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최근 미국 오리건 건강과학대학이 세계 최초로 인간 배아줄기세포(embryonic stem cell)를 복제하는 데 성공하면서 줄기세포를 이용한 난치병 및 환자 맞춤형 치료의 가능성을 열었다. 그렇다면 우리나라의 연구 수준은 어느 정도일까. 우리나라 연구진도 복제 배아줄기세포 연구에 많은 노력을 기울였으나 지난 2005년 황우석 박사 논문 조작 사태 이후 다소 주춤한 실정이다. 그동안 많은 국내 연구진은 난자를 이용한 배아줄기세포보다는 제대혈(탯줄혈액)이나 다 자란 성인의 골수와 혈액 등에서 추출한 미분화 세포인 성체줄기세포를 활용해 왔다. 성체줄기세포는 배아줄기세포에 비해 모든 조직 세포로 분화하는 데 한계가 있지만 윤리적인 문제에서 자유롭다는 장점이 있다. 특히 성체줄기세포에서 배양한 신경줄기세포로 알츠하이머나 파킨슨병 같은 퇴행성 신경계 질환을 치료하는 연구가 활발하다. KISTEP 연구보고서에 따르면 신경줄기세포는 한 개의 줄기세포로부터 신경원세포(neuron) 및 교세포(gila)로 분화할 수 있어 손상 혹은 기능부전을 보이는 신경계에 이식할 경우 기능부전을 보이거나 사멸한 신경세포를 대체하고 손상된 신경회로를 재건해 신경재생을 유도한다. 그렇기 때문에 신경줄기세포를 이용해 치매를 비롯한 알츠하이머병, 파킨슨병 등 퇴행성 신경계 질환을 치료할 가능성에 대한 관심이 증가하고 있는 추세다.
신경줄기세포 이용 치료 ‘활발’ 실제로 알츠하이머나 파킨슨병과 같은 퇴행성 신경계 질환 치료법을 연구하는 학자들은 신경줄기세포를 이용한 임상연구에 활발한 움직임을 보이고 있다. 중앙의대 김승업 석좌교수 연구팀은 지난해 인간 신경줄기세포를 알츠하이머에 걸린 쥐의 뇌에 이식해 손상된 뇌기능을 회복시키는 동물실험에 성공했으며 차의과학대 분당차병원 정상섭 교수팀은 지난 2월 태아 중뇌에서 유래한 도파민 신경전구세포를 파킨슨병 환자에게 이식해 안전성과 내약성을 확인하는 임상시험을 국내 최초로 승인받기도 했다. 또한, 최근 식품의약품안전처의 허가를 받아 중증 저산소성 허혈성 뇌 손상 영아와 외상성 경추 손상으로 사지마비를 보이는 척수손상 성인 환자를 대상으로 뇌와 척수에 인간 신경줄기세포를 이식하는 연구자 임상시험을 시행한 결과, 줄기세포 이식에 따른 특별한 부작용 없이 신경기능이 호전됐다. 차의과학대 의생명과학과 문지숙 교수는 “알츠하이머나 파킨슨병과 같은 퇴행성 신경 질환은 특정 세포의 소실로 생물학적 조절 기능을 상실하는 게 특징”이라며 “신경줄기세포를 이용해 신경세포 분화를 촉진시키거나 소실된 세포를 대체하면 뇌에서 신경전달물질, 신경세포 재생에 관여하는 물질을 분비하거나 세포의 생존에 좋지 않은 영향을 주는 면역 반응들을 억제해 인지 능력 회복과 운동능력 향상을 보여준다”고 말했다. 문 교수는 “신경줄기세포 치료기술이 알츠하이머나 파킨슨병뿐 아니라 중형 돌기 신경(medium spiny neurons)의 손실이 주된 원인인 헌팅턴병이나 운동 신경(motor neurons) 손실로 인해 나타나는 루게릭병도 신경줄기세포 이식을 통한 치료효과를 기대하고 있다”며 “신경세포에서 분비되는 물질을 농축한 후 환자에게 투여해 암 등 세포이식으로 나타날 수 있는 부작용을 최소화해 신경세포 재생에 좋은 조건을 조성해 질병을 완화시키는 기능을 할 수 있다”고 했다. 문 교수는 다만 “신경줄기세포를 원하는 신경세포로 정확하고 완벽하게 분화시키기는 게 아직은 쉽지가 않다”며 “하지만 다양한 연구를 통해 원하는 효과를 지닌 세포로 보다 근접하게 분화가 가능해지고 있다. 향후 관련 연구가 꾸준히 진행된다면 기존 신경보호 효과를 넘어 손상된 신경 재생이 가능해 질 것”이라고 강조했다. 중앙의대 이홍준 교수도 “알츠하이머의 경우 치료약이 개발됐으나 약간의 예방만 할 뿐 근본적인 치료를 못한다”며 “(중앙대의료원에서는) 알츠하이머에 걸린 쥐의 뇌에 신경줄기세포를 이식해 손상된 뇌기능을 회복시킨 것처럼 돼지급 이상의 동물에도 같은 실험을 진행하고 있다. 이같은 연구를 통해 10년 이내 사람에게도 성공시킬 수 있길 바란다”고 말했다.
줄기세포 치료, 미래 바이오산업의 결정체 신경줄기세포를 이용한 퇴행성 신경질환 치료법이 개발되면 향후 사회·경제적으로 상당한 파급효과를 가져올 것이라는 전망이다. KISTEP 연구보고서에 따르면 우리나라의 경우 뇌질환을 비롯한 신경계 질환과 관련된 경제적 손실이 연간 100조원 정도며, 지난해 우리나라에서 치매환자 진료비는 3,268억원이었으나 간접비용을 포함하면 연간 3조4,000억~7조3,000억원에 이른다. 이에 따라 난치성 신경계 질환에 있어서 인체 중추신경계 유래 신경줄기세포, 배아줄기세포 및 유도전분화능 줄기세포 유래 신경줄기세포, 다양한 성체줄기세포 유래 신경전구세포 등을 이용한 세포치료술의 개발은 과학기술적, 보건·의학적, 사회·경제적 파급효과가 막대하다. KISTEP는 “줄기세포를 이용한 세포치료제는 첨단 생명공학기술을 이용해 인류의 난치성 질환을 치료하는 새로운 형태의 치료법으로 환자에게 직접 세포를 주입해 손상된 세포의 기능이나 조직을 회복시킨다”며 “기존 수술요법이나 약물요법의 한계를 극복하는 미래 의학으로 첨단 미래 바이오산업의 결정체”라고 강조했다. 신경줄기세포를 이용한 신경계 질환 치료제는 우리나라뿐 아니라 전 세계적인 관심사로 관련 시장도 크게 성장하고 있다. 차의과학대 의생명과학과 문지숙 교수는 “BCC리서치와 같은 세계 보고서에 따르면 세계 줄기세포 시장규모는 2012년 기준 324억 달러이고 연평균 24% 성장세를 지속하고 있다. 이 가운데 50% 정도가 신경계 질환에 관련돼 있다”며 “우리나라의 경우 줄기세포 시장은 5억 달러 정도이고 그 중 32%가 신경계 질환에 관련된 것으로 알려졌다”고 말했다.
잠재력 크지만 윤리·비용 문제 등 걸림돌 하지만 신경줄기세포 치료기술이 신경계 질환 치료법으로 자리 잡기 위해서는 다양한 문제들이 해결돼야 한다는 지적이다. 줄기세포가 질병 치료에 있어서 큰 잠재력과 높은 시장성이 있지만 윤리적 문제, 원천특허 보유, 기술적 어려움, 비싼 실험비용 문제 등이 걸림돌로 작용하고 있기 때문이다. 중앙의대 이홍준 교수는 “신경줄기세포는 대개 유산, 사산된 태아의 뇌에서 얻는데 이를 합법적으로 얻기가 매우 힘들다”며 “캐나다 같은 경우 리서치 목적일 경우 (줄기세포를) 한정적으로 공급할 수 있게 돼 있지만 우리나라는 법적으로 제한이 많다”고 지적했다. 이 교수는 “설치류, 포유류, 영장류에 따라, 나이, 성별 등에 따라 대사뿐 아니라 여러 가지 메커니즘이 다르기 때문에 신경줄기세포 주입 시 생존기간이 다르게 나타난다”며 “이에 대한 다양한 연구가 이뤄져야 한다”고 했다. 이 교수는 이어 “가장 중요한 건 비용문제”라며 “GMP 시설 구비, 인력 관리 등을 위해서는 적어도 3억원 정도가 필요한데 대기업 스폰서를 끼지 않는 한 어려운 게 현실이다. 식약처에서 희귀병에 대한 소정의 연구비만이라도 지원해줬으면 좋겠다”고 말했다. 차의과학대 문지숙 교수는 “줄기세포치료제의 상업화에 있어서 제품 생산 시 높은 비용 및 단가 등의 경제적인 부분을 보조할 수 있는 정부의 도움과 임상시험의 높은 비용을 줄일 수 있는 국가 차원의 임상 설비 및 정책적 지원이 필요하다”며 “전문 인력 양성 및 확보와 함께 그들에 대한 처우개선에 대한 노력이 시급하다”고 했다. 신경줄기세포를 이용한 세포치료의 안전성·유효성 등도 검증돼야 할 부분이다. 문 교수는 “신경줄기세포를 이용해 퇴행성 질환을 치료했을 때 증상이 급호전되거나 악화되는 경우가 드물고, 이같은 증상의 변화를 객관적으로 수치화하기에도 어려움이 있다”며 “이에 보다 정확하고 객관적인 연구기준이 필요하고 인간에게 발생하는 질환의 증상을 완벽하게 재현할 수 있는 실험모델이 필요하다”고 말했다. 문 교수는 “기존 연구 진행 방법은 기초와 응용연구가 적절하게 연계 돼 있지 않아 중복되는 연구가 꽤 있다”며 “이같은 손실을 줄이고 유기적인 결과를 얻기 위해서는 연구지원기관의 연계를 통함 범부처 연구제안 수립이 필요하다”고 강조했다. [인터뷰] 치매 치료 가능성 연 중앙의대 연구팀 이홍준 교수 “신경줄기세포 치료, 세포유전자 치료로 가야” 국내 연구팀이 지난 2012년 인간 신경줄기세포를 알츠하이머 쥐의 뇌에 이식해 손상된 뇌를 회복시키는 실험에 성공해 치매(알츠하이머) 치료 가능성을 열었다. 그 주인공은 중앙의대 김승업 교수팀이다. 이같은 연구결과는 국제학술지 ‘Experimental Neurology’ 2012년 4월호에 게재되기도 했다. 이번 연구에서 핵심 역할을 맡았던 중앙의대 이홍준 교수를 만나 신경줄기세포를 이용한 퇴행성 신경계 질환 치료법 연구가 우리나라에서 어느 정도 진행되고 있으며, 향후 연구가 활성화되기 위해서 뒷받침돼야 할 점은 무엇인지에 대해 들었다.
Q. 우리나라에서 신경줄기세포를 이용한 신경계 질환 연구는 어느 정도 진행되고 있나. - 우리나라에서는 신경줄기세포가 아닌 중간엽줄기세포(mesenchymal stem cells, MSC)를 이용한 연구가 많이 진행되고 있다. 국내에서 태아의 뇌에서 추출한 성체줄기세포를 얻을 수 있는 소스(source)가 한정적이기 때문에 신경, 근육, 뼈 등의 조직으로 다(多)분화 할 수 있는 중간엽줄기세포를 이용하는 것이다. 오리지널 신경줄기세포를 이용해 연구하는 경우는 극히 일부다. Q. 신경줄기세포가 신경계 질환 치료에 있어서 유용한 이유는 뭔가. - 뇌 질환 치료 시 손상된 부위 중 극히 일부만 회복된다. 그렇기 때문에 손상된 조직은 이를 대체해주는 게 가장 좋은 방법이다. 알츠하이머, 파킨슨병으로 손상된 뇌 조직의 100% 대체는 불가능하지만 현재로서는 신경줄기세포가 이들 조직으로 분화해서 갈 수 있는 확률이 높다. 또한 신경줄기세포의 장점은 쉽게 원하는 부위에 이식이 가능한 것이다. 중간엽줄기세포는 신경줄기세포에 비해 분화율이 떨어진다는 단점이 있다. Q. 신경줄기세포 치료기술에 대한 기대효과는. - 알츠하이머, 파킨슨병 등 퇴행성 신경계 질환에 대한 치료가 가능해질 것이다. 우리나라도 고령화 사회로 접어들면서 치매 인구가 급격히 증가하고 있지만 치매를 근본적으로 치료하는 약은 아직 개발되지 않았다. 신경줄기세포만 갖고 100% 신경계 질환을 치료할 수는 없지만 (신경줄기세포에) 인지능력을 증진시켜 줄 수 있는 효소(enzyme)을 넣어서 치료를 한다면 더 큰 치료효과를 기대할 수 있다고 본다. 미국, 독일 등 의료선진국에서도 하고 있지만 향후 신경에 관련된 세포유전자 치료가 성공해 어느 정도 궤도에 오르면 금액으로 따질 수 없을 만큼의 가치가 있을 것이다. 앞으로는 세포유전자치료로 가야한다. Q. 연구할 때 어려운 점은 무엇인가. - 동물실험 시 같은 조건을 적용시켰음에도 불구하고 성공할 확률의 편차가 크다는 것이다. 평균 수명이 2~3개월인 실험 쥐(rat)는 알츠하이머병을 유발한 후 신경줄기세포를 이식했을 때 2주 생존 확률이 30~40%이다. 하지만 10년 이상 생존하는 돼지급 이상의 동물에서는 신경줄기세포 이식 후 생존기간이 달라진다. 대사 이외에도 여러 가지 신체 메커니즘이 다르기 때문이다. 소동물과 대동물에 대한 연구 결과가 다른 게 임상연구에서 실패하는 원인 중 하나다. 사람에게 적용하기엔 더 많은 연구가 필요하다. Q. 정책적으로 뒷받침 돼야 할 부분이 있다면. - 연구자에게 한정적이라도 신경줄기세포를 공급하는 길을 열어줘야 한다. 연구를 진행하기 위해서는 재료가 우선 확보돼야 하며, 두 번째가 연구비다. 외국의 경우 줄기세포 연구를 위한 작은 펀드를 지원해주고 있다. 반면 우리나라는 국책연구 기간이 지나면 진행하던 연구를 중단하고 새로운 연구를 다시 시작해야 한다. 정부는 기존 연구가 이어질 수 있도록 연구주체의 능력을 평가해 지속적인 지원을 해줘야 한다.
지금 중국은 신경줄기세포로 뇌질환 환자와 척추손상, 간질 등.. 많은 환자들이 희망을 체험하고 있다. 기술은 윗글을 보시면 아시겠지만 제도권에서 발목을 잡는 동안 중국은 줄기세포 기술이 상당히 앞서있다...
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첫댓글 이건 2년전 뉴스군요.