“반려동물 줄기세포은행 준비 중”

VIP동물의료센터, 다양한 시술에 세포치료 적용

동물병원에서 줄기세포 치료가 활발해지면서 최근에는 줄기세포치료만을 전문으로 하는 동물병원도 개원되고 있다.

VIP동물의료센터 산하에 개원한 줄기세포센터는 국내에서는 드물게 세포 및 조직처리시설, 밀폐된 무균 실험실(Clean Room) 등을 갖추고 있으며, 최근에는 종양과 대사성 질환 분야의 권위자인 김정환연구원장을 영입하며 한층 업그레이드된 행보를 펼치고 있다. 줄기세포센터 김정환 연구소장을 만나봤다.

Q. VIP동물의료센터의 줄기세포센터에 대한 소개 부탁드립니다.

저희는 국내에서는 드물게 세포/조직처리시설 및 밀폐된 무균 실험실(Clean Room)을 별도의 전용 공간으로 갖추고 있으며, 이를 통한 무균공정으로 보다 나은 품질의 줄기세포를 생산합니다. 아울러 배양 과정 전반에 걸쳐 각종 검사를 통해 저품질의 세포를 선별 후 제거하고 있으며, 정기적으로 세포품질검사도 실시됩니다. 이를 통해 2차 동물병원의 각 과별 협진을 통해 환자에게 최선의 줄기세포 치료 서비스를 제공하고 있습니다.

최근에는 반려동물 줄기세포은행도 준비하고 있습니다. 줄기세포은행은 가장 신선하고 기능이 뛰어난 상태의 줄기세포를 동결보존하여 환자에게 필요할 때 건강 보조역할이나 각종 치료에 도움을 얻는 것을 목적으로 합니다. 동거견, 동거묘에게도 투여할 수 있어 반려동물 가족 전체의 건강 관리와 치료에 활용할 수 있습니다.

Q. 줄기세포 치료는 어떤 환자 케이스에 적용하시나요?

줄기세포에는 Homing effect, 즉 손상된 부위를 스스로 찾아가는 특성이 있습니다. 폐→심장→간/뇌/척추/췌장/비장/신장/망막/골수/관절 등 내부기관→피부를 거쳐 전신을 순환하게 됩니다. 줄기세포는 이 과정에서 손상이 있는 부위에 잔류하여 증식 분화의 과정을 통해 치유를 돕게 됩니다.

그렇기때문에 조직 재생, 분화, 면역조절, 항염증 등 줄기세포의 주요 기능에 해당에는 분야에는 광범위한 적용이 가능한 것으로 여겨집니다. 만성, 난치성, 근골격계, 신경계, 심장, 신장, 간장, 위장관 계, 내분비 계, 면역성 질환, 고양이 질환(구내염/천식) 등이 일반적인 적용 범위입니다.

최근에는 측 분비효과(Paracrine effect)를 통해 케모카인, 사이토킨 등의 분비를 촉진해 손상된 장기 및 조직 주위의 미세환경을 개선시켜 스스로 치유하도록 돕는 치료가 시행되고 있습니다. 줄기세포 연구는 단순히 배양된 줄기세포를 환자에게 주입하는 것을 넘어서 특수 처리된 줄기세포의 적용이나 사이토카인, 엑소좀 등 세포 간의 신호전달 체계를 통제하는 등의 보다 정교한 치료로 저변을 넓혀가고 있습니다.

Q. 줄기세포 치료는 병원마다 치료 결과에 차이가 크다는 지적이 많습니다. 그 이유가 뭐라고 생각하시나요?

우선 배양 과정의 문제가 있겠습니다. 치료목적으로 제조되는 세포치료물질은 감염으로부터 완벽하게 보호되어야 합니다. 특히 병원 환경은 각종 병원체가 부유하고 있을 가능성이 높기에, 병원에서 생산되는 줄기세포는 연구실 환경에서의 줄기세포 생산보다 세심한 관리가 요구됩니다. 이를 위하여 독립된 조직처리실을 갖추어 1차 오염을 차단하고, 이후 세포추출 및 배양 작업공간은 ISO 규격에 따른 무균 실험실(Clean Room)에서 생산하는 것이 바람직합니다.

또한 배양된 세포가 오염되진 않았는지, 줄기세포인지, 일반 세포인지, 일반 세포가 섞여 있다면 얼마나 포함되어 있는지, 활성도는 어떤지 등을 판별하기 위한 세포품질검사가 이루어져야 합니다. 그래야 배양 과정에서 높은 순도와 활성도를 지닌 줄기세포를 선별할 수 있게 됩니다. 물론 선별과정에서 탈락한 세포는 과감히 폐기해야 합니다. 건강하고 능력 있는 줄기세포만 치료에 활용되어야 한다는 명제는 매우 분명하나, 이러한 과정이 생략되는 일이 많습니다. 원내에서의 현미경을 통한 제한적 세포검사를 넘어서 연구실 단위의 품질검사가 필요한 이유입니다.

배양 단계의 마지막 측면으로, 줄기세포를 누구에게서 채취하느냐 여부도 짚고 넘어가야 합니다. 여러가지 이유로 보호자들에게는 자가줄기세포가 선호되나, 줄기세포 치료가 필요한 반려동물은 이미 질환을 앓고 있거나 고령인 경우가 많습니다. 추후 세포품질검사가 진행되기는 하지만, 치료 설계 단계에서 환자의 상태를 면밀히 판단하고, 데이터가 좋지 못한 환자에서는 1세 미만의 건강한 동종에서 채취한 타가줄기세포에 대한 고려가 반드시 필요합니다.

이러한 시설과 과정이 배제된다면 배양된 줄기세포의 안전성과 품질을 보증하기 어렵습니다.

다음으로 잘 배양된 세포를 전달하는 적용 루트, 배양단계(Passage), 세포의 수에 대한 부분입니다.

첫째, 각 질환에 맞는 적용 루트에 대한 연구가 필요합니다. Homing efef ct로 인해 정맥 주사를 통한 적용이 가장 보편적이지만 각종 연구결과에 따르면 보다 오래, 많이 잔류하는 장기가 있는 반면에 그렇지 못한 장기도 있습니다.

또한 순환 과정에서 소요되는 시간이 비교적 길기도 합니다. 그 때문에 각 질환별 적용 루트에 대한 사전 연구가 되어 있어야 보다 효과적인 치료가 가능하다 하겠습니다. 정맥주사 이외에도 국소부위 주사로 관절강 주사, 복강주사 등 다양한 적용 루트가 있으며, 최근에는 한방 협진으로 침 치료와 연계한 적용 방법도 진행된 바 있습니다.

그리고 줄기세포를 몇 번 계대 배양할 것이냐 여부도 중요한 요소라고 볼 수 있습니다. 세포를 많이 분화시키면 적은 노력과 비용으로 많은 세포를 확보할 수 있기에, 병원 입장에서는 보다 많은 수익을 거둘 수 있습니다. 그러나 많은 연구에서 Passage 5를 넘어가게 되면 세포 효용의 감소가 발생하기 시작한다는 사실이 확인되었습니다. 따라서 적정 단계의 세포를 주입하는 것이 좋습니다. 보통 Passage 4단계의 세포부터 환자에게 적용이 가능한 것으로 여겨지고 있으며, 저희 센터에서는 Passage 3~4 단계의 세포를 적용하고 있습니다.

마지막으로 환자에게 적용하는 양도 고려 사항입니다. 병원에 따라 다소 적게 주입되기도 하는 모양인데, 저희는 각종 연구 및 논문을 기반으로 질환별, 부위별, 환자별로 가장 적합한 세포 수를 선정하고 있습니다.

Q. 처음 동물 줄기세포 치료를 시작하려면 어떠한 장비와 재료가 필요할까요?

고정 장비로 세포 배양 전 과정에 필요한 클린벤치(세포 처리공간)와 석션시스템(세포 배양액 제거), CO2 incubator(세포 배양), Centrifuge (세포 배양),피펫 세트(세포 처리 도구), Hemocytometer (세포 수 계산), 광학 현미경(세포 관찰), Deep freezer (세포 동결), 질소탱크 (세포 동결 보존), Water bath (세포 해동 및 배지 온도 유지), 냉장고(배양액 보관) 실험실 의자, 테이블이 필요합니다.

다음으로 세포 배양액과, 세포 배양 디쉬, 배양/계대/수확/동결 과정에서 필요한 약물들, 배양 및 동결 보존에 필요한 소모품 등을 준비해야 합니다. 그 외에 센터별 솔루션에 따른 차이가 일부 있을 수 있습니다.

Q. 줄기세포 치료는 어느 부위에서 세포를 채취하는지에 따라 시술 결과에 영향을 미친다고 들었습니다. VIP동물의료센터에서는 어떻게 하고 계신지 궁금합니다.

저희 센터에서는 지방조직 및 중성화 수술에서 폐기되는 난소, 고환 유래의 성체줄기세포가 주로 활용되고 있습니다. 지방조직 유래 줄기세포는 건강한 환자의 수술 과정 중에 수득이 가능하며, 골수보다 300배 이상 많이 존재한다는 장점이 있습니다.

Q. VIP동물의료센터에서는 타가 줄기세포도 사용하시는 것 같습니다. 타가 줄기세포는 어떠한 방법으로 얻고 계신가요?

전신 건강 상태가 양호한 1살 이하 어린 연령의 개체에서 보호자 동의를 받아 기증받은 지방조직, 성선조직을 채취하여 세포를 분리하고 있습니다.

Q. 줄기세포 채취부터 환자 주입시까지 줄기세포 치료시 동물병원에서 주의해야 할 사항에 대해 말씀해 주세요.

줄기세포치료를 결정하기 전에 환자에게 종양이 있는지 전신 스크리닝을 실시해야 합니다. VDI 종양지표검사를 포함하여 건강검진 수준에 준하는 사전 검사를 실시합니다. 이외 수혈 등에서 부작용 경험이 있는 환자에게는 타가줄기세포의 사용을 배제하며, 종양 이력이 있거나 심한 감염증, 임신, 색전증 등의 상태에서는 줄기세포 치료를 권장하지 않습니다. 또한 줄기세포 치료시 병행하면 안되는 약물이나 치료에 대한 사전 소통에도 신경을 써야 합니다. 해당 단계 이후 치료가 결정되어야 합니다.

채취 단계에서는 자가줄기세포와 타가줄기세포로 나누어 생각을 해보아야 할 것 같습니다. 우선 타가줄기세포는 저연령의 건강한 반려동물에서 중성화 수술 등을 통해 자연스럽게 채취가 진행됩니다. 따라서 오염에 대한 주의 이외에는 특별하게 더 신경 쓸 부분은 없을 것 같습니다. 다만 자가줄기세포에서는 고려해야 할 부분이 조금 있는데, 환자의 연령이나 상태에 대한 면밀한 판단이 필요합니다. 채취된 세포의 활성도가 떨어지는 문제도 있지만, 채취 과정에서 필수적인 마취 등의 과정을 환자가 견디지 못할 가능성이 있기 때문입니다. 채취 과정 자체는 특별한 부분이 없기 때문에 일반 외과 수술시의 처치에 준하여 진행하시면 되겠습니다. 채취 이후 신속하게 시설로 전달될 수 있도록 진료 일정 공유 등의 진료 체계도 확립할 필요가 있습니다. 치료 전후 30분 정도는 수액 처치를 합니다. 면역반응의 예방을 위해서 30분 전 전처치 주사를 합니다. 이후 이어지는 주입은 분당 0.5 ml 정도의 속도로 20∼30분 이상 천천히 실시합니다. 이때 주사기를 부드럽게 흔들어 뭉쳐져 있는 세포를 충분히 풀어서 주입해야 합니다. 혈관기형, 혈관종 등 동정맥 션트 플로우가 있을 경우 해당 부위 인근에서 혈관주사를 금합니다.

Q. 줄기세포 치료는 부작용에 대한 문제로 인해 치료를 꺼릴 수 있을 것 같습니다. 그동안 부작용은 없었는지 궁금합니다.

이론적으로 발진, 소양증, 천식, 폐수종, 부종, 아나필라틱 쇼크, 알러지 반응. 세균성 감염 반응으로 오한, 열, 저혈압, 구토, 폐수종, 폐출혈, 혈전증, 타가 세포에 대한 세포성/체액성 면역반응 등의 케이스가 보고된 바 있습니다. 하지만 줄기세포는 수혈처럼 면역 과민반응이 매우 드물게 발생합니다. 만약 면역 반응이 발생할 경우, 수혈 부작용 처치 원칙과 동일하게 조치하면 대부분 쉽게 회복됩니다.

인의 쪽의 연구 결과를 보면 2,158회 시술에서 저혈압, 두드러기, 구토 등 12건(0.55%)의 부작용이 있었으며, 저희 측 결과 역시 1건(주입부위 부종, 열감 / 1일 뒤 개선)의 경미한 부작용이 확인되었습니다.

이외에 종양 관련 부작용에 대한 걱정을 종종 마주하게 되는데, 이는 배양중 종양화와 주입 후 종양화로 나뉩니다. 전자는 특수한 조건 없이 불멸의 세포인 종양세포를 만들어낼 수 있다면 이는 상당한 과학적 진전에 해당합니다. 즉, 불가능에 가깝다고 볼 수 있습니다. 배양 중 종양이 자연적으로 발생할 확률은 어린 개체에서 종양이 발생할 확률보다 훨씬 작고, 발생한다 해도 배양 중에 그 사실을 미리 발견, 스크리닝 할 수 있습니다. 후자 역시도 사실상 무의미한 논의인데, 현재 건강한 환자에게 나중에 종양이 발생할 가능성을 말하는 것과 같습니다. 인의에서 2000 건 이상의 5년 이상 추적 관찰 결과, 종양 발생 케이스는 없었습니다.

Q. 줄기세포 치료를 전문으로 하는 동물병원을 개원하고 싶어하는 수의사분들에게 조언 부탁드립니다.

줄기세포는 만병통치약이 아니며, 치료 효과가 확인되지 않은 질병이 여전히 많습니다. 정확한 연구 데이터 없이 진행하는 무분별한 치료는 보호자를 현혹하여 피해를 입히는 일이 됩니다. 아울러 이러한 행동은 해당 시술을 진행한 병원 뿐만 아니라, 줄기세포 치료를 시행중인 전체 병원에 대한 불신을 초래할 수 있다는 점에서 신중해야 합니다.

또한 적용 가능한 적절한 환자를 선정하는 것부터 치료의 시작이라고 볼 수 있습니다.

줄기세포를 정확히 적용하기 위해서는 넘어야 할 산이 많지만, 적절히 적용할 수 있다면 난치성 질환 환자가 명확한 차도를 보이거나, 노령 환자에서 전신상태가 개선되는 등 줄기세포 치료의 매력과 이를 포기할 수 없는 이유를 발견하게 되실 것입니다. 줄기세포 치료는 기존 치료와 병행하거나, 이전 치료의 반응이 부족하여 치료를 포기한 환자가 한계를 극복하도록 돕는 하나의 대안책이 될 수 있습니다.

안혜숙기자 ivetclinic@naver.com