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[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 1형 당뇨병 환자의 췌장 기능을 되살릴 가능성을 보여주는 세계 최초의 연구 결과가 나왔다. 면역계 공격을 피하도록 유전자 조작된 인슐린 생성 세포를 인체에 이식한 결과 세포가 최소 3개월 이상 살아남고 기능도 살아있었던 것. 평생 면역억제제를 복용해야 하는 기존 이식 치료의 한계를 극복할 실마리를 잡은 것이라는 기대가 나온다.
면역계 공격 피하도록 조작된 '베타 세포' 인체 주입…3개월 간 생존하고 기능도 유지

9일 학계에 따르면 미국의 생명공학업체 사나 바이오테크놀로지와 스웨덴 제조원가계산 웁살라대학교 연구진은 지난해 12월 스웨덴의 42세 남성에게 변형된 베타 세포(β세포·인슐린 분비 세포) 약 8000만개를 17회에 걸쳐 주입하는 실험을 진행했다. 이 연구는 국제 학술지 NEJM과 사이언스(Science) 등을 통해 소개됐다. 실험에 참가한 환자는 1987년부터 1형 당뇨병을 앓아왔다. 이에 연구진은 인슐린을 분비하는 기능을 갖추면서도 미국회사채금리 면역계가 이를 '이물질'로 인식하지 못하게 설계된 세포를 환자에게 이식했다. 당뇨병은 크게 1형, 2형 당뇨병으로 구분된다. 전체 당뇨병의 80% 이상을 차지하는 2형 당뇨병은 일종의 후천성 당뇨병으로, 흔히 운동부족·비만 등으로 인해 나타나는 것으로 여겨지는 질병이다. 체내에서 혈당 조절 호르몬인 인슐린이 분비되고 있음에도 세포가 이를 받아들이지 못해 등록금대출기간 고혈당 상태에 이르게 되는 것이 대표적이다. 약물 치료와 함께 식습관 조절, 운동 등으로 해나갈 수 있다. 반면 1형 당뇨병은 췌장의 인슐린 분비를 통한 혈당 조절 능력이 체내에서 완전히 상실된 질병이다. 2형 당뇨병과 달리 명확한 발병 원인도 아직 파악되지 않았다. 신체의 면역계가 췌장 세포를 공격하는 자가면역질환의 일종으로 완치가 사실상 불가하고, 인슐 카드대금 하루연체 린 주사로 혈당을 조절하면서 생활해야만 한다. 인슐린 주사 뿐만 아니라 췌장을 이식해 체내 인슐린 생산 능력을 회복하는 것도 치료법의 하나다. 하지만 이 경우 역시 체내 면역계가 새로운 췌장을 공격하지 않도록 면역억제제를 사실상 평생 복용해야 한다는 한계가 있다. 선천성인 만큼 어린아이들도 1형 당뇨병을 앓을 수 있다는 점에서 치료법 개발이 시급한 질병 중 마이너스통장 서류 하나다. 연구진은 당초 쥐와 원숭이를 대상으로 한 베타 세포 주입 동물실험에서 안정적인 효과를 확인한 뒤 인체 실험에 본격 돌입했다. 실험은 크리스퍼(CRISPR) 유전자 가위를 활용해 세포 표면에서 면역 거부 반응을 유발하는 HLA-I과 HLA-II 단백질을 제거하는 식으로 이뤄졌다. 다만 HLA가 없는 세포는 면역계에 수상한 세포로 여겨질 수 있다. 이를 막기 위해 연구진은 환자 체내에 주입된 베타 세포가 CD47이라는 단백질을 더 많이 만들도록 조작했다. CD47은 면역세포에 '이 세포를 공격하지 말라'는 신호를 보내는 역할을 한다. 베타 세포를 이식하고 3개월 뒤 PET-MRI 복합 촬영 결과 베타 세포는 여전히 주입 부위에 자리잡고 있었다. 인슐린 생성 표지물질 검사도 주입된 베타 세포가 실제로 호르몬을 생산하고 있음을 보여줬다. 환자의 혈액에서 분리한 면역세포는 유전자 변형이 없는 베타 세포는 즉시 공격했지만, CD47을 더 많이 만들도록 변형된 세포는 그대로 놔뒀다. 변형 베타 세포에 대한 항체도 형성되지 않아 면역계가 세포를 '통과시켰다'는 추가 증거를 확인할 수 있었다.

면역억제제 없이 치료용 세포 이식 성과…줄기세포 활용 대량 생산 등 모색

이번 실험을 통해 베타 세포를 주입한 환자는 여전히 인슐린 주사를 맞아야 하지만, 이번에 투여된 베타 세포는 완치 용량의 약 7%에 불과했다. 연구진은 향후 더 많은 양을 이식하면 혈당 조절이 현저히 개선될 수 있다고 보고 있다. 시술 부작용 또한 주입 부위의 일시적 감각 둔화 정도로 경미했다. 특히 이번 연구는 면역억제제를 쓰지 않고도 세포 이식이 가능하다는 점을 실험적으로 입증했다는 점에서 의의가 크다. 사나 바이오테크놀로지는 향후 기증 세포 대신 줄기세포로 배양한 베타 세포를 유전자 조작해 대량 생산하는 방안을 추진할 계획이다. 실제로 줄기세포 기반 이식은 이미 일부 연구에서 긍정적인 결과를 내고 있다. 지난해 6월 미국 보스턴의 버텍스 파마슈티컬스는 줄기세포를 활용한 임상시험에서 당뇨병 환자 83%가 인슐린 주사를 끊을 수 있었다고 밝힌 바 있다. 다만 이 경우에는 환자들에게 면역억제제가 필요했다. 미국 뿐만 아니라 중국에서도 본인 세포를 재프로그래밍한 줄기세포를 이식해 1형 당뇨병을 치료할 수 있다는 연구 사례가 지난해 보고된 바 있다. 베이징대 연구진은 1형 당뇨병을 앓고 있던 25세 여성 A씨에게 줄기세포를 이식한 결과 약 3개월 만에 스스로 인슐린을 분비하기 시작했고, 이식 후 1년 이상 지난 뒤에도 A씨가 정상적인 생활을 이어가고 있다고 발표했다. 이같은 연구 결과는 국제학술지 '셀(Cell)'을 통해 소개되기도 했다. 연구진은 "환자가 세포를 이식받았는데도 면역억제제를 복용하지 않아도 된다는 것부터 의미가 매우 크다. 엄청난 성공이라고 볼 수 있을 것"이라고 강조했다. 다만 학계에서는 이번 치료법의 타당성 입증을 위해서는 더 많은 환자를 대상으로 한 시험과 장기 추적 결과가 필요하다고 보고 있다. 베타 세포 이식을 통한 1형 당뇨병 치료를 받은 사람은 현재까지 단 1명 뿐이다. 사나 바이오테크놀로지와 웁살라대 연구진은 유럽연합(EU) 규정에 따라 이 환자를 15년 간 추적 관찰할 방침이다. 작은 규모로 시작되긴 했으나 당뇨병 완치를 향한 도전이 실험실을 넘어 인체에서 유의미한 성과를 보였다는 점에서 이번 실험은 의미가 있는 것으로 보인다. 향후 임상 확대와 장기 관찰 데이터에서 유의미한 추가 성과가 나올지 주목된다.☞공감언론 뉴시스 hsyhs@newsis.com