불과 3년 전, 8세 Kruz와 그의 여동생 Paizlee는 새 신장을 이식받을 준비를 하기 위해 수술대에 누워 있었다. 그들은 둘 다 어른들이 하기 힘든 치료를 받았다. 면역 문제와 서서히 쇠약해지는 신장의 삶을 살아오다가 수술을 준비하기 위해 병원에서 방사선 약물로 골수를 완전히 파괴한 후 부모의 기증자 줄기세포를 이식받았다.

 

이미 불안한 절차이다. 그러나 더 신경이 쓰이는 것은 아이들이 대담한 이식 방법의 선구자였다는 사실이었다. 성공하면 평생 면역 억제제를 복용할 필요가 없어지게 된다.

 

3년이 지난 지금, 두 아이 모두 잘 자라고 있다. 그들의 몸은 기증자의 골수와 신장을 쉽게 받아들였다. 그들의 면역 문제는 사라졌다. 이식된 두 신장은 모두 거부의 징후가 없는 최고의 모양이다. 더욱 놀라운 사실은 수술 후 30일 동안 면역억제제를 복용하지 않았다는 것이다.

 

그들의 어머니인 Jessica Davenport는 "그들은 치유되고 회복되었으며 우리가 결코 가능할 것이라고 생각하지 못했던 일들을 하고 있다."고 말했다. "그들은 기적을 걷고 있다."

 

Kruz와 Paizlee는 장기 이식의 한계를 뛰어넘는 스탠포드 메디컬의 소규모 실험의 일부이다. 고전적인 절차는 이미 생명을 구한다. 그러나 그것과 함께 일련의 불쾌한 족쇄가 온다. 중요한 것은 면역 체계를 약화시켜 새로운 장기를 침입자로 공격하는 것을 방지하는 면역억제제의 필요성이다. 이러한 약물은 감염과 암의 위험을 높인다는 점에서 양날의 검과 같다. 평균적으로 살아있는 기증자로부터 이식된 신장은 19년 동안만 지속된다. 어린이의 경우 이는 평생 동안 여러 절차를 거쳐 거부될 위험을 높인다는 의미이다.

 

뉴잉글랜드 의학저널에 발표된 새로운 연구는 더 나은 방법을 자세히 설명한다. 이중 면역/고체 장기 이식(DISOT)이라고 하며 기증자의 줄기 세포와 장기를 모두 수용자에게 이식한다. DISOT은 일관되지 않은 결과로 소규모 시험에서 이미 테스트되었다. 이 연구에 참여하지 않은 매사추세츠 종합 병원의 Thomas Spitzer 박사와 콜롬비아 대학의 David Sachs 박사는 여기서 업데이트된 DISOT가 "놀라운 경험"을 입증했다고 말했다.

 

현재로서는 이 기술이 이 아이들에게만 테스트되었다. 그러나 이는 이식된 장기가 번성하도록 돕기 위해 숙주의 완전한 면역 인수가 필요한 다른 상태의 환자에게도 고려될 수 있는 전략이다. 

 

이식 테러

 

우리 몸은 교체용 컴퓨터 부품과 같은 장기를 플러그 앤 플레이할 수 없다. 장기 이식의 첫 번째 규칙은 기증자의 장기가 거부 반응을 피하기 위해 숙주와 "일치"해야 한다는 것이다. 즉, 신체가 자신과 타인을 구별하는 데 도움이 되는 단백질 분자는 유사해야 한다. 즉, 같은 가족 구성원 간에 공통적이지만 보장되지는 않는 특성이다.

 

장기를 "취득"하는 열쇠는 파괴적인 면역 공격을 줄이는 것이다. 이식의 성배이다. 한 가지 아이디어는 이식된 장기가 수혜자에게 면역학적으로 더 잘 맞도록 유전적으로 조작하는 것이다. 또 다른 아이디어는 장기 자체를 넘어서 거부의 원인, 즉 골수 내부에 자리 잡은 조혈 줄기 세포로, 혈액과 면역 세포를 생성하는 것으로 보는 것이다.

 

DISOT의 이론은 간단하지만 영리하다. 받는 사람의 면역 체계를 기증자의 면역 체계로 바꾼 다음 장기를 이식하는 것이다. 수혜자의 골수는 파괴되지만 기증자의 줄기세포로 빠르게 다시 채워진다. 새로운 면역 체계가 인수되면 장기가 들어간다.

 

불행히도 DISOT을 사용한 첫 번째 시도는 끔찍하게 잘못되었다. 이식된 면역 체계가 이식편대숙주병(GVHD)이라는 생명을 위협하는 상태에서 신체의 다른 부분을 악의적으로 공격하여 여러 명이 사망했다.

 

셀룰러 해결 방법

 

위험을 감안할 때 팀은 참가자를 신중하게 선택했다. 등록된 3명의 아이들은 모두 SIOD(쉼케 면역 골 형성 이상 Schimke immuno-osseous dysplasia)라는 치료 불가능한 유전 증후군을 앓고 있다. 신장을 포함한 여러 장기에 심각한 손상을 준다. 치료법은 없다. 평균 기대 수명은 9년이 조금 넘는다.

 

가족들은 자녀들의 생명을 구하기 위해 새로운 연구에 참여하기로 결정했다.

 

과거 시험을 분석하면서 팀은 두 가지 주요 유형의 면역 세포가 이전 실패의 원인일 수 있음을 깨달았다. 하나는 알파-베타 T 세포로, 일반적으로 침입하는 박테리아에 대한 공격을 시작하여 말 그대로 박테리아를 갈기갈기 찢는 화학 물질을 펌핑한다. 또 다른 하나는 CD19 B 세포로, 일반적으로 면역 반응을 일으키는 데 도움이 되는 일종의 면역 세포이다.

 

팀은 부모로부터 기증자 골수를 채취한 후 이 두 가지 유형의 세포를 제거했다. 이 과정은 상대적으로 "부드럽다"고 팀은 말했다. 이 프로세스는 GVHD의 위협을 줄여 부모가 자녀가 절반만 일치하더라도 자녀에게 기부할 수 있도록 한다.

 

자갈 길

 

순조로운 항해는 아니었다. Kruz는 그의 어머니인 Jessica에게서 줄기 세포를 받았다. 그는 이식에서 가벼운 바이러스 감염과 면역 피부 상태를 얻었지만 치료 후 사라졌다. 5개월 후 그는 Jessica로부터 신장을 이식받고 30일간 면역억제제를 투여받았다. 이식 후 거의 3년이 지난 지금, Kruz는 면역억제제를 완전히 끊었다. 그의 마지막 검진에서 그의 면역 체계는 완전히 건강하고 기능적인 신장을 가진 그의 어머니의 면역 체계로 완전히 대체되었다.

 

Kruz의 여동생 Paizlee도 비슷한 여정을 겪었다. 그녀는 아버지의 줄기 세포와 신장을 받았다. 줄기세포 이식 후 150일이 되자 그녀의 면역 체계는 아버지의 세포로 대체되었고 22개월 후 그녀는 면역억제제를 끊고도 아버지의 신장을 거부할 기미를 보이지 않았다. 재판에서 세 번째 아이도 성공했다. 모든 아이들의 면역 체계가 다시 채워졌기 때문에 DISOT은 초기 평생 면역 결핍증도 치료했다.

 

연구 저자인 Alice Bertaina 박사는 "그들은 모든 것을 하고 있다. 학교에 가고, 휴가를 가고, 운동을 하고... 완전히 정상적인 삶을 살고 있다."고 말했다.

 

치료가 얼마나 오래 지속되는지와 같은 몇 가지 알려지지 않은 사항이 있다. 아이들은 원래 면역 결핍증을 앓고 있었기 때문에 다른 집단보다 치료에 더 잘 적응할 수 있다. 유사한 체제가 면역 문제가 없는 사람들에게 도움이 되는지 여부는 여전히 논쟁의 여지가 있다.

 

Spitzer와 Sachs는 "이 전략의 세부 사항은 모든 내성 유도 접근 방식에 적용되지 않을 수 있다."라고 말했다.

 

팀은 잘 알고 있다. 그들은 이제 이 아이디어를 또 다른 취약한 인구, 즉 초기에 신장 이식을 받았지만 신체에서 장기가 거부된 어린이로 확장할 계획이다. 면역 체계가 대체 기관을 공격하도록 "준비"되어 있기 때문에 일반적이지만 어려운 경우이다. 더 나아가 팀은 다른 장기나 사체에서 기증된 장기로 접근 방식을 확장하는 방법도 모색하고 있다.

 

저자들은 앞으로 최소 3~5년의 연구가 필요한 긴 여정이 될 것이라고 말했다. "도전이지만 불가능한 것은 아니다."

 

현재로서는 Kruz, Paizlee 및 그들의 부모가 그 일에 대해 감사하고 있다. Jessica는 “다른 가족들도 우리가 경험할 수 있었던 것과 같은 경험을 할 수 있도록 길을 열어주는 것이 정말 좋다.”라고 말했다.

 

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