【베를린】줄기세포와 전구세포는 원래부터 갖고 있는 자가수복시스템을 통해 심장조직을 영속적으로 대체하여 손상된 조직을 보완시키는 기능을 갖고 있다.

따라서 줄기세포 치료는 조직이 크게 손상됐을 때 생체 원래의 이러한 수복기능을 생리학적으로 보완하는 접근법으로 기대를 모으고 있다.

독일 요한·볼프강·괴테대학병원(프랑크푸르트)에서는 안드레아스 자이허(Andreas Zeiher) 교수가 급성 심근경색 후 환자를 대상으로 줄기세포 치료의 임상시험을 실시 중이다.

Medical Tribune지(독일판)에서는 이 병원 내과 브리짓 에스머스(Birgit Aßmus) 박사로부터 자세한 설명을 들어보았다.

이상적인 세포 해명안돼

Q 줄기세포치료는 어떤 병태생리학적 기초에 근거하고 있나.

A 줄기세포 치료는 우선 비축하기 쉬운 전구세포가 체내를 순환 하여 골수 및 다른 기관으로부터 끊임없이 보충되고 있다는 생각에 근거하고 있다. 현재 혈행개선 효과는 전구세포의 직접적인 혈관 신생 또는 측부로 확장, 내피세포 활성을 통해 얻을 수 있다.

혈관신생은 혈관내피 전구세포가 담당하는데, 혈관내피 세포로 분화되면서 새로운 혈관을 만들거나 혈관을 수복시킨다. 그리고 이 전구세포는 혈관내피세포 증식인자(VEGF)처럼 다양한 성장인자(사이토카인)를 분비하여 혈관 신생을 촉진시키고 손상된 심근조직이 죽지 않도록 막아주기도 한다.

조직이 손상돼 혈행장애가 발생했을 경우 이러한 성장인자가 심장의 전구세포 증식을 촉진시켜 내인성 수복기구의 기능을 촉진시킬 수 있다. 하지만 실제로 전구세포가 심근세포로 어떻게 분화되는지, 그리고 in vivo에서 심근세포와 융합시킬 수 있는지에 대해서는 향후 연구과제다.

Q 어떤 임상데이터가 존재하나.

A 기존에 발표된 대규모 무작위 임상시험에서는 주로 급성심근경색환자에 골수 전구세포의 관동맥속 투여가 효과적이라는 사실이 검증돼 있다.

발표된 시험 가운데 규모가 가장 큰 것은 무작위 위약대조이중맹검 다시설시험인 Reinfusion of Enriched Progenitor cells And Infarct Remodeling in Acute Myocardial Infarction(REPAIR-AMI) 시험이다. 이 시험의 대상자는 스텐트 삽입술로 재관류시키는데 성공한 ST상승형 급성심근경색 환자 204례였다.

급성 심근경색 발병 후 3∼5일이 지나 골수를 뽑아 24시간 내에 무작위 추출법을 통해 위약이나 자가골수 전구세포를 관동맥속에 주입했다.

4개월 후 좌실구출률의 개선율은 골수 전구세포 치료군에서는 5.5%로, 3%인 위약군에 비해 유의하게 높았다.

Q 이 방법은 어느 정도 확실한가.

A 이 관동맥내 주입은 합병증이 없을 뿐만 아니라 2년간의 분석에서 무증후 생존율이 위약군보다 골수 전구세포 치료군에서 유의하게 높게 나타났다. 엔드포인트는 사망, 심근경색, 심부전에 의한 재입원이었다.

Q 어떤 환자에서 가장 큰 효과를 볼 수 있나.

A 이미 파일럿 시험인 The Transplantation Of Progenitor Cells And Regeneration Enhance-ment in Acute Myocardial Infarction(TOPCARE-AMI) 시험에서는 급성의 중증 경색을 일으킨 환자에서 효과가 높을 것으로 예상됐다.

이를 확인하기위해 REPAIR-AMI 시험 대상자를 경색 병변의 크기별로 분류·검토해 보았다. 그 결과, 특히 경색병변이 큰 환자에서 좌실구출률 개선율이 7.5%로, 위약군 2.5%에 비해 유의하게 큰 것으로 나타났다.

반대로 경색병변이 작으면 최적의 혈행재건술과 약물요법으로 줄기세포 치료를 추가해도 효과는 확인할 수 없었다.

Q 이 방법을 발전시킬 수는 있는가.

A 위약군에서는 펌프기능의 자연 회복이 특히 급성 심근경색 발병 후 4일 동안에는 보이지만 6일 후에는 거의 나타나지 않는 경향을 보인다.

이와는 반대로 골수 전구세포의 관동맥내 투여는 급성 심근경색 발병 후 시간이 지날수록 양호한 성적이 나타나고 있다. 현재로서는 심근경색 발병 후 8일째까지 치료한 데이터 밖에 없어 9일째 이후의 효과에 대해서는 확실한 의견을 말할 수 없다.

하지만 허혈성 심근증환자에서는 급성 심근경색이 발병한지 3개월 후에 상대적으로 적긴하지만 효과적이라고 보고 있다. 급성 심근경색의 경우 염증 과정과 산화 스트레스가 전구세포의 형성(forming)에 매우 부적절한 환경을 만든다는 가설이 나와있는데, 이러한 환경은 급성 심근경색 발병 후 시간이 갈수록 개선되는 것으로 보인다.

Q 줄기세포 치료에서 해명되지 않은 점이 있나.

A 많은 문제가 아직 해결되지 않은 상태다. 예를 들면 현재 관상동맥내 줄기세포 치료에는 어떠한 타입의 세포가 이상적인가. 즉 조혈 전구세포인지, 간엽계 줄기세포인지, 그렇지 않으면 체내에서 순환하는 전구세포인지는 아직 알 수 없다.

또한 세포 형성은 아직 충분히 이해돼 있지 않은 상태라서 낙관할 수만은 없는 상황이다. 방사성 물질로 표지화한 전구세포를 이용한 연구에 따르면 경색 영역에서는 24시간 후에 그 방사성 마커의 약 6%만이 검출되는 것으로 나타났다.

따라서 다른 질환에는 다른 치료법 및 세포의 투여법이 필요한지 충분한 검토가 뒤따라야 하겠다.

Q 줄기세포 치료는 실제로 이용될 수 있나.

A 개인적으로 줄기세포 치료는 실제로 이용 가능하다고 생각한다. 다만 전구세포 치료에 의한 질병률과 사망률의 감소에 관한 효과가 복수의 대규모 비교 임상시험을 통해 증명돼야 하는게 전제 조건이다.