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네이처, 희귀 피부병 치료 위한 줄기세포 이식 성공

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2017년 11월 09일 03:00 프린트하기

 

 

GIB 제공
GIB 제공 

피부가 극도로 연약하고 쉽게 물집이 잡히는 유전성 희귀 난치 피부병에 걸린 아이가 치료받았다. 유전자 편집과 줄기세포 등 미래형 기술로 여겨졌던 치료법이 실험실이 아닌 의료 현장에 적용된 사례로 주목받는다.

 

독일 루르대 외과 토비스 히르치 교수팀은 희귀병인 연접부수포성표피박리증(JEB)을 앓는 아이의 피부 줄기세포를 채취해 정상유전자로 바꾼 뒤 재이식해 치료했다며 관련 연구결과를 정리해 지난 8일 (현지시각) 학술지 ‘네이처’에 발표했다.

 

달마다 새로 생겨나거나 시시각각 복구되는 사람의 피부층은 줄기세포에 의해 조절된다. 연구팀이 적용한 유전자 변환 줄기세포 치료법은 임상이나 단일케이스 연구에서 종종 시행되던 것이다. 그러나 국소 부위에 일부 시도됐을 뿐, 실제 환자에서 거의 몸 전체 부위에 이식시켜 병을 고친 건 이번이 처음이다.
 

사타구니를 제외한 몸전체의 피부가 이상이 있는 환자의 세포를 정상으로 바꿔 이식한뒤 8개월 후에는 정상세포(holoclone)이 안착한 것을 확인했다. - Ruhr University 제공
사타구니를 제외한 몸전체의 피부가 이상이 있는 환자의 상피 줄기 세포를 정상으로 바꾼 다음 세포 이식을 진행했다. 8개월 후에는 이식한 줄기세포에서 생성된 정상세포(holoclone)가 안착한 것을 나타내는 치료모식도다. - Ruhr University 제공

● 희귀 피부병 JEB, 일반적인 치료법은 소용없다

 

연접부수포성표피박리증(JEB)는 LAMA3, LAMB3, LAMC2 등 세 개의 유전자 중 하나 이상의 돌연변이로 생기는 유전병이다. 이 유전자들은 피부 형성에 관여하는 단백질인 라미닌(laminin)-332과 콜라겐, 세포 사이에서 지지대 역할을 해주는 단백질인 인테그린(integrin)을 만드는 데 관여한다.

 

결국 이 유전자에 문제가 생기면 피부 표피층 아래 기저막과 기저표면사이 결합부위인 헤미데스모좀(hemidesmosome)이 제대로 발달하지 않거나 아예 없는 상황이 된다. 이 때문에 피부가 아주 연약하고, 미세한 자극에도 쉽게 상처가 나거나 물집이 생기는 것이 특징이다. JEB는 따로 치료법이 없으며, 이 병을 앓는 환자의 40%가 사춘기가 되기 전에 죽는 것으로 알려져 있다.

 

지난 2015년 5월 독일 루르대 병원을 찾은 아이(당시 만 7살) 역시 마찬가지였다. 팔과 등, 옆구리 등의 신체부위에 태어나면서부터 물집이 잡혔었고, 루르대 병원에 왔을 때는 황색포도상구균과 녹농균에 의한 미생물 감염까지 겹쳐 상태가 안 좋았다.

 

● 몸전체 피부의 80% 면적 ... 유전자변환 줄기세포 이식 성공

 

환자의 유전자를 확인한 결과 LAMB3 유전자에서 돌연변이가 확인됐다. 연구팀은 가족 동의와 규제당국에 허락을 구한 뒤, 유전자 치료를 하기로 결정했다. 2015년 9월 사타구니 왼쪽에 물집이 없던 부위(약 4cm2)에서 얻은 세포의 돌연변이유전자를 정상으로 바꾸는 작업을 우선적으로 진행했다. 정상유전자를 넣기 위해 바이러스를 운반체로 사용했다.  

 

유전자를 바꾼 환자의 상피 줄기세포를 배양해 키웠고, 2015년 10월부터 2달 동안 환자의 피부 면적의 80%에 달하는 약 0.85m2의 몸 부위에 줄기 세포를 이식하는 수술을 진행했다.

 

환자의 몸중 빨간색영역은 피부가 벗겨진 곳이며, 초록색 영역은 물집이 잡힌 곳으로 JEB로 망가진 피부가 몸전체의 80%에 달했다. - Ruhr University 제공
환자의 몸 중 빨간색 영역은 피부가 벗겨진 곳이며, 초록색 영역은 물집이 잡힌 곳으로 JEB로 망가진 피부가 몸 전체 피부 표면의 80%에 달했다. - Ruhr University 제공 

상피세포가 재생하는 데 걸리는 기간인 20개월이다. 수술뒤 상피세포의 재생기간보다 긴 21개월동안 물집도 잡히지 않는 등 정상 상태가 유지됐다. 히르치 교수는 논문에서 “2016년 2월 퇴원한 후 별다른 이상을 호소하지 않는 것으로 보아 일상 환경에서도 큰 문제가 없었던 것”이라며 “이식 후 4개월과 8개월, 21개월 경과했을 때, 세포를 채취해 검사한 결과 기능적인 측면에도 문제가 없었다”고 말했다. 이식한 줄기세포가 정상인의 것처럼 모든 기능을 갖춘 상피세포를 만드는 것을 확인한 것이다.

 

하지만 논쟁의 여지는 있다. 히르치 교수는 “30년간 임상과 실험을 통해 상피세포 배양과 이식 기술을 연구했지만 성공률이 높지 않다”며 “거부반응이나 감염 등에 문제없이 안정적인 생착 성공률을 달성해야 이를 상용화 시킬 수 있을 것”이라고 지적했다.

 

그는 이어 “JEB를 포함해 (전 세계적으로) 희귀 피부병을 앓는 사람은 약 50만 명”이라며 “윤리적, 사회적인 합의 문제가 남아있지만 달리 치료할 방법이 없는 환자에게 이번 연구가 청사진을 제시할 것”이라고 덧붙였다.

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