요약:
8월 26일 쓰촨성 청두에서 제2회 아시아 이종이식 컨퍼런스가 막을 내렸습니다. 중국, 미국, 한국, 일본 및 기타 국가에서 약 150명의 전문가와 학자들이 면역거부반응, 유전자 편집, 임상 번역 등 주요 문제에 대해 논의했습니다.
"이종이식 분야에서는 중국이 세계 1위가 되어야 합니다."
회의 공동 의장이자 Chengdu Zhongke Aoge Biotechnology Co., Ltd.(이하 "Zhongke Aoge") 회장인 Pan Dengke는 이렇게 말했습니다.
올해 3월, 중국과학원 학자인 도우커펑(Dou Kefeng)은 공군 의과대학 시징병원 팀을 이끌고
"종간 장기 이식의 장벽을 허물기 위한 돼지 간 이식"에 대한 연구를 수행했습니다. 이 연구는 2025년 "중국 과학의 10대 발전" 중 하나로 선정되었습니다. 이 연구는 돼지 간을 인간에게 이식하는 데 최초로 중요한 임상적 돌파구를 달성했습니다.
두커펑(Dou Kefeng) 학자와 시징병원 타오카이샨(Tao Kaishan) 교수가 수술을 집도했습니다.
이러한 발전 이면에는 암울한 현실이 있습니다. 우리나라에서는 매년 약 30만 명의 말기 간부전 환자가 간 이식이 시급한 상황에 처해 있지만, 적절한 간 공급원을 기다리는 사람은 약 1만 명에 불과합니다. 130만 명 이상의 신장 질환 환자가 투석을 필요로 하며, 이들 중 대다수는 평생 동안 적합한 신장을 기다릴 수 없습니다.
이종유전자 이식은 장기 부족 문제를 해결할 수 있는 새로운 문을 열었습니다.
점진적으로 완전한 기술 체인 구축
이종이식이란 동물의 장기를 인체에 이식하는 최첨단 의료기술을 말한다. 이 길은 처음부터 계속해서 좌절을 동반했습니다.
이종 이식에 대한 최초의 임상 시도는 지난 세기로 거슬러 올라갑니다.
1964년 미국 의사 키스(Keith)는 신부전증 환자에게 침팬지의 신장을 이식했습니다. 환자는 수술 후 교사로 복귀했으나 갑작스러운 전해질 불균형으로 9개월간 생존했다. 1984년 미국 의사 베일리는 선천성 심장병을 앓고 있는 여자 아기에게 개코원숭이의 심장을 이식했습니다. 아기는 수술 후 16일째 심근손상을 입었지만 21일 동안 생존했다. 1992년 미국 의사 스테이저(Stazer)는 전격성 간부전 환자에게 개코원숭이의 간을 이식하려고 시도했습니다. 환자는 결국 70일 동안 생존했으나 복합감염으로 사망했다.당시 과학자들은 침팬지, 개코원숭이 및 기타 영장류에 희망을 걸었습니다. 그들은 인간과 가장 가까운 친척이고 가장 가까운 기관 기능을 가지고 있습니다. 그러나 연이은 초기 임상시험의 실패와 영장류의 윤리적 논란, 대규모 사육의 어려움, 인수공통전염병의 위험성 등 현실적 문제가 맞물리면서 이 길은 점점 더 좁아지고 있다.
Pan Dengke는 20년 넘게 이종이식 기증 돼지 분야에 깊이 관여해 왔습니다. 그는 기자들에게 이렇게 말했습니다. "영장류와 인간은 너무 밀접하게 연관되어 있지만 내인성 바이러스의 교차 감염 위험이 높습니다. 이것이 학계가 마침내 침팬지와 개코원숭이를 기증자로 포기한 이유 중 하나입니다."
DPF 의료기증돼지사육센터의 의료돼지.
이후 과학자들은 돼지를 표적으로 삼았습니다. 장기의 크기가 인간과 비슷하고 번식이 빠르고 병원균의 종간 전염 위험이 낮은 이 동물은 이종 발생 장기의 최고의 공급원으로 국제적으로 인정받고 있습니다.
2002년 세계 최초의 핵심 이종 항원 녹아웃(GTKO) 유전자 편집 돼지가 탄생했고, 과학자들은 마침내 초급성 거부반응을 극복할 수 있는 열쇠를 발견했습니다.
그러나 기술적 혁신은 임상적 혁신과 같지 않습니다.
유전자 편집 돼지의 장기를 인간에게 안전하게 이식하려면 면역 거부, 응고 장애, 바이러스 감염 등 일련의 질문에 답해야 합니다.
이러한 질문에 대한 답은 동물실험의 시행착오를 거듭하면서 점차적으로 접근할 수 있습니다.우리나라 과학 연구팀은 지난 세기말부터 고된 노력을 시작했습니다.
화중과기대학교 통지병원 장기이식연구소 천강 교수팀은 1999년부터 이종이식 연구에 참여해 왔다. 2019년 연구팀은 새로운 유형의 유전자 편집 돼지를 이용해 실험을 재개했지만 장기 이식 신장의 한 달 생존이라는 병목 현상을 극복하지 못했다. "우리는 너무 많은 실패를 경험했습니다." 천강은 솔직하게 말했다. 팀이 핵심 요점을 정확히 찾아낼 수 있었던 것은 수많은 실패였습니다. 그들은 전통적으로 사육된 가축 돼지가 일반적으로 돼지 거대세포 바이러스를 보유한다는 것을 발견했습니다. 돼지에서는 바이러스가 아무런 증상을 일으키지 않지만, 일단 장기이식을 통해 인체에 들어오면 마치 화약통 옆에서 성냥을 켜는 것처럼 거부반응을 크게 가속화시킨다. 이 핵심 발견은 교착상태를 깨는 열쇠가 됐다. 연구팀은 즉시 거대세포바이러스 음성 유전자 편집 돼지를 개발해 감염원으로부터의 위험을 차단했다.
2025년 11월 Chen Gang 팀은 유전자 편집된 돼지 신장이 원숭이에서 잘 기능하고 1년 이상 생존했다고 발표했습니다.
화중과학기술대학교 통지의과대학 통지병원 장기이식연구소 첸 강 교수(오른쪽에서 첫 번째) 팀.
신장 이식에 여전히 '대체'로 투석이 있고 환자가 신장 공급을 기다릴 수 없더라도 투석에 의존하여 생명을 유지할 수 있다면 간 이식에는 후퇴가 거의 없습니다. "간은 신진대사, 해독, 단백질 합성, 담즙분비 등 수백 가지 기능을 담당하는 곳입니다. 인체의 당연한 '화학 공장'입니다." 시징병원 간담도, 췌장, 비장외과 과장 왕린(Wang Lin)이 설명했다. 이 때문에
이종 간 이식은 이식 분야에서 '성배'로 인식되고 있으며, 전 세계 연구자들에게도 극복할 수 없는 난제입니다.
Dou Kefeng 팀은 도전에 맞서기로 결정했습니다. 2013년 5월 Xijing 병원에서 Dou Kefeng 팀은 베이징 축산 연구소 및 쓰촨성 실험 동물 연구소와 함께 GTKO 형질전환 돼지의 간 일부를 원숭이에게 이식했습니다. 수술 과정에서 연구팀은 원숭이의 비장을 적출하고 돼지의 간을 비장와(비장와)의 빈 공간에 위치시키는 것이 팀의 독창적인 비장와 보조 간 이식 방법이다.
이 수술의 성공으로 아시아에서 이종 간 이식의 첫 문이 열렸습니다.
그 이후 거의 10년 동안 Dou Kefeng은 단일 장기에서 다중 장기, 간에서 심장, 신장, 각막 및 뼈에 이르기까지 팀을 이끌면서 반복적으로 연습하고 지속적으로 개선해 왔습니다. 2024년 3월, 그들은 획기적인 돌파구를 마련하고 6개 유전자 편집 돼지의 간을 뇌사 환자에게 성공적으로 이식했습니다. 이 특별한 간은 인체에서 10일 동안 정상적으로 작동하여 뚜렷한 면역 거부 없이 담즙을 분비하고 단백질을 합성했습니다.
원숭이에서 인간에 이르기까지 이 단계는 매우 중요합니다.10년 넘게
우리나라의 여러 핵심 팀은 서로를 보완하기 위해 별도로 작업해 왔으며 점차 완전한 이종 이식 기술 체인을 구축해 왔습니다.
수술 혁신부터 바이러스 제거까지, 기증자 육종부터 임상적 전환까지, 중국의 이종 이식 직소 퍼즐이 하나씩 맞춰지고 있으며 완전한 그림이 천천히 펼쳐지고 있습니다.'만들 수 있음'에서 '유용함'까지 갈 길이 아직 멀다
2025년에 접어들면서 중국의 이종이식 분야에서 획기적인 발전 속도가 크게 빨라졌습니다. 현재 심장, 신장, 간, 폐의 4대 장기를 포함하는 돼지의 대형 장기에 대한 인간 이식 사례가 전 세계적으로 20건 이상 완료되었습니다. 중국과 미국의 연구 수준은 세계 최고 수준이다.
지난해 3월, Dou Kefeng 팀은 유전자 편집 돼지 신장을 말기 신장 질환을 앓고 있는 69세 환자에게 이식했습니다. 이는 아시아 최초의 생체 기증자 이종 발생 신장 이식이자 세계에서는 5번째입니다. 11월까지 261일 동안 작업한 뒤 돼지 신장을 적출해 인체 내에서 생존한 돼지 신장 중 세계 두 번째로 긴 기록을 세웠다. 이 돼지 신장은 살아있는 인체에서 "생존"했을 뿐만 아니라 실제로 "작동"했습니다.
같은 해 광저우 의과대학 제1부속병원 팀은 돼지의 왼쪽 폐를 뇌사 환자에게 이식했습니다. 이식된 폐는 9일 동안 환기 및 가스 교환 기능을 유지했는데, 이는 세계 최초의 이종 폐 이식이었습니다.
지속적인 기술 혁신을 통해 우리나라의 임상 요구 사항을 충족하는 완전한 이종 이식 기술 경로가 점차 명확해지고 있습니다.
그러나 '만들 수 있음'에서 '유용함'까지 갈 길이 멀습니다.
이 거리는 세 가지 기술적 문제, 즉 면역 거부, 응고 장애, 종간 감염에 반영됩니다. 한 단계만으로도 전체 작업이 실패하게 됩니다.
면역 거부반응은 이종이식 앞에 놓인 첫 번째 장애물입니다.
인간의 면역 체계는 고도로 경계하는 "군대"와 같습니다. 모든 이물질은 "침입자"로 인식되어 폭력적인 공격을 받게 됩니다. 여러 층의 면역 공격으로 인해 이식된 장기가 몇 분 안에 완전히 괴사될 수 있습니다. 심각한 거부반응을 일으킬 가능성이 가장 높은 돼지 유전자를 유전자 편집을 통해 삭제하더라도 면역 공격을 유발할 수 있는 알려지지 않은 항원이 여전히 많이 존재합니다. 2022년 세계 최초의 유전자 편집 돼지 심장 이식에서는 항체 매개 거부반응이 장기부전의 핵심 원인이었습니다.응고 장애는 극복해야 할 두 번째 장애물입니다.
돼지 장기가 인체에 유입되면 혈전성 미세혈관병증, 소모성 응고병증이 발생해 치명적인 출혈이나 혈전증을 유발한다. 인체에 자연적으로 존재하는 돼지항체항체를 미리 제거하더라도 응고장애의 발생을 완전히 피할 수는 없습니다.종간 바이러스 감염은 오랫동안 안전 문제로 제기되어 왔습니다.
과학 연구계에서는 돼지 게놈에 잠재되어 있는 내인성 레트로바이러스가 이식 후 "활성화"되어 인간에게 전염될 것을 우려해 왔습니다. 현재 두 가지 주류 대응 방법이 있습니다. 하나는 활성 바이러스를 전혀 보유하지 않는 사육 돼지를 선별하여 소스로부터 위험을 제거하는 것입니다. 다른 하나는 유전자 편집 기술을 통해 바이러스 조각을 직접 비활성화하여 감염 능력을 잃게 만드는 것입니다. 목표는 "감염 제로"를 보장하는 것입니다.위 세 가지 난관을 하나씩 극복해 나가더라도 장기 생존율은 아직 알 수 없다.
현재 세계에서 가장 긴 생존 기록은 개월 단위로 측정되는 반면, 임상적 요구는 년 단위로 측정됩니다.
만성 거부반응, 장기 기능 저하 등의 문제는 아직 완전히 해결되지 않았으며 여전히 반복적인 시도와 최적화가 필요합니다.게다가
인지적, 윤리적 어려움도 있습니다.
Dou Kefeng은 이렇게 회상했습니다. "20여 년 전 제가 이종 이식 아이디어를 처음 제안했을 때 동료들은 일반적으로 동의하기 어려웠습니다. 그들은 모두 돼지 간을 인간에게 어떻게 사용할 수 있다고 말했습니까?" 해당 팀이 국가과학연구과제에 지원했을 때 심사 전문가들은 대체적으로 이종이식의 타당성을 인식하지 못하고 연구 목표를 실현할 수 없다고 직설적으로 말했다. "이종이식 연구는 극도로 어렵고, 연구자에게 육체적으로나 정신적으로나 극한의 시험입니다." Dou Kefeng은 일기에 이렇게 썼습니다.
중국과학원 학자 두커펑(Dou Kefeng)이 기자들에게 자신의 일기를 보여주고 있다. 사진: 과학기술일보 왕유한 기자
신장질환 환자의 70~80%가 돼지 신장이식을 받을 의향이 있는 것으로 조사됐지만, 일반 국민의 전체 수용률은 60%에도 미치지 못하는 것으로 조사됐다. 환자의 긴급성과 대중의 망설임 사이에는 상당한 인지적 격차가 있습니다. 과학적 사실과 대중 정서를 어떻게 연결시킬 것인가는 이종 이식이 임상 적용으로 나아가는 과정에서 반드시 직면해야 할 사회적 문제입니다.
시스템과 표준의 단점도 두드러집니다.
현재 국가 관련 부서에서는 이종 이식에 대한 임상 시험을 공식적으로 승인하지 않았습니다. 중국의 모든 이종 이식 수술은 '자비로운 사용'이라는 이름으로만 수행될 수 있으며, 통일된 운영 사양과 기증자 테스트 표준이 부족합니다. Pan Dengke는 "대학, 병원, 생물학적 배양 회사 간의 심층적인 협력을 통해서만 최첨단 기술이 수백만 명의 환자에게 진정한 혜택을 줄 수 있습니다"라고 말했습니다.독립적이고 제어 가능한 혁신 경로를 남겨두세요
많은 어려움에도 불구하고 중국 과학자들은 결코 멈추지 않았습니다. '중국 계획'의 형성은 하루아침에 이루어진 것이 아니라 기증자 선택, 수술 절차, 면역 조절, 전환 치료 및 기타 측면에서 기술적 혁신을 통해 층층이 구축된 체계적인 프로젝트였습니다.
우리나라에서는 기증돼지의 선별과 사육에 있어 유럽이나 미국과는 다른 현지화된 경로를 택해왔습니다.
대형 백돈은 성숙한 축산업 시스템과 초기 기술 경로에 대한 의존성으로 인해 외국에서 기증자로 흔히 사용됩니다. 그러나 장기 크기를 제어하려면 추가 성장 유전자를 편집해야 한다는 대가가 따릅니다. 우리나라에서 미니돼지를 광범위하게 사용하는 것은 "현지 상황에 맞는 조치"를 기반으로 합니다. 즉, 중국 고유의 미니돼지 자원을 사용하여 장기 크기 일치 문제를 자연스럽게 해결하는 것입니다. 또한 근친교배에 대한 저항성, PERV-C 음성, sLAIR-1의 낮은 발현 등 여러 가지 장점이 있어 유전자 편집이 면역 거부 및 차단방역과 같은 보다 핵심적인 측면에 집중할 수 있습니다. Pan Dengke는 "우리나라에서 사육되는 6개 유전자 편집 바마 돼지도 자연 사육이 가능해 안정적인 대량 생산을 달성하고 사육 비용을 크게 절감할 수 있다"고 말했습니다.
DPF 의료기증돼지 사육센터.
Pan Dengke가 소개한
사료의 품질을 보장하기 위해 사료 밀도 및 병원성 미생물 제어에 대한 매우 엄격한 기준이 있습니다.
기준을 충족한 유전자편집 돼지는 초청정 DPF(지정병원체) 의료기증돼지 사육센터에 입소해 사료공급 및 관찰을 하게 된다. "DPF 환경은 엄격한 기준을 가지고 있습니다.의료용 돼지는 초청정 환경에서 사육됩니다. 공기와 식수는 여과 및 정화되어야 하며, 사료는 국제 기준에 따라 방사선 조사를 받아야 합니다."
Pandenko는 이것이 기증 돼지가 공장을 떠날 때 거부나 감염을 일으킬 수 있는 숨겨진 위험을 갖고 있지 않도록 하기 위한 것이라고 말했습니다.수술 절차 측면에서 광시 의과대학 제2 부속 병원의 Dou Kefeng 팀과 Sun Xuyong 팀이 진행한 두 세트의 독창적인 절차는 각각 간 이식과 다장기 이식의 핵심 문제점을 극복했습니다. 전자는 환자의 자가 간을 보존하는 최초의 보조 간 이식으로, 이식된 돼지 간의 혈류 공급을 완벽하게 보장하고 수술 위험을 줄인다. 후자는 단 하나의 상처로 간과 양측 신장의 현장 이식을 동시에 완료할 수 있는 단일 절개 결합 이식 기술을 독립적으로 개발하여 다장기 이식의 복잡한 과정을 크게 단순화합니다.
화중과학기술대학 통지의과대학 부속 통지병원 장기이식연구소 천강 교수(오른쪽에서 첫 번째)와 그의 팀이 수술을 집도하고 있다.
수술 후 면역거부반응이라는 가장 큰 문제에 대응하기 위해 도우케펑 연구팀은 면역 공격 억제와 수술 후 감염 예방 사이의 균형을 찾아 보체 활성화, 세포 및 체액성 다중 면역 반응을 동시에 조절하고 표준화된 수술 후 모니터링 프로세스를 구성했다. Chen Gang 팀은 개인화되고 정확한 약물 전달을 달성하기 위해 다른 접근 방식을 취하고 실시간 생체 내 약물 농도 모니터링 기술을 개척했습니다. 예를 들어
전자는 대부분의 환자에게 적합한 일련의 "표준 답변"을 제공합니다. 후자는 각 환자의 특정 상황에 맞는 "맞춤형 계획"을 제공합니다.
이 둘은 서로를 보완하며 함께 수술 후 관리를 위한 완전한 도구 상자를 형성합니다.또한 Dou Kefeng 팀은 매우 미래 지향적인 전환 치료 경로도 모색했습니다. 올해 2월 연구팀은 유전자 편집 돼지 간의 체외 관류 치료를 실시했다. 간부전 환자의 혈액을 체외로 빼낸 후 체외 편집 돼지 간을 통해 흘려보내 독소 대사를 완료함으로써 환자의 손상된 간이 점차 회복되도록 돕는다. 이 접근법은 수술이나 평생 면역억제제가 필요하지 않으며 환자에게 귀중한 시간을 벌어줍니다.
위의 축적을 바탕으로 Wang Lin은 이종 이식의 임상적 변형이 여러 단계로 촉진될 것이라고 믿습니다.
피부 이종 이식은 성숙하게 적용되었으며 신장 이식은 광범위한 발전 전망을 가지고 있습니다. 덜 침습적이고 응급 치료에 적합한 체외 관류는 간 질환 분야에서 가장 널리 사용되는 적용 방향이 될 수 있습니다.
Chen Gang 박사는 임상 수요 분석을 바탕으로 "이종 이식 장기는 1년 동안 안정적으로 생존해야 대중화될 수 있습니다. 향후 평균 생존 기간이 3년에 도달하면 이종 이식이 일상적인 치료 옵션이 될 수 있습니다"라고 말했습니다.
시징병원 왕린 교수(오른쪽에서 두 번째)가 자유수용체 복부 대동맥 및 하대정맥 수술을 집도하고 있다.
지원 시스템 사양도 동시에 개선되고 있습니다. 올해 5월 1일, '신생명의학기술의 임상연구 관리 및 임상적 전환 적용에 관한 규정'이 공식적으로 시행되었고, 그에 따른 '이종장기신기술에 관한 임상연구 등록 지침'도 동시에 시행되었다. 이는 이종이식 전체 과정을 포괄하는 중국 최초의 국가 규정입니다. 이는 기증자 돼지 선별, 이식 제품 품질 관리 및 임상 연구 운영을 위한 전체 표준 세트와 같은 핵심 요구 사항을 명확하게 설명하여 업계 감독의 오랜 격차를 해소합니다.
규정의 시행은 이종 이식이 공식적으로 '과학적 연구 및 탐구'에서 '규칙 및 규정'의 새로운 단계로 진입했음을 의미합니다.
미래에 대비해 이 기술을 어떻게 더 잘 개발할 수 있나요?
Dou Kefeng은 국가가 전략적 수준에서 더 많은 관심을 기울이고, 연구 플랫폼 구축에 있어 우세한 단위를 지원하고, 다중 유전자 편집, 면역 내성 유도, 장기 장기 보존과 같은 핵심 기술에 집중하기를 희망한다고 제안했습니다. 감독 측면에서는 유전자 편집, 육종, 운송, 이식 및 후속 조치에 이르는 전체 과정의 추적성 관리를 실현하기 위해 부서 간 조정 메커니즘을 구축합니다. 임상 홍보 전략 측면에서는 돼지 간을 이용해 급성 간부전 환자의 생명을 인간 장기가 발견될 때까지 유지하거나 기증자를 즉시 구할 수 없는 환자가 위험 기간 동안 생존할 수 있도록 돕는 '가교 치료' 시나리오의 돌파구가 우선시된다. 이를 통해 경험을 축적하고 초기 위험을 줄일 수 있습니다. 동시에 이종 각막, 피부, 췌도 및 기타 저면역성 조직 이식도 동시에 추진하여 다양한 의학적 요구를 충족할 수 있습니다.
개발을 표준화하기 위해 쑨원대학교 제1부속병원 신장 이식부장이자 중국 의학 및 생명공학 협회 이식 기술 분과 회장인 Wang Changxi는 다음과 같이 제안했습니다. 종간 감염 위험이 있습니다."
이종이식까지 가는 길은 얼마나 됩니까? 누구도 명확한 답을 줄 수 없습니다. 그러나 수년간 국내 과학 연구자들은 면역, 응고, 이종 바이러스, 유전자 편집 기술 등 여러 문제를 극복하기 위해 반복적으로 시도하고 실수를 저질러 이종 이식에 대한 완전히 독립적이고 제어 가능한 '중국 솔루션'을 구축했습니다. 앞으로는 더 많은 발전이 있을 것입니다.
"돼지의 간, 심장, 신장, 피부, 뼈, 근육, 각막 등은 모두 인간의 의학적 치료에 큰 기여를 할 수 있습니다. 그러나 이를 위해서는 더 심층적인 연구가 필요합니다." Dou Kefeng이 말했습니다.
이종 이식의 궁극적인 목표는 기적을 만드는 것이 아니라 장기 이식을 기다리는 모든 환자에게 살아갈 기회를 주는 것입니다.
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