 연구자들은 이러한 성장을 담당하는 돼지 유전자를 비활성화시키려고 했지만, 이 단계에서는 의도하지 않은 합병증이 발생한다고 메릴랜드 의과대학의 이종이식 외과 의사인 무하마드 모히우딘 (Muhammad Mohiuddin)은 말합니다.
생존 기간
Qin 연구팀은 최대 2년의 생존은 예외적인 경우이며 예상했던 것보다 생존 기간이 더 다양했음을 인정했습니다. 다만, 모히우딘 박사는 영장류가 아닌 사람을 염두에 두고 돼지 유전자를 조작했기 때문에 인간에게 더 잘 어울릴 것이라고 말하기도 합니다.
이번 연구에도 불구하고 이를 인간에게 적용하는 것은 쉽지 않을 것이라고 앨라배마 대학의 이식 외과 의사인 Jayme Locke는 말합니다. 인간은 이 원숭이들보다 훨씬 더 몸무게가 나가고 혈압이 높기 때문에 돼지 장기가 그런 체내 환경을 견딜 수 있을지 알 수 없다고 덧붙였습니다.
또한, "이런 유전자 편집이 얼마나 간단할지 혹은 복잡해야 하는지 아직은 알지 못한다"라고 하면서, "그래서 지금이 바로 임상시험이 필요한 시점"이라고 논평했습니다.
한편, 킹스 칼리지 런던(King's College London)의 두스코 일릭(Dusko Ilic) 교수는 이 연구를 "획기적인 성과"라고 불렀지만 "이것이 임상시험에 이르기까지는 아직 갈 길이 멀다"라고 말했습니다.