이종 이식: 돼지는 장기 이식의 미래입니까?

장기이식의 한계는 그 어느 때보다 더 크게 다가왔습니다. 유전자 조작 돼지에서 채취한 최초의 장기가 사람에게 이식되어 최초의 돼지 심장을 이식받은 사람이 2개월 동안 생존할 수 있었습니다.

그렇다면 전세계적인 부족을 해결하기 위해 무한한 장기 공급을 위해 돼지를 사용하는 것에 얼마나 근접한 것일까?

수술실에 침묵이 내려앉고 거의 실제 병실에 있을 때까지 긴장이 고조됩니다.

외과의사들이 돼지의 신장을 인체에 연결했습니다. 클램프가 풀렸고 이제 인간의 혈액이 돼지 장기로 흘러 들어갑니다.

"당신은 핀이 떨어지는 소리를 들었을 수 있습니다."라고 이식 외과의 Dr Jayme Lock은 말합니다.

성공 또는 실패는 순간에 결정되며 이제 모든 사람의 마음에는 "분홍색입니까, 검은 색입니까?"라는 단 하나의 질문만 있습니다.

시체가 외부 장기에 대한 끔찍한 공격을 가하면 돼지 조직의 모든 세포에 구멍이 찢어지고 장기가 내부에서 밖으로 응고됩니다. 얼룩이 졌다가 파란색으로 바뀌고 몇 분 안에 완전히 검은색으로 바뀝니다.

"초급성 거부 반응"을 피하면 장기는 혈액과 산소의 흐름으로 인해 분홍색으로 붉어집니다.

미국 버밍엄에 있는 앨라배마 대학교의 로크 박사는 "아름답고 분홍색으로 변했습니다. 안도감, 기쁨, 희망이 방을 가득 채웠습니다. 우리도 하이파이브를 했을 것"이라고 말했습니다. .

이 수술은 이종이식 분야에 새로운 관심을 불러일으킨 일련의 의학적 돌파구 중 하나일 뿐입니다.

버밍엄 앨라배마 대학의 외과 팀.

인간의 몸에 동물의 장기를 사용 하는 것은 오래된 생각이며 "생명을 위한 열정" 침팬지 고환 이식에서부터 영장류 친척에게서 채취한 대체 신장과 심장에 이르기까지 다양합니다. 후자는 종종 나중에 곧 죽음으로 끝났습니다. 문제는 우리의 면역 체계가 이식된 장기를 감염과 공격처럼 취급한다는 것입니다.

요즘 초점은 돼지의 장기가 대략 적당한 크기이고 우리는 수세기 동안 돼지를 사육한 경험이 있기 때문입니다.

그러나 장기를 검은색이 아닌 분홍색으로 유지하는 초급성 거부 반응의 문제는 동일합니다. 농장에 갑자기 내려와서 돼지를 선택하고 장기를 이식할 수는 없습니다. 돼지의 DNA를 변경하여 장기가 우리 면역 체계와 더 잘 맞도록 유전 공학에서 엄청난 발전을 이루었습니다.

최근의 신장 및 심장 이식은 특별히 설계된 "10개 유전자 돼지"에서 장기를 가져왔습니다.

기증된 장기가 인간 성장 호르몬에 반응하여 통제 불능 상태로 자라는 것을 방지하는 유전적 변형이 하나 있습니다.

또 다른 주요 변경 사항은 알파-갈(alpha-Gal)이라고 하는 당 분자를 제거하는 것으로 돼지 세포의 표면에 달라붙어 조직이 절대적으로 외계인임을 표시하는 거대한 번쩍이는 네온 사인처럼 작용합니다.

보체 시스템이라고 하는 면역계의 날개는 알파-갈을 찾기 위해 끊임없이 몸을 순찰합니다. 이것이 장기가 이식된 직후 거부되고 살해될 수 있는 이유입니다.

다른 2개의 "네온 사인"은 유전적으로 제거되고 6명의 인간이 추가되어 면역 체계로부터 돼지 세포를 숨기는 데 도움이 되는 위장 그물처럼 돼지 세포를 덮는 역할을 합니다.

그 결과 생성된 10개 유전자 돼지는 이식에 적합하도록 멸균 조건에서 사육됩니다.

신장과 심장

돼지 신장 한 쌍은 2021년 9월 Jim Parsons의 뇌사체에 이식되었습니다.

그는 죽었을 때 장기 기증자가 되고 싶었고 신장이 기증되었을 때 가족의 허락을 받아 그 자리에 돼지 신장을 이식했습니다.

로크 박사는 신장 중 하나가 소변을 "놀라울 정도로" 만들기 시작한 순간을 설명하고 이종 이식이 "사람들의 삶을 정말로 변화시키고 무뚝뚝하게 말해서 그들의 생명을 구할 수 있다"고 느낍니다. 그녀는 올해 말 임상 시험을 시작할 예정입니다.

Jim Parsons의 가족은 돼지의 신장을 그의 몸에 이식하는 것을 허가했습니다.

그 수술은 3일 동안의 실험이었지만, 그 사이에 메릴랜드 대학 의료 센터의 외과의들은 한 걸음 더 나아가려 하고 있었습니다.

그들의 환자인 David Bennett(57세)는 심각한 심부전을 앓고 있었습니다. 그는 인간의 심장 이식에 적합하지 않은 것으로 간주되었으며 심장과 폐를 지원하는 Ecmo 기계에 의해 살아 남았습니다.

Bennett 씨는 돼지 심장을 갖는 것을 "어둠 속에서 쏘는 것"으로 묘사했습니다.

10개 유전자를 가진 돼지는 병원으로 옮겨져 1월 7일에 David Bennett의 가슴에 심장이 놓였습니다. Bennett 씨의 병든 심장이 부어올랐기 때문에 수술이 까다로웠기 때문에 혈관을 작은 돼지 심장에 연결하는 것이 어려웠습니다.

또 심장이 빨리 거절당할까 봐 긴장되는 순간이 있었지만 쿵쾅거리며 분홍빛을 머금고 있었다. 병원의 심장 이종이식 책임자인 무하마드 모히우딘(Muhammad Mohiuddin) 박사는 "내 평생" 이런 일을 목격하게 될 줄은 몰랐다고 말했다.

수술 1개월 기념일에 내가 그에게 말했을 때 그는 장기가 거부된 흔적이 없다고 말했지만 베넷 씨는 여전히 허약했습니다.

"우리는 1960년대 자동차에 새로운 페라리 엔진을 장착했습니다. 엔진은 훌륭하게 작동하지만 차체의 나머지 부분은 조정해야 합니다."라고 그는 말했습니다.

볼티모어에서 최초의 돼지 심장 이식 수술

그러나 Bennett 씨는 이식 2개월 후에 사망했습니다. 원인, 따라서 이종이식에 대한 의미는 여전히 불확실합니다.

Bennett 씨는 수술 전에 매우 허약했고 새로운 심장으로도 충분하지 않았을 수 있습니다.

장기 거부의 징후는 보고되지 않았지만 심장에 대한 자세한 분석에서 면역 체계가 심장을 공격하는 징후가 나타나면 10개 유전자 돼지가 장기를 인체에 적합하게 만들기 위해 추가 수정이 필요할 수 있습니다.

또는 해부학에 따라 달라질 수 있으며 돼지 심장은 인체의 일에 맞지 않을 수 있습니다. 네 발이 아닌 두 발로 걷기 때문에 우리의 심장은 중력과 싸우기 위해 돼지보다 훨씬 더 열심히 일해야 합니다.

노팅엄 대학의 줄기 세포 생물학 교수인 크리스 데닝은 초급성 거부 반응을 극복하면 심장 이식이 "성공"으로 간주될 것이라고 말했다. 그는 문제가 허약한 경우 이종이식이 "미래에 성공할 수 있지만" 해부학적으로 관련이 있을 경우 "잠재적으로 쇼 스토퍼(show-stopper)"가 될 수 있다고 말했습니다.

병원은 임상시험을 계속할 계획이다.

외과의사 Bartley P Griffith가 1월에 David Bennett와 함께 찍은 사진

영국에서 가장 저명한 이식 외과 의사 중 한 명인 John Wallwork 교수에 따르면 돼지의 심장이 인간의 심장만큼 좋을 필요는 없다고 합니다. 많은 사람들이 이식을 기다리다가 사망합니다.

세계 최초의 심장-폐-간 이식을 시행하고 이종이식의 초기 개척자였던 월워크 교수는 100명에게 사람 심장으로 85%의 확률을 제공하는 것보다 1,000명에게 돼지 심장으로 70%의 생존 확률을 주는 것이 더 낫다고 말합니다 .

"따라서 그것이 인간 이식만큼 좋지 않다면 1,000명의 환자를 하지 않는 것보다 더 좋은 일을 한 것입니다."라고 그는 말했습니다.

Xenotransplantation은 항상 이식 의학에서 다음으로 큰 일처럼 느껴졌습니다. 일련의 획기적인 작업이 수행되었다는 것은 의심의 여지가 없지만 더 많은 연구를 통해서만 해당 분야와 그 원대한 꿈이 실현될 수 있는지 여부를 알려줄 것입니다.

로크 박사는 "우리의 목표는 10개 유전자 편집 돼지 한 마리가 신부전 환자, 간부전 환자, 심부전 환자, 말기 폐 질환 환자를 구할 수 있게 하는 것"이라고 덧붙였다.

"그것은 놀라운 성취가 될 것이며 우리가 평생 동안 거기에 있을 것이라고 진심으로 믿습니다."