[이슈플러스] 공상 아닌 현실로 다가온 이종장기이식

[앵커]

다음 달 바이오의약품 심사 기간 단축을 핵심으로 하는 ‘첨단재생바이오법’이 시행됩니다.

그간 연구로만 진행돼 왔던 다양한 바이오의약품과 치료법들이 보다 빨리 시장에 진입할 수 있는 환경이 갖춰지는 것인데요. 

이종장기이식과 줄기세포 등 재생의료를 통해 더 많은 치료 기회가 환자들에게 주어질 수 있을 것으로 기대됩니다.

오늘은 첨생법 시행을 앞두고 이종장기 이식을 오랜 기간 연구해온 강정택 엠젠플러 연구소장으로부터 그동안의 연구 성과와 앞으로 정복할 수 있는 질병은 무엇인지 들어보도록 하겠습니다. 소장님 안녕하십니까

[앵커]

소장님, 우선 장기이식은 흔히 알고 있는 개념이긴 한데, 이종장기이식은 어떤 것을 뜻하는 건가요? 

[강정택 엠젠플러스 연구소장]

수많은 장기부전 환자들의 유일한 치료 대안은 건강한 장기를 이식받는 것입니다. 

그러나 국내 장기이식 대기자는 3만명을 넘어선 반면 이식 건수는 4,600여 건으로 약 15% 정도에 불과한 수준입니다. 이러한 통계에서 알 수 있듯이 지금도 수많은 이식 대기자들이 장기를 이식해줄 공여자를 기다리고 있으며 그 수는 계속해서 증가하고 있습니다. 또한 이식 대기자 분들 중 끝내 이식을 받지 못하고 운명을 달리하는 경우도 많이 있습니다. 

이러한 환자분들에게 동물의 장기를 이용할 수 있는 이종장기 이식은 희망적인 대안이 될 수 있을 것으로 생각하고 있습니다. 

현재 돼지 장기를 이용한 이종장기 이식은 국내외적으로 많은 원숭이 실험에서 그 효과를 확인하고 있습니다. 

저희 엠젠플러스는 우선적으로 이식시 나타날 수 있는 면역거부 반응을 최소화 할 수 있는 돼지 개발을 진행 중이며 일부 면역거부반응 제어 돼지는 관련 외부 연구팀에 장기이식 연구용으로 공급한 바 있습니다. 

이종장기 이식 기술이 보다 발달하게 되면 멀지않은 시점에 돼지 장기를 이용한 임상시험이 가능해질 것으로 생각됩니다.

[앵커]

서로 다른 종의 장기를 이식할 수 있다는 게 놀라운데요. 현재 이종장기 사업은 어느 정도 단계까지 와있다고 보시는지요?

[강정택 엠젠플러스 연구소장]

이미 중국에서는 최근까지 100여건이 넘는 사례를 통해 돼지의 각막을 사람에게 이식하여 시력을 회복하는 등 돼지 각막의 사람 이식이 점차 확대되는 분위기입니다. 

또한 뉴질랜드의 LCT사는 캡슐형태의 돼지췌도를 사람 당뇨환자에게 이식해 당뇨를 치료하는 당뇨치료제를 개발하여 글로벌 임상3상이 진행중에 있어 조만간 돼지췌도이식제가 상용화 될 것으로 예상됩니다. 

해외 유력 연구팀에서는 유전자 교정된 돼지의 심장을 원숭이 몸에 이식해 3년 이상 원숭이를 생존시켰고, 돼지 신장은 1년을 넘게 원숭이 체내에서 기능하고 있습니다. 

돼지를 이용한 바이오장기 생산과 그로 인한 이종장기 산업은 실현불가능한 꿈이 아니라 이제는 실현가능한 현실을 목전에 두고 있는 상황입니다.

[앵커]

돼지 각막으로 시력을 회복했다는 중국 사례를 들어봤는데요. 엠젠플러스의 이종장기이식 연구는 어디에 목표를 두고 계신지요?

[강정택 엠젠플러스 연구소장]

당사의 목표는 돼지의 췌도를 이식하여 당뇨병을 치료하고자 하는 것입니다. 

당뇨병은 현대인에게 가장 위협적인 만성질환으로서 사회적으로 소모되는 비용이 나날이 증가하는 불치병입니다. 췌장이 망가진 당뇨환자들은 매일 꾸준히 인슐린 주사를 투여받으며 힘들게 삶을 영위하고 있습니다. 

당뇨 완치의 핵심은 건강한 췌장을 이식받는 것입니다. 당사에서는 췌장세포인 췌도를 이식제로 개발하고 있으며 췌도의 공급부족을 해결하기 위해 돼지의 췌도를 이용하고 있습니다. 

현재까지 저희가 보유하고 있는 자체 유전자 변형 기술을 이용하여 이식시 나타나는 면역거부반응을 최소화하면서 기능적으로는 사람의 인슐린을 분비하는 돼지를 개발하는데 성공했습니다. 향후 이 돼지를 활용하여 당뇨치료를 위한 췌도이식제로서 시장에 출시하고자 합니다. 

[앵커]

소장님 말씀 듣다 보니 하나 궁금한 것이 있는데요. 보통 사람과 비슷한 동물하면 영장류가 떠오르는데 왜 돼지입니까? 

[강정택 엠젠플러스 연구소장]

일반적으로 인간과 가장 유사한 동물은 원숭이를 비롯한 영장류입니다. 그러나, 영장류를 이용하는 데는 많은 문제점을 가지고 있습니다. 

인간과 매우 유사하기 때문에 인수공통 감염의 위험이 크고 윤리적인 문제가 있으며, 사육이 곤란하고 1년에 1마 리정도 새끼를 낳는 등 낮은 생산성도 문제입니다. 

특히 영장류 유래 인수공통 감염 질환이 심각한 문제인데 대표적으로 AIDS(에이즈)를 들 수가 있습니다. 

반면에 돼지는 해부학적으로나 생리학적으로 인간과 매우 유사하다고 장기의 크기나 형태도 유사하고 무균 사육을 통해 보다 깨끗한 상태를 유지할 수 있습니다. 게다가 돼지는 오랜 시간 가축으로 길러져 왔기 때문에 다른 동물보다 인수공통 감염의 위험성이 적습니다. 이러한 다양한 측면에서 이종장기 이식에 있어서는 돼지가 가장 적합한 동물이라고 알려져 있으며 세계적으로 돼지를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있는 이유입니다.

[앵커]

그렇다면 소장님, 당뇨병 치료를 위한 췌도, 시력 회복을 위한 각막 외에 돼지를 통해 기대되는 분야가 또 있을까요?

[강정택 엠젠플러스 연구소장]

저희가 개발하는 돼지는 당뇨치료를 위한 췌도이식제, 생체진화적 인공각막 뿐만 아니라, 심장, 신장, 간 등 다양한 질환에 적용 가능한 이종장기입니다. 

이종장기산업이 보다 활성화된다면 저희가 생산해내는 바이오의약품의 형태도 매우 다양할 것으로 여겨지며, 이를 통해 극복 불가능이라 여겨지던 불치병, 난치병의 정복도 머지않아 실현될 것으로 생각됩니다.

[앵커]

최근에 새로 특허등록하신 기술이 있더라고요. 이종장기이식 성공 가능성을 한 단계 더 높인 기술로 알고 있는데, 어떤 내용인지 설명부탁드립니다.

[강정택 엠젠플러스 연구소장]

당사는 지난 2020년 5월 26일부로, “듀얼 타겟 단위를 포함하는 생체적합성 세포 모방형 나노 플랫폼을 이용한 이식용 췌도 세포집단 조성물” 이라는 기술을 발명하여 국내특허로 등록하였습니다. 

당사는 인체에 적합한 형태로 유전자 변형된 형질전환 돼지의 췌도를 분리하여 당뇨환자에게 이식하는 당뇨치료용 돼지췌도 세포제를 개발중에 있습니다. 

특허기술은 이식 전에 돼지췌도의 겉면을 나노입자를 활용해 방어막을 씌우는 췌도피막화 공정입니다. 본 발명은 자체 기술력을 바탕으로 췌도 바깥면에 나노입자로 구성된 방어슈트를 씌우는 기술에 대한 특허로서, 유전자 변형을 통한 1차 방어막과 나노입자 방어슈트를 씌우는 2차 방어막을 통해 환자에게 이식시 면역거부반응을 최소화하여 치료제로서의 효과를 극대화하는 성과를 획득할 수 있게 됩니다.

[앵커]

엠젠플러스는 사람의 인슐린을 분비하는 복제돼지를 생산한 것으로 이름을 알렸는데요. 이미 개발한 복제돼지에 이어 이번 특허 기술은 또 어떤 의미가 있을까요?

[강정택 엠젠플러스 연구소장]

돼지와 사람간의 종간 특이성 때문에 이식시 나타나는 면역거부반응은 필연적인 과정입니다. 

치료제로서의 효과를 극대화하기 위해서는 이러한 면역거부반응을 최소화해야 하는데 유전자변형된 돼지의 췌도를 사용함으로써 일부 면역거부반응을 억제할 수는 있지만, 완벽하게 거부반응을 막기는 역부족입니다. 

저희는 유전자 변형된 돼지의 췌도를 사용함과 동시에 분리된 췌도 겉면을 생체적합한 나노입자를 둘러싸는 방어슈트 전략을 통해 이식시 나타나는 면역거부반응을 완벽하게 제어하고자 합니다. 이러한 방어전략은 한번의 이식으로도 장기간 당뇨환자의 혈당을 조절하고 추가적인 인슐린 투여나 합병증 발병 없이 당뇨를 완치하는 최적의 효과를 가져다 줄 것으로 예상합니다. 

[앵커]

연구 개발에서 지속적으로 성과를 내고 계신데, 새로운 분야다 보니 그간 관련 법이 없어 어려움이 있었던 것으로 알고 있습니다. 마침 다음 달 첨생법이 시행되면서 막혀있던 문제들이 좀 풀릴 것으로 기대되는데 어떻습니까? 

[강정택 엠젠플러스 연구소장]

현재 전 세계적으로 이종장기를 포함한 다양한 바이오 의약품에 대한 규제가 완화되고 있는 분위기입니다. 

가까운 일본의 경우도 유도만능줄기세포를 이용하여 인간의 세포를 가진 동물을 생산하는 것을 조건부로 허용했고, 중국의 경우 돼지의 각막에 대한 상업적 판매가 허용되어 실제 각막 이식이 활발하게 이루어지고 있습니다. 

주변국가들의 이런 움직임 뿐만 아니라 국내에서도 바이오 의약품에 대한 규제 완화의 요구가 커지고 있습니다. 이러한 흐름은 지난 8월 국회를 통과하여 다가오는 8월에 시행되는 이른바 첨생법이 중요한 역할을 할 것으로 생각하고 있습니다. 

저희는 첨생법 시행과 발맞추어 돼지췌도 이식제 및 인공각막의 전임상 및 임상시험의 진행에 몰두하여 가급적 이른 시기에 치료제 개발을 완료할 예정입니다. 이와 더불어 돼지사육 및 대량공급을 위한 대규모 생산시설도 완비할 예정입니다. 

이미 2018년부터 삼성서울병원의 장기이식센터와 연구협력체계를 구축하고 이종이식과 관련된 전임상 시험을 진행해오고 있습니다. 더불어 자체적으로 기술력을 보다 완비하고 보완하여 이종장기 산업의 선도주자가 되고자 노력할 것입니다. 

[앵커]

삼성병원과 함께 진행하는 시험에 대해 구체적으로 더 들어볼 수 있을까요?

[강정택 엠젠플러스 연구소장]

삼성서울병원 장기이식센터와는 이종이식에 관련한 전반적인 연구를 함께 진행하고 있습니다. 

우선은 저희가 개발하는 돼지 췌도 및 각막 이식과 관련한 협력 연구들을 진행 중이며 원숭이를 이용한 전임상 시험에 착수해 저희가 개발한 돼지의 췌도와 각막을 원숭이에게 이식하여 반응을 살피고 있습니다. 이식결과는 조만간 도출될 것으로 기대하고 있습니다. 

당사에서는 원숭이를 이용한 전임상 결과를 우선 도출하고 이를 기반으로 임상시험에 진입하고자 합니다.

[앵커]

국책연구과제도 맡고 계세요. 어떤 연구를 하고 계신지 소개부탁드립니다.

[강정택 엠젠플러스 연구소장]

저희 회사는 지난 2020년 4월 29일부로, “아프리카돼지열병(ASF) 신속 분자진단법 효율성 향상”이라는 과제명으로 농림축산식품부의 가축질병대응기술개발사업의 연구사업자로 선정되어 2년에 걸쳐 총 7억원의 연구사업비를 투여해 연구개발을 진행하게 되었습니다. 

이번 연구는 작년에 국내에 발생하여 양돈업계에 막대한 피해를 끼친 1종 법정가축전염병인 아프리카돼지열병을 자체 기술을 바탕으로 현장에서 신속하게 진단해내는 최신 진단법을 개발해내는 연구로서, 본 연구를 통해 개발된 진단법을 접목시켜 아프리카돼지열병 진단 키트를 제작할 예정이며 이를 통해 재난형 동물감염병인 아프리카돼지열병의 조기진단 및 적극적인 초기 예방을 꾀하고자 하는 연구입니다. 

[앵커]

이종장기용 돼지 개발 뿐만 아니라 인간 질병 모델 돼지도 개발 중인 것으로 알고 있습니다. 인간 질병 모델 돼지는 어떠한 돼지가 탄생하는 건가요?

[강정택 엠젠플러스 연구소장]

인간 질병모델 동물은 질병치료제 개발에 있어서 매우 중요한 핵심입니다. 

현재 많은 경우 생쥐를 이용한 동물 모델을 이용하고 있지만, 생쥐의 경우 인간과 매우 다르기 때문에 생쥐를 이용한 동물 모델에서 효과가 있더라도 실제 임상 시험에서 실패할 확률이 매우 높습니다. 

돼지의 경우 개체 크기, 해부학적, 생리학적 특성 등이 인간과 유사하기 때문에 돼지를 이용한 인간 질병 모델을 개발하면 치료제 개발 및 발병 기전 규명에 있어서 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 생각하고 있습니다. 

따라서 인간이 가진 질병을 유사하게 나타낼 수 있는 돼지 개발하여 치료제를 개발하는 국내외 제약업체나 발병 기전을 연구하는 대학 등에 제공할 수 있을 것으로 생각하고 있습니다.

[앵커]

소장님, 끝으로 하고 계신 연구의 최종 목표와, 또 바이오 기업으로서 엠젠플러스의 지향점에 대해 말씀 부탁드립니다.

[강정택 엠젠플러스 연구소장]

돼지의 장기를 사람몸에 이식한다는 것은 불과 몇 년전까지만 해도 일부 허황된 애기 일수 있고 실현 불가능한 애기라고 치부될 수 있었습니다. 

하지만 놀랄만한 과학기술의 발전은 점차 저희의 목표가 단순히 공상이 아니라 현실임이 드러나고 있습니다. 저희가 꿈꾸는 미래에는 오히려 예전에는 사람의 장기를 이식받는 시절이 있었다고 얘기할 만큼 돼지장기 이식이 현실화되어 많은 고통받는 환자들에게 건강한 삶을 드리는 것입니다. 

저희 엠젠플러스의 지향점은 오로지 사람에 가치를 두고 있습니다. 건강한 삶을 영위하는 것이야말로 인간 존중의 1순위죠. 우리 인류가 100세 시대를 건강하게 살아갈 수 있는 날을 실현시키기 위해서 10년을 넘게 달려왔습니다. 이제 그 결과를 보여드리겠습니다. 

엠젠플러스만의 독보적인 기술로 국내는 물론 중국, 동남아시아를 넘어 전 세계에서 이종장기이식을 통한 획기적인 치료법 및 신약개발의 중심이 되고자 합니다. 지켜봐주십시오. 감사합니다.