생명의 끈, 탯줄의 선물 제대혈

(1) 생명의 끈, 탯줄의 선물 제대혈

탯줄은 한 생명을 만들기 위해 엄마가 영양분을 공급해주는 소중한 통로지만, 출산 후에는 버려지고 있답니다. 하지만 최근 탯줄이 하나의 생명을 만드는데 그치지 않고 제2, 제3의 생명을 만들어 낼 수 있다는 사실이 밝혀지면서 귀빈 대접을 받고 있습니다. 왜냐면 '제대혈'이란 것을 품고 있는 것이 바로 이 탯줄과 태반이기 때문입니다.

신생아가 분만되면 산모의 몸 속에는 태반과 탯줄이 남아 있게 되는데, 이것을 바로 '제대'라고 부릅니다. '제대혈'이란 바로 태어날 아기의 탯줄혈액이다.
즉 갓 태어난 신생아의 탯줄과 태반에 있는 혈액을 말합니다.
여기에는 혈액과 면역체계의 근간인 [조혈모세포](Stem Cell)라는 소중한 자원이 들어있습니다. 또한, 연골, 뼈, 근육, 신경 등을 만드는 간엽줄기세포도 포함되어 있습니다.
조혈모세포는 백혈구, 적혈구, 혈소판으로 분화되어 인간의 혈액과 면역체계를 이루게 됩니다.

보통 골수나 아기의 태반과 탯줄에 존재하는 조혈모세포는 우리가 생명을 유지함에 있어서 절대적으로 필요한 것입니다. 흔히 골수이식이라고 알려져 있는데 제대로 얘기하자면 '골수 조혈모세포이식'이며, 아기탯줄혈액,즉 제대혈의 조혈모세포 또한 똑같이 사용될 수 있습니다.


(2) 유일하게 회춘하는 세포, 조혈모세포

물론 제대혈안에는 조혈모 세포만 있는 것도 아니고, 조혈모세포가 제대혈에만 있는 것도 아닙니다. 현재로써 골수만큼 제대혈이 유용하게 임상에서 적용되어지고 있을 수 있는 것은 제대혈의 조혈모세포 때문인 것입니다.

조혈모세포(Hematopoieticstemcells)는 모든 혈액세포, 골수세포, 림프계의 세포들의 조상이 되는 세포로서, 자기복제를 할 수 있고 어떠한 혈액세포로도 나뉘어 질 수 있는 세포입니다. 말 그대로 피를 만드는 세포인데 인체 내에서 회춘하는 유일한 세포이기도 합니다. 회춘한다는 의미는 자기복제능력이 높다는 얘기입니다.

혈액은 배아 때 난황낭에서 만들어지고 임신 5개월 때는 간에서 조혈모세포가 만듭니다. 임신 8개월부터 이 세포는 뼈로 옮아가 골반뼈, 넓적다리뼈, 가슴뼈, 척추, 두개골기저 등에 자리잡습니다.
평소 전체 조혈모세포 중 1.5%만 피를 만들고 나머지는 휴식하다가 사고나 병, 수술 등 몸의 응급현상이 발생했을 때 피를 만들어 냅니다.
예전에는 모든 조혈모세포를 모두 뼛속에서 얻었기 때문에 '조혈모세포이식'을 '골수이식' 이라 불렀지만 지금은 탯줄, 태반, 말초혈관 등에서도 뽑을 수 있다고 합니다.

'조혈모세포이식'이란 종양, 구조적 기형, 유전질환 등의 원인에 의한 비정상적인 골수를 높은 용량의 항암요법이나 방사선 요법을 시행하여 파괴한 뒤, 정상 조혈모세포를 이식하여 정상 골수 기능을 회복시키고 면역체계를 재구성 해주는 시술입니다. 자가골수, 타인골수, 자가 말초혈액, 타인 말초혈액, 자가 제대혈, 타인 제대혈 이식 등 6가지 형태가 있습니다.

가장 많이 시도되는 것은 타인골수 조혈모세포이식(동종골수이식)이고, 공여는 HLA(Human leukocyte antigen)type 이 일치해야 합니다. HLA는 6번 염색체에 위치하여 멘델의 유전자의 법칙에 따라 유전되므로 형제 중에 일치할 확률은 25%정도 입니다.


(3) 벼려지던 운명에서 귀빈대접 받기까지

1980년대 초반 탯줄혈액 내에 조혈모세포가 많다는 사실이 발견되면서부터 탯줄은 이전에 받던 푸대접과는 달리 좋은 평가를 받게 되었습니다. 조혈모세포는 피를 만드는 세포로써 이를 활용하면 백혈병 등 혈액 질환에 곧바로 임상적 적용이 가능하다는 결과가 발표되면서 홀대받던 탯줄의 가치가 급부상하게 된 것입니다.

제대혈의 효능이 처음 소개된 건 1988년, 프랑스의 Dr. Gluckman이 Fanconi' s Anemia(FA; 빈혈증, 백혈병, 척추기형)를 앓고 있는 5세 남아에게 첫 제대혈 조혈모세포 이식을 시행하여, 현재까지 건강하게 생존하고 있음으로 해서, 새로운 치료의 장을 열게 되었습니다.

1990년에는 미국 최초의 제대혈 조혈모세포이식이 성공했으며, 1992년엔 세계 최대의 가족제대혈은행인 'Cord Blood Registry'의 창시자 Dr. Harris가 그의 아들 Alexandra의 제대혈 조혈모세포를 가족용으로는 최초로 냉동 보관하게 됩니다. 2001년 통계를 살펴보면, 미국과 유럽의 제대혈 공여은행에 저장된 제대혈이 65,000건 이상이며, 이들 제대혈 공여은행으로부터 1,500명 이상의 환자가 제대혈 조혈모세포이식을 받았다고 합니다.

국내에서는 1996년 계명대학교 동산의료원에서 제대혈 이식을 처음으로 시도했으며, 카톨릭의대 성모병원, 서울대병원, 동아대병원 등을 중심으로 현재 50여건 이상 제대혈 조혈모이식이 진행된 상태입니다. 이미 탯줄혈액 이식은 골수를 구할 수 없는 백혈병환자 등에 대한 새로운 혈액암 치료법으로 자리를 잡아가고 있는 추세입니다.

국내에서도 이 치료법을 통해 효과를 보는 환자가 조금씩 늘고 있습니다.
그러나 이는 탯줄혈액이 가지고 있는 무한한 가능성에 비하면 작은 결실에 불과하다는 것이 관련 분야 연구자들의 지적입니다. 탯줄혈액의 궁극적 연구 목표는 줄기세포를 이용한 '세포치료'에 있기 때문입니다.


(4) 제대혈의 활용

제대혈의 활용도가 급격히 높아지고 있는 것은 세계적인 추세라고 할 수 있습니다.
1992년 미국 뉴욕혈액센터에서 제대혈은행이 설립된 이래 미국, 유럽 등을 중심으로 제대혈은행이 잇따라 생겨 활발하게 운영되고 있습니다. 미국은 신생아의 5% 정도가 제대혈을 보관하고 있는 것으로 알려지고 있고, 일본은 연간 500건 이상 제대혈 조혈모세포 수술이 행해지고 있는 것으로 전해지고 있습니다.

프랑스, 독일, 이탈리아, 영국 등 유럽에서도 제대혈 조혈모세포 이식은 폭넓게 시술되고 있습니다.
현재 알려진 바로는 제대혈은 조혈모세포 이식이 필요한 모든 질환에 골수이식의 대체치료방법으로 활용될 수 있다고 합니다. 지금까지는 '조혈모세포'이식 외에는 별다른 대안이 없는 백혈병, 재생불량성 빈혈 등 혈액암 관련 질환에 사용되고 있고, 앞으로는 제대혈의 조혈모세포를 이용하여 유방암 및 각종 대사성 질환 등을 치료할 수 있는 길이 생길 거라고 공언되고 있는 상황입니다.


(5) 제대혈VS골수

먼저 제대혈 조혈모세포는 골수의 그것보다 훨씬 미성숙한 생태입니다.
언뜻 들으면 미성숙하다는 것이 단점처럼 들릴지 모르겠지만, 사실은 미성숙하기 때문에 타인에게 이식되었을 때 거부반응이 적게 나온다고 합니다.
즉 미성숙하기 때문에, 적합하지 않은 환경에 맞춰가며 성숙해간다는 얘기입니다. 이런 미성숙함은 조직적합성 검사(HLA)에서 6개의 항원 중 3개만 맞아도 이식을 가능하게 만듭니다.
골수조혈모세포 이식의 경우 이 항원이 완벽하게 일치해야만 가능합니다. 참고로 골수조혈모세포의 비혈연간 HLA 일치 확률은 20,000명중에 한명 꼴이지만, 제대혈 조혈모세포의 경우3,000명중의 한 명 꼴입니다.

두번째, 중요한 장점은 공여과정입니다. 골수의 경우, 공여하기 위해서는 많은 시간이 들뿐더러, 고통도 만만치 않아 많은 사람들이 두려워하게 되지만, 제대혈의 경우 출산 시 나오는 탯줄에서 헌혈하듯 채취하기 때문에, 산모와 아기 모두 아무런 고통이 없습니다. 이외에도 제공자에만 의존하는 골수 이식에 비해 필요할 때 언제든지 쓸 수 있다는 용이함이 있으며, 이식 받은 조혈모세포가 면역력이 약해진 정상세포를 공격, 사망하는 숙주질환반응도 약한 것으로 알려지고 있습니다.


(6) 제대혈이 풀어야 할 숙제

사실 제대혈 채취가 불치병이나 난치병을 모두 해결해 줄 수 있는 상황은 아닙니다.
물론 가능성이 없다는 얘기가 아닙니다. 다만 몇 가지 단점들을 우선 극복해야만 가능한 것입니다. 가장 큰 약점은 채취할 수 있는 혈액의 양이 매우 작다는 것입니다.

100cc 정도의 제대혈에서 분리해낼 수 있는 조혈모 세포는 약25cc 정도인데 이 정도 양으로는 환자에게 즉각적인 반응을 기대하기가 어렵다는겁니다. 그래서 아직까지는 몸무게가 30kg전후인 소아환자들에게만 이식이 제한되고 있는 실정입니다.
그래서 이를 위한 해결방안으로 조혈모세포를 체외에서 증식한 뒤에 이식하는 방법이 활발히 연구 중입니다. 이것이 가능해지면 몸무게가 많이 나가는 어른도 혜택을 받을 수 있을 것으로 예상되지만, 아직은 검증이 필요한 단계라고 합니다.


(7) 또 하나의 장애물, 비용

비용이라는 것은 하나의 장애물이 됩니다. 제대혈 조혈모 세포이식은 아직 우리나라에서 의료보험 혜택을 받지 못하고 있습니다.
병원에서는 제대혈 이식의 의료보험 수가에 대해 문제를 제기 하고 있지만 수가책정이 아직까지 미뤄지고 있는 것이 현 실정입니다.
이것은 자신의 제대혈 조혈모세포를 이식 받았을 경우의 비용이고 타인으로부터 이식 받는 경우는 약 1억원 정도의 비용이 든다고 합니다.
일본의 경우 1999년부터 의료보험이 적용된 이후, 이식건수가 급증했다고 하니 주목할 만 사항이다.


(8) 세포치료에 기대

난치병과 불치병을 치료할 새로운 무기는 바로 세포치료 기술입니다.
치매뿐만 아니라 손상된 간이나 위도 회복이 세포치료로 회복이 가능할 것이라는 조심스러운 기대가 일고 있습니다. 언제가 될지는 아무도 모르지만, 중요한 사실은 충분한 가능성이 있다는 것입니다.

줄기세포란 우리 몸의 모든 세포의 재생을 관장하는 세포입니다. 우리 몸의 세포는 끊임없이 삶과 죽음을 반복하고 있는데, 죽은 세포를 대신해줄 새로운 세포를 만드는 것이 바로 이 줄기세포인 것입니다.


(9) 변신에 능한 줄기세포

줄기세포는 우리 인체의 장기뿐만 아니라 모든 조직으로 나뉘어 질 수 있습니다.

줄기세포는 배아줄기세포와 성체줄기세포로 구분할 수 있는데, 제대혈에 있는 조혈모세포는 성체 줄기세포의 한 종류입니다. 최근에 성체줄기세포가 다른 조직으로도 분화한다는 연구결과가 발표되면서 줄기세포 연구에도 새 장이 열리고 있습니다.

이전까지는 근육줄기세포는 근육으로만, 신경줄기세포는 신경으로만 분화하는 것으로 알려져 있었던 것을 뒤집는 획기적인 결과였습니다.

결과적으로 제대혈 속에 있는 줄기세포 역시 260개에 이르는 인체조직으로 분화할 수 있는 능력을 가지고 있다는 것입니다.

이것이 바로 제대혈의 가능성을 무한하게 해주는 이유입니다.

이미 카톨릭 의대 한 훈 교수는 지난해 제대혈에서 추출한 줄기세포를 가지고 뼈를 만드는 세포를 분화시키는데 성공한 바 있고, 카톨릭의대를 중심으로 다른 세포로의 분화연구가 계속되고 있다고 합니다.


(10) 가능성

하지만 조 빈 교수(여의도성모병원 조혈모세포 이식센터)는 이렇게 분화에 성공한다고 당장 환자들에게 적용될 수 있는 것이 아니라고 전했고, 많은 임상실험을 거쳐야 하기 때문이라는 것입니다. 물론 당장은 이렇게 조심스럽지만 분명히 5~10년 후에는 가능한 얘기라고 전했습니다.

한가지 안타까운 사실은 국내의 제대혈 줄기세포연구가 활발하지 못하다는 점입니다.

물론 관련기관의 적극적인 투자와 정책적인 지원이 뒷받침되고 있지 않은 것이 큰 이유지만, 성체줄기세포 연구가 상당히 까다롭기 때문입니다.

그리고 대부분의 줄기세포연구가 윤리문제로 논란이 되고 있는 배아세포에 집중되어 있기 때문이기도 합니다.

현재, 국내에는 카톨릭의대와 성모병원을 중심으로 활발한 연구가 진행중이며, 3군데의 제대혈 관련 생명공학회사도 고군분투하고 있는 실정입니다.


(11) 국내 제대혈관련 산업 현황

현재 우리나라의 제대혈 보관은행 사업은 현재 시장형성 초기단계입니다.
우리나라에서 제대혈 공여은행은 대형병원이나 의료단체 중심으로, 가족은행은 바이오 관련 벤처에서 사업을 맡고 있습니다.

공여은행은 주로 산모의 무상기증으로 이루어지는데 일단 제대혈을 혈액은행과 같이 모아놓고, 필요한 환자가 나타나면 공여하는 형태를 가지고 있습니다. 카톨릭의대와 삼성의료원등 대형병원을 중심으로 이루어지고 있습니다.

한편 개인 제대혈 보관은 보관업체에 비용을 주고 가족의 제대혈을 보관하는 형태인데, 국내에는 메디포스트, 히스토스템, 라이프코드 등 3개 업체가 활발히 사업을 전개해나가고 있습니다.

세계적으로는 제대혈이 활용도는 급격히 높아지고 보편화되어 가고 있는 가운데, 제대혈은 아기와 환자를 위한 생물학적 보험이라는 인식이 높아지고 있습니다. 다른 나라의 경우를 살펴보면 유럽과 미국이 각각 5만명정도 수준입니다. 그리고 미국에서는 신생아 출산 중 3~4%가 제대혈 보관을 하고 있다고 합니다.


(12) 제대혈의 채취

아이가 탄생하는 순간, 산모의 몸 속에는 태반과 탯줄 즉 제대가 남아 있게 되는데 이 때 제대혈을 신속하게 채취하게 됩니다. 먼저 탯줄을 깨끗하게 소독을 한 다음 산모의 혈액이 제대혈과 섞이지 않도록 주의해야 합니다. 그런 다음에 중력에 의해서 흘러내리는 혈액을 채취하든지, 아니면 항응고제가 처리된 주사기로서 제대 정맥을 찔러서 제대혈을 채취하게 됩니다.

그 다음엔 태반까지 완전히 몸밖으로 나오게 된 후 태반에 남아있는 혈액까지도 채취하게 되는데, 역시 세균감염을 줄이기 위하여 철저히 소독을 한 다음 태반
정맥을 통하여 혈액을 채취하게 됩니다.

이때 혈액을 조금이라도 더 받으려는 노력이 중요합니다. 왜냐하면 채취하는 혈액의 향이 제대혈 이식의 성공여부와 관련이 있기 때문입니다. 이런 방법을 통하여 제대혈을 채취하게 되면 약 100ml의 혈액이 채취 가능합니다. 이렇게 받아진 제대혈은 각 보관업체의 실험실로 가져가서 냉동보관을 하기 위한 처리를 하게 됩니다.


(13) 실험실로 간 제대혈

실험실로 간 제대혈은 복잡한 처리과정을 거쳐 실제 조혈모세포이식에 필요한 성분인 조혈모세포만을 때로 분리해내게 되고, 이때 제대혈속의 적혈구와 혈장 성분은 따로 분리됩니다. 분리된 조혈모세포는 냉동보존제가 첨가됨으로써 -196도의 저온에서도 생존력(viability)을 유지할 준비를 갖추게 됩니다.

한편, 제대혈보관 업체인 메디포스트에서는 제대혈로부터 조혈모세포를 분리한 후 냉동 보관할 때 조혈모세포의 생존력을 유지하는 것이 조혈모세포이식을 위해 가장 중요한 과정이라고 합니다.


(14) 보관비용에서부터 권리까지

한 가지 궁금한 것은 제대혈이 얼마나 오랫동안 보관될 수 있느냐는 점입니다.
이론상으로는 저온 냉동된 후 에는 영구적으로 보관이 가능하다고 알려져 있고, 골수이식수술의 경우 11년 보관되어진 후 성공적으로 시술된 보고도 있습니다. 한가지 더 참고하자면, 아기가 법정나이가 되기 전까지는 제대혈의 소유권한은 부모에게 주어진다는 것입니다.

따라서, 제대혈은 부모나 아기의 동의 없이는 시술 또는 어떤 이유에 있어서도 사용되어질 수 없습니다. 안타깝게도 가장 중요한 것은 비용문제일 것입니다.

현재 업체에 따라 비용의 차이가 있긴 하지만, 대략 10년에 150만원 전후의 비용을 받고 있는데, 이것은 다른 나라의 절반에도 못 미치는 저렴한 가격이라고 알려져 있습니다. 일시불, 분납이 모두 가능하며 제대혈을 보관하고자 한다면 병원이나 보관업체에 사전에 채취의사를 밝혀야 합니다.


(15) 제대혈 관련 사업의 미래

제대혈 보관 사업은 단순히 재대혈을 보관만 하는 것이 아니라, 제대혈을 가지고 다양한 연구를 통해 혈액관련 질환 외에도 응용될 수 있는 질환에 대한 연구도 병행하는 사업입니다. 최근에는 치료가 힘든 류머티스관절염, 전신성 홍반성낭창 등 면역질환, 유방암과 같은 고형암의 치료법 등으로 연구범위가 확대되고 있는 것이 실례입니다.

한편, 우리나라도 외국과 같이 제대혈 이식수술에 의료보험이 적용된다면 약200~300건의 이식수술이 활발히 진행될 것으로 예상되는데, 이식수술에 있어 중요한 것은, 보관된 혈액이 얼마나 믿을 수 있느냐는 신뢰의 문제입니다. 이런 신뢰를 쌓기 위해 각 업체들은 오늘도 치열하게 연구하고 치열하게 경쟁하고 있습니다.