모든 혈액형에 이식 가능한 ‘범용 신장’ 개발

실험실에서: 범용 장기를 향한 구체적인 진전

이번 주 연구자들은 '획기적 성과: 과학자들이 범용(universal) 장기를 만들다'라는 문구에 담긴 오랜 숙원의 약속에 한 걸음 더 다가가는 정밀한 생화학적 기술을 보여주는 연구 결과를 발표했습니다. University of British Columbia가 이끄는 팀과 공동 연구진은 실험실에서 배양한 효소를 사용하여 기증된 신장에서 혈액형 A형을 결정짓는 당 표지자를 제거하고, 이를 효소 변환형 O형 장기로 전환한 뒤 가족의 동의를 얻어 뇌사 수혜자에게 이식했습니다. 이 장기는 제한적인 면역 문제만 보인 채 며칠 동안 작동했으며, 이는 임상 의료진과 과학자들에게 모든 혈액형과 광범위하게 호환되도록 만들어진 장기의 첫 번째 인체 모델을 제공했습니다.

이 결과는 2025년 Nature Biomedical Engineering에 보고되었으며, 세포 표면에서 특정 탄수화물 구조를 절단할 수 있는 효소에 대한 10년 이상의 점진적인 연구 끝에 얻은 결실입니다. 혈액형 때문에 호환 가능한 기증자를 찾지 못해 수년간 기다려야 하는 많은 이식 대기 환자들에게, 어떤 혈액형과도 맞출 수 있는 신장이라는 아이디어는 단순한 실험실의 진귀한 결과물 그 이상입니다. 이는 대기 명단과 그 과정에서 발생하는 사망을 획기적으로 줄일 수 있는 잠재적 경로입니다.

획기적 성과: 과학자들이 만든 '범용' 신장 — 효소 기술의 원리

연구진은 이전 연구에서 발견하고 최적화한, 분자 가위처럼 작동하는 효소를 응용했습니다. 이 효소들은 A형 또는 B형 항원을 식별하게 만드는 말단당을 특이적으로 제거합니다. 이러한 당을 제거하면 장기의 혈관 표면은 당분간 O형처럼 행동하게 됩니다. O형은 대부분의 사람의 면역 체계가 항-O 반응을 일으키지 않기 때문에 기능적으로 범용 혈액형에 해당합니다.

실제적인 측면에서, 연구팀은 기증된 신장에 해당 효소들이 포함된 혼합액을 체외(ex vivo)에서 관류시켜 효소 변환 장기(ECO)를 만들었습니다. 실험실 및 전임상 시험을 통해 이 접근 방식이 (효소가 처음 시도되었던) 혈액과 분리된 장기에서 작동할 수 있음이 이미 입증된 바 있습니다. 이번 새로운 연구는 이를 인체에 이식된 장기로 확장하여, 비록 뇌 기능이 정지된 상태였지만 호환성과 초기 면역 반응을 관찰했습니다.

획기적 성과: 과학자들이 만든 '범용' 신장 — 첫 인체 시험과 그 결과

변환된 신장은 가족의 완전한 동의 하에 뇌사 수혜자에게 이식되어, 연구진이 살아 있는 혈액 순환 내에서 장기가 어떻게 행동하는지 관찰할 수 있었습니다. 약 이틀 동안 신장은 초급성 거부반응 없이 기능했습니다. 초급성 거부반응은 혈액형이 맞지 않는 이식편을 몇 분 안에 파괴할 수 있는 치명적인 면역 반응입니다. 이것만으로도 의미 있는 이정표입니다. 변환된 장기가 완전히 온전한 인간 면역 체계에 대한 초기 노출에서 살아남은 것이기 때문입니다.

실험실 결과를 실용적인 이식으로 전환하기

그렇다면 범용 신장이란 무엇이며, 일상적인 임상 용어로 어떻게 작동할까요? 이 맥락에서 "범용 신장"은 표면 항원을 화학적 또는 효소적으로 수정하여, 즉각적인 항체 매개 거부반응을 유발하는 혈액형 표지자를 더 이상 보유하지 않게 된 기증 장기를 의미합니다. 이는 기증자의 눈에 띄는 세포 "이름표"를 중립적인 표면으로 교체하여 작동하며, 장기적인 대조 작업이나 위험한 전처치 없이도 해당 장기를 받아들일 수 있는 수혜자 풀을 효과적으로 넓혀줍니다.

위험, 윤리, 그리고 임상 시험으로 가는 길

범용 장기를 오늘 당장 이식에 사용할 수 있습니까? 아닙니다. 이번 인체 이식은 통제된 연구 단계였으며 임상 서비스가 아닙니다. 일상적인 임상 사용에 앞서 이 기술은 규제 검토, 안전성 테스트 및 대규모 임상 시험을 통과해야 합니다. 연구에서 분사된 기업인 Avivo Biomedical은 승인을 요청하고 시험을 진행할 준비를 하고 있지만, 이러한 과정은 통상 수년이 걸립니다. 연구자들은 이것이 강력한 실험실 증거와 최종적인 환자 치료 사이의 가교일 뿐, 종착점은 아니라고 강조합니다.

단기적인 위험으로는 항원이 다시 나타났을 때의 면역 반응, 혈관 세포에 대한 효소 처리의 예기치 못한 부작용, 그리고 장기적인 이식편 건강에 미칠 잠재적 영향 등이 있습니다. 윤리적 고려 사항도 존재합니다. 첫 인체 시험은 가족의 동의를 얻은 뇌사 기증자에게 의존했는데, 이는 실제 환자를 즉각적인 위험에 빠뜨리지 않으면서 살아 있는 혈액 순환 내에서 장기를 모니터링할 수 있는 기회를 제공하는 필수적이지만 민감한 설계였습니다.

장기적으로 팀은 이 변환이 결과를 의미 있게 개선할 만큼 충분히 지속되는지, 그리고 매칭 제약의 감소가 숨겨진 항원 변화나 감염 취약성 증가와 같은 새로운 취약점을 만들지 않는다는 것을 입증해야 합니다. 규제 당국은 다양한 수혜자군을 대상으로 단기 및 장기 거부율, 기능, 안전성을 측정하는 단계별 인체 시험을 요구할 것입니다.

시스템 차원의 영향과 환자들에게 도움이 될 시점은?

이 접근 방식이 시험을 통과한다면 장기 배분 방식을 바꾸고 불평등을 줄일 수 있습니다. 현재 O형 수혜자들은 실제 O형 기증 장기가 희귀하기 때문에 많은 신장 대기 명단의 대다수를 차지하며 더 오래 기다립니다. A형 또는 B형 신장을 기능적인 O형으로 변환할 수 있다면 가용 장기가 늘어나고 대기 시간이 단축될 수 있습니다. 하지만 현실적인 일정으로 볼 때 광범위한 임상 적용은 수개월이 아니라 수년 뒤의 일입니다. 연구진과 기업 파트너들은 모든 것이 잘 진행될 경우, 몇 년 내에 단계별 임상 시험을 시작하고 뒤이어 대규모 효능 연구와 규제 검토를 진행하는 경로를 설명하고 있습니다.

개별 환자에 대한 위험 대비 이익 계산은 환자의 의학적 상태와 선택 가능한 대안에 따라 달라질 것입니다. 많은 이들에게 작동하는 이식편에 더 빨리 접근할 수 있다는 점은, 안전성만 입증된다면 불확실성을 훨씬 상회하는 이득이 될 것입니다. 임상 의사와 이식 서비스 측면에서 이 기술은 현재 기증자와 수혜자를 연결하는 데 필요한 정교한 조율의 어려움을 완화하는 동시에 생체 기증 프로그램에 가해지는 압박을 덜어줄 수 있습니다.

해결해야 할 과제

• 지속성: 항원 재출현을 방지하거나 임상적으로 유의미한 기간 동안 이를 제어하는 것.
• 면역학: 비-ABO 면역 메커니즘이 변환된 이식편과 어떻게 상호작용하는지 평가하는 것.
• 제조 및 물류: 효소 생산을 확장하고 이식 전 안전하고 신속한 장기 변환을 위한 프로토콜을 구축하는 것.
• 윤리 및 접근성: 혜택이 가장 필요한 사람들에게 도달할 수 있도록 형평성 있는 보급을 보장하는 것.

헤드라인은 유망한 이정표를 포착하고 있습니다. '획기적 성과: 과학자들이 범용 장기를 만들다'라는 말은 아직 과장이 아니며, 이제 처음으로 인체 생리학에서 입증된 강력한 아이디어에 대한 간결한 묘사입니다. 변환 기술은 신장을 모든 혈액형에 맞추는 방법이라는 명확한 과학적 질문에 답하는 동시에 안전성, 규제 및 형평성 있는 보급에 대한 더 길고 실질적인 논의를 시작하고 있습니다. 후속 시험에서 지속적인 이점이 확인된다면, 매년 신장 이식을 기다리다 사망하는 사람들에게 그 변화는 매우 지대할 것입니다.

출처

• Nature Biomedical Engineering (효소 변환 장기에 관한 연구 논문)
• University of British Columbia (연구팀 및 보도 자료)
• Avivo Biomedical (임상 전환을 개발 중인 기업)
• Centre for Blood Research, University of British Columbia