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| 제대혈(Umbilical
Cord Blood) |
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| 조혈모세포 이식에 제대혈을 이용한다는 개념은 1983년 Edward Boyse에
의해 최초로 도입된 이래, 최근 전세계적으로 9,000례 이상의 조혈모세포 이식이 제대혈을 이용하여 이루어지고
있다. |
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제대혈이란
제대혈이란(臍帶血 , umbilical cord blood)임신 중에 태아에게 영양분, 항체 등 성장에 필요한
성분을 공급하는 통로인 탯줄에 존재하는 혈액을 말한다. 1980년대 말에서 1990년대 초에 이르는 시기에
제대혈에 백혈구, 적혈구와 혈소판 등을 만드는 조혈모세포가 풍부하다는 사실이 알려졌고, 체외에서도 그 세포의
수를 증가시킬 수 있음이 밝혀졌다. 조혈모세포 이식이 골수 이식과 질적으로 큰 차이가 없음이 드러남에 따라
제대혈 보관에 대한 관심이 급증하였다. 또한 아직 운명이 결정되지 않은 미숙한 세포이나 특수한 성장인자의 작용으로
인체를 구성하는 신경세포, 간세포, 췌장, 혈관 등 각 장기를 이루는 세포로 분화할 수 있는 “만능 세포(pluripotent
cell)"인 줄기세포(stem cell) 또한 제대혈에 풍부하게 들어있어 제대혈은 ”제2의 생명
자원“이라고 불리고 있다. 그러나 제대혈 채취 대상, 방법, 보관 및 향후 이용 등에 대한 기준 등에 대해서는
아직까지는 정립된 바 없으며, 많은 경우 분만 시 폐기되는 실정이다. |
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제대혈의 이용
최근 제대혈로부터 중간엽세포(mesenchymal cell)의 분리가 가능해짐에 따라 조직이식의 새로운 지평이
열리고 있다. 이와 같은 줄기 세포(stem cell)는 뼈, 연골, 심근 및 신경조직 등 인체를 구성하는
210여 종의 다양한 조직으로 분화될 수 있다. 재생 의학분야에서 제대혈을 이용한 연구는 주로 신경계 질환을
실험 모델로 하였고 근위축성측삭경화증(amyotophic lateral sclerosis), 척추손상(spinal
cord injury), 알츠하이머 병(Alzheimer's disease), 파킨슨병(Parkinson's
disease), 다발경화증(multiple sclerosis), 급성 저산소성 뇌손상(acute hypoxic
brain injury)등에 대한 연구가 이루어졌으며, 심근경색(myocardial infaction), 염증성
장질환(inflammatory bowel disease), 독성 간손상 등과 같은 질환에 대한 연구도 진행
중이다. <표 1>. 현재 제대혈 조혈모세포로 치료되고 있는 질환들로는 크게 각종 혈액질환 및 종양성
질환, 면역결핍질환 및 대사성 질환 등이 있다<표 1>. 또한 현재는 당뇨병 치료를 위해 인슐린을
투여해야 하지만, 줄기세포를 이용하면 인슐린 생산세포를 만들어 주입할 수 있게 될 것이다.
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제대혈의 장단점
제대혈의 장점은 잠재적인 공여자의 수가 많다는 것과 공여거부 가능성이 낮고 적절한 수여자가 나타났을때 신속하게
이용할 수 있으며, 골수 및 말초혈액 조혈모세포에 비해 채취가 용이하다는 것이다. 또한 급성 이식편대숙주반응(acute
graft-vs-host disease; GVHD)의 위험성이 낮다. GVHD의 중요한 매개체로 알려진 CD8+
림프림프구의 수가 제대혈에서는 감소되어 있고, 제대혈의 림프구의 경우보다 미성숙하여 특정 싸이토카인(cytokine)을
생산하는 능력이 감소되어 있으며 세포독성작용을 하는 세포를 생산하는 능력이 적다. 따라서 급성 GVHD의 경우
제대혈을 사용한 경우 감소하게 된다. 그러나 만성 GVHD의 경우 큰 이점이 없는 것으로 알려져 있다. HAL
부적합에 대한 제대혈의 내성으로 인해 현재 HLA-A, B와 -DRBL loci에서 2개 이하의 HLA 불일치,
즉6개 중 4개 이상이 일치할 경우를 권장하고 있다. 그러나 보통 탯줄 한 개에서 채취 가능한 제대혈의 양은
100mL 정도로, 백혈구 주입을 위한 추가 “공여(donor)"세포가 필요할 경우 또는 이차 이식이
이루어져야 할 경우 제대혈 이식으로는 불가능하며, 총 조혈모세포의 수는 적고 순환하는 중성구(neutrophil)와
혈소판(platelet) 수의 회복 속도가 느리다는 문제가 있다. 따라서 제대혈의 재고는 갈수록 늘어나게 되며,
선행투자 비용은 높은데 비해 제대혈 보관 기준의 변화로 인해 구식화될 가능성이 높아지는 단점이 있다.
| 현재
제대혈 이식으로 치료 가능한 질환들 |
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악성 종양
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급성
림프구성 백혈병
급성 골수성 백혈병
만성 육아종병
만성
림프구성 백혈병
만성 골수성 백혈병
골수 이형성 증후군
다발성 골수종
고형암
뇌종양
비호지킨
Ewing sarcoma
림프종
생식세포종양
난소암
소세포폐암
신경아세포종
고환암
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선천성대사장애 |
부신백질이영양증(ALD)
아말로이드증
무표지림프구증후군
선천성각화부전증
Familial erythrophagocytic lymph-
ohistocytosis
고셔씨병
Gunter 병
Hunter 증후군
Hurler 증후군
Inherited neuronal
ceroid
lipofuscinosis
Krabbe 병
랑게르한스 세포 조직구증
Lesch-Nyhan 증후군
백혈구 부착 결핍증
골석화증
자가면역질환
다발성 경화증
류마티스성 관절염
전신성 홍반성 낭창 |
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혈액질환 및 혈색소 질환 |
무거핵구성 혈소판 감소증
재생불량성 빈혈
Blackfan-Diamond 빈혈
선천성
혈구감소증
Evan 증후군
판코니 빈혈
Kostmann
증후군
겸상적혈구성 빈혈
지중해성 빈혈 |
면역부전 |
ADA 효소결핍증
만성 육아종병
중증복합면역결핍증
Wiskott-Aldrich
증후군
X-linked lymphoprolif-
erative
disease |
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| 제대혈
이식으로 치료 가능할 것으로 예상되어 연구 중인 질환들 |
알츠하이머병
뇌신경 질환
근이영양증(muscle
dystrophy)
척추손상(spinal cord injury)
당뇨
간 질환 |
ADA 효소결핍증
만성 육아종병
중증복합면역결핍증
Wiskott-Aldrich 증후군
X-linked
lymphoproliferative disease |
<표 1> 제대혈 이식의 적응증
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제대혈
이식 |
골수
이식 |
| 이식을 위한 공급 |
무제한 |
제한적 |
| 조직적합성항원(HLA)의 일치율 |
6개 중 4개 이상 일치 |
10 중 9개 이상 일치 |
| 이식편대숙주반응의 위험 |
낮음 |
높음 |
| 이식 후 세균 감열 확률 |
낮음 |
높음 |
| 이식 지속 기간 |
16년 이상 |
약 30년 |
| 기증자의 림프구 주입 |
불가능 |
가능 |
<표 2> 제대혈 이식 골수 이식 비교표
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제대혈 채취
제대혈의 유핵세포 수를 증가시키는 몇가지 요인들이 있다. 첫아이일수록, 체중이 많이 나갈수록, 진통이 길수록,
재태연령이 길수록, 흑인보다 백인의 경우 유핵세포의 수가 많다. 이에 비해 저체중과 관련이 깊은 흡연은 유핵세포
수의 감소와 관련이 있다. 분만 방법의 차이가 조혈모세포에서 발현이 되는 CD34+수에 큰 영향을 주는지에
대해서는 논란이 있으나 제왕절개시 좀 더 그 수가 많다는 보고가 있다. 제대혈 채취법에는 크게 두가지 방법이
있다. 대부분의 경우 in vivo 상에서 즉, 분만 직후 태반만출 이전에 제대혈을 채취하는데, 모체혈액이
섞이지 않도록 회음부로부터 약간 떨어진 곳을 깨끗하게 닦고 포비돈과 알코올로 소독한 후 제대정맥에 큰 구경의
바늘을 삽입한다. 이때 항응고제가 처리된(주로 citrate-phosphase-dextrose) 밀폐된 채취백을
이용한다. In vitro 채취는 숙련된 채취자에 의해 분만실 밖의 지정된 장소에서 제대의 끝을 클램핑하고
태반을 원래 그대로 분만한 후 시행된다. 두가지 방법 중 대부분의 경우 in vivo 법으로 제대혈 채취가
이루어지고 있으며 이 경우가 in vivo 법에 비해 간편할 뿐만 아니라 채취양도 많고 총 유핵 적혈구수도
많다. |
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제대혈은행
제대혈은행은 조혈모세포를 포함한 줄기세포의 이식이 필요한 환자에게 제대혈이식을 할 수 있도록 분만 후 제대혈을
채취하여 소정의 검사과정 및 줄기세포의 분리, 가공 과정을 거쳐 냉동보관하였다가 필요 시에 공급하는 곳을 지칭한다.
그 운영목적에 따라 공여 제대혈은행과 가족 제대혈은행의 두가지 형태로 분류된다. 공여 제대혈은행은 제대혈을
기증받아 HLA가 일치하는 환자에게 비혈연 이식을 하기 위한 목적으로 설립되며 궁극적으로는 사회적인 의료 인프라에
속하고, 제대혈의 보관 및 검사 등에 필요한 비용을 주로 국가나 지방자치단에 등에서 지원한다. 이에 반해 가족
제대혈은행은 주로 민간 기업에서 수익사업으로 운영하는데 일정 금액의 보관료를 내면 장기간 보관해주고 아기나
가족이 필요로 할 때 독점 사용권을 보장하는 형태로 운영되고 있다. 공여 제대혈은행의 경우 초기에 HLA,
혈액형과 세포 수 등에 대한 테스트를 시행하여 해당 기준에 미달할 경우 폐기하도록 되어 있으나 가족 제대혈은행의
경우 모체 감염질환에 대한 검사에 국한되고 초기 HLA 테스트는 시행되지 않는다. 가족 제대혈은행은 “생물학적
보험(biologic insurance)”을 표어로 새로운 제대혈 보관을 유도하는 광고를 하고 있는데, 공여와
가족 제대혈은행에 대한 논란은 지속되고 있다. 미국산부인과학회는 “부모들은 투자에 대한 상환의 실현 가능성이
없는 서비스 구매를 지양하도록”하는 입장을 밝힌 바 있다. 자가 제대혈의 경우 유전적 변이가 줄기 세포에도
이미 존재하기 때문에 선천성 대사성 질환을 치료하는데 이용될 수 없고 몇몇 백혈병질환의 경우 염색체 이상과
관련 되어 있는데 이런 염색체전위가 태아혈액에서 발견된 바 있다. 이런 이유로 많은 소아 혈애학 전문의들은
백혈병의 치료하는데 자가 줄기 세포의 이용을 기피한다. 이에 비해 공여 제대혈은행은 인류의 보다 큰 선(good)을
행하는데 제대혈이 이용될 수 있다는 모토를 표방하고 있다. 특히 유럽에서는 가족 제대혈은행에 대한 제재가 심한데,
2002년 이탈리아에서는 법으로 가족 제대혈은행의 설립이 금지되기도 하였다. |
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기증된 제대혈의 선별검사
공여 제대혈의 경우 유전성 질환과 감염성 질환에 대한 광범위한 선별검사를 시행해야만 한다. 우리나라 보건복지부에서는
다음과 같이 제대혈 기증 제외 기준을 두고 있다(보건복지부 제대혈은행 표준업무지침 제3장 제8조 관련).
① B형 간염, C형 간염, 후천성 면역결핍증, 매독 등의 감염증이 있거나 병력이 있는 경우
② 악성 종양, 당뇨병(인슐린의존형), 내분비질환, 신경질환, 교원병, 혈액질환 등이 있는 경우
③ 해외에서 귀국한지 3주가 경과하지 않은 경우
④ 신생아로부터 4촌 이내의 가족 중 악성 종양, 유전성 혈액질환 및 대사질환, 선천성 면역결핍질환의 병력이
있는 경우
⑤ 임신경과 중 다태임신 또는 양수검사에서 염색체 이상으로 판명된 경우
⑥ 제대혈을 오염시킬 수 있는 산모의 음부감염이 확인되거나, 양수감염의 우려가 있는 경우
⑦ 상기 사항 이외에 분만을 담당하는 의사의 소견에 부적격으로 판단되는 경우
또한 제대혈의 폐기 기준을 두어 이미 기증된 재대혈이라도 보관대상에서 제외하도록 하고 있다(보건복지부 제대
혈은행 표준업무지침 제4장 제18조).
① 제대혈 채취백의 파손, 이물의 혼입, 응집이
확인 된 경우
② 처리전 제대혈의 세포생존율이 80% 이하인 경우
③ 제대혈은행에 도착한 처리전 제대혈의 항응고제를 제외한 양이 60㎖ 미만이거나 총 유핵세포수가 6×10³개
미만 인 경우
④ 보관 전 처리후 농축제대혈의 총 유핵세포수가 5×10?개 미만인 경우
⑤ 감염표지자선별검사에서 부적격 판정을 받은 경우
⑥ 세균배양검사에서 양성인 경우
⑦ 신생아에 대한 대사질환선별검사 결과 양성 또는 선천성 감염질환이 발견된 경우 따라서
제대혈 공여자인 신생이는 생애 첫 수년간 추적 관찰되어야 하며 공여 당시 가족력 등을 조사함으로써 악성
종양 뿐만 아니라 혈약학적 면역학적 이상 유무를 밝혀야 한다. 또한 분만 직후 B형, C형 간염, HIV와
매독 등에 대한 검사를 시행해야 한다. |
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국내 현황
우리나라의 경우 제대혈이식은 소수의 공여제대혈은행으로부터 시작되었으나 1997년부터 벤처기업들에 의해 가족
제대혈은행이 설립되면서 제대혈은행이 본격적인 궤도에 오르게 되었다. 최근에는 서울특별시립 보라매병원에 대규모의
공여 제대혈은행이 설립되었다. 공여 제대혈이 제대로 활용되기 위한 가장 중요한 인프라는 공여 제대혈은행간 네트워크
설립이다. 우리나라에도 2002년 중앙 제대혈데이터센터(Korea Network for Cord Blood,
KNCB)가 설립된 이래 현재 한국조혈모세포은행협회와 부산경남지역 제대혈은행, 삼성서울병원, (주)메디포스트,
(주)녹십자, (주)차바이오텍과 보라매병원 공여 제대혈은행이 공여 제대혈을 공동관리하고 있다. 이는 최근 한국제대혈네트워크(Korea
Network for Cord Blood, KoreaCORD)로 그 명칭을 변경하였고 2006년 1월부터는
보건복지부에서 발표한 제대혈은행 표준업무지침에 근거하여 공여 제대혈의 질관리에 기여하고 있다. 특히 “아름다운
공여 제대혈은행”을 표방하고 있는 서울특별시립 보라매병원 공여 제대혈은행(ALLCORD)이 설립되면서 우리나라도
선진국형 공여 제대혈은행의 체계를 갖추게 되었다. ALLCORD는 영리법인이 운영하는 대부분의 제대혈은행과는
달리 서울시가 지원하고 공공의료기관이 운영하므로 비교적 관리면에서 투명하며, 보건복지부의 표준업무지침을 준수하는
등 질적인 측면에서도 양호하다. 이런 공여 제대혈은행의 설립을 통해 제대혈의 순수기증 분위기가 사회 전반에
확산될 것으로 기대된다. |
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결론
제대혈이 조혈모세포의 새로운 공급원으로 그리고 난치병 치료의 열쇠로 부상하고 있는 이 시점에 산부인과 의사,
특히 산과 전문의사는 공여 제대혈은 행과 가족 제대혈은행에 관하여 임산부들에게 제일선에서 균형된 정보를 제공하도록
하며, 다음과 같은 사항을 염두에 두어야 할 것으로 생각된다.
① 산전진찰 시 방문하는
임산부에게 가족 제대혈은행과 공여 제대혈은행에 관한 객관적 정보를 제공하도록 한다.
② 현재 자신의 제대혈의 이식이 필요하게 될 확률은 약 2,700분의 1정도이며, 재생의학 분야에도 전도 유망한
연
구들이 이루어지고 있는데 이는 미래 자가 제대혈 사용의 빈도를 높일 것으로 추측되나, 현재까지는 임상적 연구
에서 증명된 바 없고 저장된 제대혈의 줄기세포의 수십 년 후까지의 장기 생존에 관한 시험된 바가 없다.
③ 자가이식을 목적으로 한 가족 제대혈은행은 공여 제대혈은행에 비해 국가의 제재를 덜 받고 있다.
④ 공여 제대혈은행은 일반인의 접근이 더욱 용이하며, 보다 비용 효율적이며, 인종적 다양성의 확립에도 기여한다. |
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