[뉴스스페이스=이은주 기자] 중국 연구팀이 세계 최초로 유전자 편집 돼지 폐를 뇌사 상태의 인간 환자에게 이식해 9일간 생존시키는 의료 혁신을 달성했다.

이번 쾌거는 광저우의과대학 제1부속병원이 2024년 5월 시행했으며, 세계적 권위의 학술지 ‘네이처 메디신(Nature Medicine)’에 공식 보고됐다. 이는 공식적으로 인간에 돼지 폐를 이식하여 기능을 입증한 첫 번째 사례다.

National Geographic, The New York Times, Science.org, PMC, Organ Procurement and Transplantation Network (OPTN) 데이터, El País, Euronews의 연구결과와 매체들의 보도에 따르면, 이 실험적 수술은 심각한 뇌출혈로 뇌사 판정을 받은 39세 남성을 대상으로 수행됐다. 광저우의과대학의 과학자들은 환자의 좌측 폐를 유전적으로 개조된 바마샹 돼지의 폐로 교체했으며, 우측 폐는 그대로 두었다.

유전자 편집 돼지로부터 시작된 ‘장기 혁명’

기증된 폐는 클론오르간 바이오테크놀로지(Clonorgan Biotechnology)에서 유전자 편집 기술로 개량한 70kg 바마샹 종 수컷 돼지에서 제공됐다.

돼지는 병원체 유입을 철저히 차단하는 고도 생물보안 환경에서 사육됐으며, CRISPR-Cas9 기술을 활용해 인간의 면역 반응을 유발하는 세 가지 주요 이종항원(GGTA1, CMAH, B4GALNT2) 유전자가 제거되고, 호환성을 높이기 위한 인간 유전자 3개가 추가됐다. 총 6건의 유전적 개조가 이루어 진 셈이다.

CRISPR 기술의 도입은 돼지-인간 이종 장기 이식 연구에서 “영장류 면역 거부를 줄이는 획기적 계기”라는 평가를 받는다.

초기 성공 이후 나타난 거부반응과 합병증

이종이식된 돼지 폐는 수술 직후 혈액 내 산소 교환 및 이산화탄소 제거 등 정상적인 호흡기 기능을 유지했다. 사이언스(Science)에 따르면, 수십 년 간의 동물-인간 장기 이식 연구에서 늘 난관이었던 ‘초급성 거부반응’을 최초로 피하는 데 성공했다.

그러나 이식 24시간 만에 심각한 부종이 발생했고, 3일째에는 수혜자의 면역계가 항체를 만들어 이식 폐를 공격하기 시작했다. 또한, 생체의 보체 연쇄반응으로 조직 손상도 일어났다. 그럼에도 불구하고 이식 조직은 9일간 기능을 유지했으며, 가족의 요청에 따라 실험이 종료됐다. 전문가들은 “임상적으로 극복해야 할 난제는 여전하지만, 동물장기 이식의 벽을 실질적으로 허문 성과”라고 평가했다.

‘장기 부족’의 암울한 현실, 그리고 이종이식의 희망

미국 장기조달 및 이식 네트워크(OPTN)에 따르면, 2025년 8월 기준 10만6000명 이상이 장기 이식을 기다리고 있으며, 이 중 약 925명은 폐 이식을 필요로 한다. 매일 13명이 장기를 기다리다 생을 마감한다는 통계가 있을 만큼, 폐를 포함해 공급이 절대적으로 희귀하다. NYU의 Dr. Ankit Bharat는 “이번 연구 결과는 놀라움보다는 필연적 진전”이라고 내셔널 지오그래픽과의 인터뷰에서 밝혔으며, “이종이식이 임상에서 안전하게 쓰이기 위해서는 더 많은 연구와 극복 과제가 남아있다”고 덧붙였다.

FDA의 첫 임상시험 승인… 미래는 어디로

FDA는 미국 내 최초 유전자 변형 돼지 신장 이식 임상시험을 승인했다. 중국 연구팀도 차기 연구로 이중 폐 이식, 더욱 정밀해진 유전자 편집, 차세대 면역억제제 적용 등 후속 실험을 예고했다.

NYU 그로스먼 의대의 스테파니 창 박사는 “탐구적이고 유망한 시도지만, 생존 환자 대상에서의 내구성과 부작용 검증이 핵심”이라며 현실적 평가를 내렸다. 폐 이식은 호흡기에 노출된 장기의 특성상 기술적 난이도가 극히 높지만, 이번 9일간의 성공은 인류가 ‘종 간 장기 무제한 공급’에 한 걸음 더 다가섰음을 상징한다.