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줄기 세포 이식

작성자:

Martin Hertl

, MD, PhD, Rush University Medical Center

최근 전체 검토/개정 12 2018| 최근 내용 수정일 12 2018
주제 참고 자료

줄기 세포 이식은 건강한 사람으로부터 줄기 세포(미분화 세포)를 제거하여 심각한 혈액 질환이 있는 사람에게 주입하는 것입니다.

(이식의 개요도 참조.)

줄기 세포는 다른 많은 분화 세포가 파생될 수 있는 미분화 세포입니다. 줄기 세포는 다음에서 얻을 수 있습니다.

  • 태아가 태어난 후 탯줄의 혈액(산모가 기증함)

  • 골수(골수 이식)

  • 혈액

채취원으로 골수보다는 혈액을 선호하는데 그 이유는 시술이 덜 침습적이고 혈액 세포의 수가 신속히 정상으로 복원되기 때문입니다. 탯줄 혈액에는 성인에게 사용할 만한 충분한 줄기 세포가 포함되어 있지 않기 때문에 일반적으로 탯줄에서 얻은 줄기 세포는 아동에게만 사용합니다.

줄기 세포가 무엇일까요?

줄기 세포는 미분화 세포로서 혈액, 신경, 근육, 심장, 선 세포, 피부 세포 등 인체에서 200 가지의 세포 중 하나가 될 수 있는 잠재력을 가진 세포입니다.

일부 줄기 세포는 체내에서 모든 종류의 세포가 될 수도 있습니다. 그리고 어떤 줄기 세포는 부분적으로 분화되어 예를 들어 일부 신경 세포만 될 수 있습니다.

줄기 세포는 특화가 시작될 때까지 분화되어 더 많은 줄기 세포를 생산합니다. 분열이 계속되다가 점차 분화되어 결국에는 한 가지 종류의 세포만 될 수 있는 능력만 남게 됩니다.

연구자들은 파킨슨병, 당뇨, 척추 부상 등으로 손상되거나 파괴된 세포 또는 조직을 고치거나 대체하기 위해 줄기 세포를 사용하기를 바라고 있습니다. 연구자들이 특정 유전자를 유발시킴으로써 줄기 세포를 분화시켜 대체에 필요한 세포로 만드는 것이 가능할 수도 있습니다.

연구자들은 현재까지 다음 채취원으로부터 줄기 세포를 얻을 수 있습니다.

  • 배아

  • 태아

  • 제대혈

  • 아동 또는 성인의 골수

  • 유도된 다능성 줄기 세포(줄기 세포처럼 작용하도록 변경할 수 있는 성인의 특정 세포)

배아: 시험관 수정 시에 남자의 정액과 여자의 난자 몇 개를 배양 접시에 놓습니다. 정자와 난자가 수정되고 나면 세포가 분화되어 배아가 형성됩니다. 몇 개의 건강해 보이는 배아를 여자의 자궁에 위치시킵니다. 나머지는 폐기하거나 냉동시켜 필요 시 나중에 사용합니다.

줄기 세포는 사용되지 않은 배아에서 채취할 수 있습니다. 이후 배아는 완전한 인간으로 성장할 능력을 잃게 되므로, 배아의 줄기 세포를 사용하는 것은 논쟁의 소지가 있습니다. 하지만 연구자들은 줄기 세포에는 다양한 세포를 생산할 잠재력이 있고 이식 후에 생존할 가능성이 가장 높다고 생각합니다.

태아: 배아가 8주 동안 자라고 나면 이것을 태아라고 합니다. 줄기 세포는 유산 또는 낙태된 태아에서도 얻을 수 있습니다.

탯줄: 줄기 세포는 아이가 태어난 후 탯줄 또는 태반에 있는 혈액에서도 얻을 수 있습니다. 이러한 줄기 세포는 혈액 세포만 생산할 수 있으며, 불과 최근에서야 이식에 사용되었습니다.

아동 및 성인: 아동과 성인의 골수와 혈액에는 줄기 세포가 포함되어 있습니다. 이 줄기 세포는 혈액 세포만 생산할 수 있습니다. 그리고 주로 이식에 사용됩니다.

유도된 다능성 줄기세포: 과학자들은 다른 세포(혈액 또는 피부 세포)가 줄기 세포 역할을 하도록 유도하는 방법을 개발하고 있습니다. 이들 세포는 성인에게서 채취합니다. 이들 세포를 유도하는 한 가지 방법은 유전자에 영향을 주는 물질과 함께 세포를 주사하는 방식인데 이 과정을 재프로그래밍(reprogramming)이라고 합니다.

유도 줄기 세포의 개발의 사용은 여전히 실험 단계에 있습니다.

줄기 세포 이식은 백혈병과 같은 혈액 질환, 특정 유형의 림프종(호지킨 림프종 포함), 재생 불량성 빈혈, 지중해 빈혈, 낫적혈구병, 일부 선천성 대사 질환 또는 면역결핍 질환(만성 육아종증 등)의 치료 수단으로 사용될 수 있습니다.

줄기 세포는 특정 암 치료를 위한 고용량 화학요법이나 방사선 요법을 받은 사람에게도 이식될 수 있습니다. 그러한 치료는 줄기 세포를 생산하는 골수를 파괴하기 때문입니다. 줄기 세포 이식은 유방암이나 신경아세포종(신경 조직에서 발생하는 일반적인 아동 암) 등 장기의 암을 치료하는 동안 파괴되는 골수 세포를 대체하기 위해 사용할 수도 있습니다. 의사들은 다발성 경화증 등의 일부 자가면역 장애를 치료하기 위해 줄기 세포 이식을 사용하는 방법을 연구하고 있습니다.

림프종 환자의 약 30~40%와 백혈병 환자의 약 20~50%는 줄기 세포 이식을 포함하여 치료를 받은 후에 암이 사라집니다. 이 시술은 다발 골수종이 있는 사람의 생명을 연장시켜줍니다. 유방암에는 효과가 덜한 편입니다.

절차

줄기 세포는 다음일 수 있습니다.

  • 자신의 세포(자가 이식)

  • 제공자의 세포(동종 이식)

암 환자에게 자신의 세포를 투여하려면 세포를 손상시킬 가능성이 있는 화학요법 또는 방사선 요법을 하기 전에 세포를 채취해야 합니다. 이 세포를 치료 후에 인체에 다시 주입합니다.

제공자에게서 받은 줄기 세포의 경우, 줄기 세포 이식 전에 면역 체계 억제를 위해 약물(면역억제제)을 투여합니다.

혈액으로부터

성인에게서 받는 줄기 세포는 외래 시술을 통해 혈액에서 얻을 수 있습니다. 우선, 줄기 세포를 채취하기 며칠 전에 골수에서 더 많은 줄기 세포가 혈류로 방출되도록 하는 약물(집락자극인자라 함)을 제공자에게 투여합니다. 한쪽 팔에서 카테터를 통해 혈액을 뽑아 줄기 세포를 분리하는 기계에 순환시킵니다. 나머지 혈액은 다른 팔에 삽입된 카테터를 통해서 몸으로 다시 돌려보냅니다. 충분한 양의 줄기 세포를 얻기 위해 일반적으로 며칠 동안 약 2~4시간의 6개 작업 과정을 거칩니다. 줄기 세포는 냉동시켜 나중에 사용하기 위해 보관할 수 있습니다.

골수로부터

골수 이식을 위해 제공자에게는 전신 마취 또는 국소 마취를 실시합니다. 그 다음에 의사가 주사기로 제공자의 관골에서 골수를 뽑아냅니다. 골수를 채취하는 데에는 약 1시간이 걸립니다.

공여자에게

줄기 세포는 1~2시간에 걸쳐 환자의 정맥에 주입합니다. 주입된 줄기 세포는 환자의 뼈로 들어가 증식을 시작하고 혈액 세포를 생산합니다.

줄기 세포 이식 후

이식 후, 합병증 예방하기 위한 약을 투여합니다(아래 참조).

줄기 세포 이식 환자는 일반적으로 1~2 개월 병원에 입원합니다.

퇴원 후 후속 방문은 정기적으로 실시합니다. 대부분의 사람들이 회복하는 데에는 약 1년이 소요됩니다.

합병증

감염

화학요법이나 방사선 요법으로 인하여 수용자의 백혈구가 파괴되었거나 그 수가 감소하였기 때문에 줄기 세포 이식에는 위험이 따릅니다. 그 결과, 기증된 줄기 세포가 감염 방어를 위해 충분한 백혈구를 생산할 수 있을 때까지 2~3주 동안에는 감염 위험이 매우 높습니다.

환자를 (이식된 세포가 백혈구 생산을 시작할 때까지) 당분간 격리시키면 감염 위험이 낮아질 수 있습니다. 이 시기에는 병실에 들어가는 모든 사람들이 마스크와 가운을 착용하고 손을 철저히 씻어야 합니다.

수용자에게는 다음을 투여합니다.

  • 혈액 세포(감염에 대항하는 데 도움을 주는 백혈구 포함) 생산을 촉진하는 집락자극인자

  • 감염 위험을 낮추는 데 도움을 주는 항생제

이식편대숙주병

다른 사람에게서 받은 새로운 골수가 환자의 세포를 공격하는 세포를 생산할 가능성이 있고 그러면 이식편대숙주병이 발생할 수 있습니다. 이 병이 발생한 사람의 약 20~40%가 사망합니다.

그러므로 다른 사람의 골수를 받았다면, 이식편대숙주병과 거부반응을 예방하기 위해 면역억제제를 수용자에게 투여합니다.

원래 장애의 재발

원래 장애가 재발하는지 여부는 다음에 달려 있습니다.

  • 원래 장애

  • 심한 정도

  • 사용한 이식 유형

원래 장애는 다음에서 재발합니다.

  • 자가 줄기 세포가 제공된 환자의 40~75%

  • 다른 사람의 줄기 세포가 제공된 환자의 10~40%

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