이식용 장기를 모든 혈액형 환자에게 적용 가능하게?

이식용으로 제공된 폐를 모든 혈액형 환자에게 이식할 수 있는 유니버설 장기로 변환하는 개념 실증 실험에 성공했다고 발표됐다. 학술지 사이언스이식의학(Science Translational Medicine)에 체외 폐관류 EVLP를 이용한 유니버설 장기에 관한 실험 결과를 정리한 논문을 공개한 것.

EVLP는 뇌사폐 이식으로 기증자로부터 적출한 폐를 전용 장치에 연결하고 체외에서 약한 기능을 회복시키거나 생존 사태를 유지하고 이식하는 기술을 말한다. 이 실험을 주도한 건 토론토대학 연구팀.

장기 제공자와 장기를 이식할 환자 쌍을 결정할 때 확인되는 건 장기 크기와 혈액형 2가지다. 연구에 의하면 혈액형이나 장기 크기에 의해 일부 장기는 부족하고 그 중에서도 O형 폐는 심각한 부족에 빠지고 있다고 한다. 연구팀에 따르면 O형 폐 이식 대기 환자는 다른 혈액형 이식 대기 환자보다 장기 제공자가 발견되지 않고 사망해 버릴 위험이 20%나 높다고 한다.

연구팀은 장기 이식으로 병목이 되는 이런 요소를 제거할 수 있으면 장기 이식을 기다리는 환자를 재빨리 도울 수 있어 이식을 기다리는 동안 사망해 버리는 위험을 줄일 수 있다고 밝혔다.

인간 혈액형은 적혈구 표면이나 체내 혈관 표면에 항원이라고 불리는 특정 당분자가 있는지 여부로 판별한다. A형의 경우 A항원만을, B형의 경우 B항원만을 보유하고 있고 AB형의 경우 A와 B 양쪽 모두 항원을 갖고 있지만 O형은 어느 쪽 항원도 갖고 있지 않다.

적혈구와 혈관은 이런 항원을 운바나지만 혈장에는 특정 혈액 항원에 반응하는 항체가 포함되어 있다. 예를 들어 A형 혈액은 플라스마 중 항B항체를 갖고 있기 때문에 A형인 사람이 B형 혈액을 수혈하면 면역계가 혈액을 이물로 간주해 공격을 개시한다.

이와 달리 O형 혈액을 가진 사람은 플라스마에 항A항체와 항B 항체를 모두 갖고 있기 때문에 A항원도 B항원도 가지지 않는 O형 혈액과 장기만 이식해야 한다. 또 O형 혈액은 모든 하원을 포함하지 않기 때문에 O형 이외 모든 혈액형 환자에게 장기를 이식하는 것도 가능하다. 이 때문에 O형 이외 모든 혈액형 환자에게 장기를 이식하는 것도 가능하다. 이 때문에 O형용 이식 장기가 압도적으로 부족하다는 것이다.

이런 문제를 해결하기 위해 연구팀은 장기 적혈구에서 모든 항원을 제거하고 O형 장기처럼 모든 혈액형에 이식할 수 있도록 하는 연구를 시작해 2018년에는 장내 효소를 사용해 혈중 항원을 제거하는데 성공했다.

연구팀은 EVLP 중 이식 대기 폐에 2가지 효소(FpGalNAc deacetylase, FpGalactosaminidase)를 더해 4시간 기다려 폐 내 A항원을 97% 제거하는데 성공했다. 연구팀에 따르면 EVLP를 사용하는 경우 장치 내에 장기를 4∼5시간 방치한다고 한다. 따라서 임상적으로 적용 가능하다고 한다.

연구팀은 A형 기증자로부터 제공된 3개 폐를 이용해 항원 제거 테스트를 실시하고 효소를 첨가해 초급성 거절 등이 일어나지 않는지 조사했다. 연구팀은 효소로 치료 받은 폐에선 폐가 완전히 잘 작동하는 것으로 나타났다고 밝혔다.

연구팀은 즉시 효소 처리된 폐를 임상 시험하기 위한 준비에 임하고 있다. 이식 후 어딘가 시기에 이식된 장기가 새로운 세포를 생성하기 위해 다시 혈액 항원을 생성할 가능성이 높다고 추측하고 있다. 하지만 면역 적응에 의해 면역계가 이식한 장기를 공격하지 않을 것이라고 말하고 있다.

따라서 연구팀은 이식 후 며칠 만에 초급성 거절이 일어나지 않으면 범용 장기 이식이 가능하다고 보고 있다. 이식을 위해선 혈액 항원을 제거하는데 사용되는 효소가 환자 신체에 해를 끼지 않는다는 걸 입증해야 하지만 연구팀은 큰 문제가 되지 않을 것으로 적고 있다. 참고로 연구팀에 의하면 효소 처리는 폐 뿐 아니라 수혈에 사용되는 혈액, 그 외 이식 장기에서도 이용할 수 있을 가능성이 있다고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.