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| 장기이식용 돼지 ‘사랑이’를 개발한 농촌진흥청 국립축산과학원 옥선아·오건봉·황성수 박사(왼쪽부터). 농촌진흥청 국립축산과학원 제공 |
세계일보는 농진청과 함께 우리나라 농업생명공학기술 연구의 현주소와 내일을 두 차례에 걸쳐 소개한다.
국립축산과학원은 국내 최초로 이종장기 이식과 관련한 초급성·급성·혈관성 거부반응을 제어한 형질전환 돼지 ‘사랑이’(GalT KO+MCP+CD73)를 개발했다고 5일 밝혔다.
앞서 축산과학원은 2009년 농업생명공학연구원, 단국대, 건국대, 전남대와 공동으로 초급성 거부반응 유전자(GalT)를 제거한 돼지 ‘지노’(GalT KO)를 만들었다. 이듬해인 2010년에는 초급성·급성 거부반응을 조절한 돼지 ‘믿음이’(GalT KO+MCP)를 생산했다. 이어 2011년 급성혈관성 거부반응을 억제한 돼지 ‘소망이’(CD73)를 개발했다.
축산과학원 오건봉·옥선아·황성수 박사는 ‘믿음이’와 ‘소망이’ 돼지를 교배해 3단계 장기이식용 돼지 ‘사랑이’를 탄생시키고 특허등록도 마쳤다. 축산과학원은 자연교배를 거쳐 내년까지 10마리 이상의 후대를 증식할 예정이다.
축산과학원은 2018년부터는 의료계와 함께 이 형질전환 돼지의 심장이나 인슐린을 분비하는 췌도세포, 각막 등을 원숭이에게 이식하는 실험을 하기로 했다. 장기이식 실험의 성공 여부는 원숭이의 생존기간에 달려 있다. 심장과 같은 장기는 이식 후 최소한 각각 6개월 이상, 췌도세포와 같은 세포는 이식 후 1년 이상을 산다면 임상실험을 할 수 있다.
질병이나 사고로 심장, 간, 폐 등의 기능이 떨어지거나 소실된 환자들에게 가장 필요한 것은 장기다. 그러나 공여 장기가 절대적으로 부족하다. 현재 우리나라에서 장기 이식을 애타게 기다리는 환자는 2만7900여명이다. 평균 대기시간은 5년이다. 다른 사람의 장기를 이식받기 전까지 장기부전(臟器不全) 환자의 생명을 연장할 수 있는 치료방법이 바로 인체와 유사한 동물의 장기(이종장기)를 이식하는 것이다. 돼지는 다른 포유동물에 비해 생리와 장기의 형태가 인간과 가장 유사해 바이오장기 생산 연구의 매개체로 이용되고 있다.
학계에는 바이오장기용 돼지의 췌도가 이종 이식 성공가능성이 가장 높은 것으로 알려져 있다. 심장이나 신장, 폐, 간 등 고형장기뿐만 아니라 각막, 피부, 연골 등의 조직도 이종 이식에 활용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 국내에서는 2012년 ‘지노’의 심장을 이식받은 원숭이가 24일 생존했다. 2년 뒤인 2014년에는 ‘지노’의 심장이식 원숭이가 43일 생존했다. ‘지노’의 췌도세포를 이식받은 원숭이는 181일 살았다.
옥선아 박사는 ‘지노’의 심장과 췌도세포 이식 후 면역체계 변화요인을 분석했다. 이 연구 논문은 국제이종이식학회에서 발행하는 전문학술지에 조만간 게재될 예정이다. 2014년 2단계 장기이식용 돼지 ‘믿음이’의 심장을 원숭이에게 이식하는 데도 성공했다. 이 원숭이는 38일 생존했다.
아직 국제적 수준에는 미치지 못하는 수준이다. 미국은 2002년 초급성 면역 관련 유전자가 제거된 형질전환 돼지를 생산했다. 이어 2005년 이 돼지의 심장을 원숭이에게 이식했는데 6개월 생존했다. 2012년에는 ‘믿음이’와 같은 돼지를 개발해 심장을 이식한 결과 8개월 생존했다. 2014년에도 ‘사랑이’와 같은 돼지를 사용해 1년 이상 생존하는 장기 이식 실험결과를 얻어냈다. 일본도 2004년 형질전환 돼지를 생산했다. 그러나 만성 거부반응까지 제어하는 돼지는 개발되지 못했다.
세종=박찬준 기자 skyland@segye.com