삿포로의과대학의 '자가 혈청 배양' 줄기세포 — 뇌경색 연구에서 척수손상 승인까지

요약 — 일본 삿포로의과대학 연구팀은 환자 본인의 골수에서 얻은 간엽계 줄기세포를 본인의 혈청으로 배양해 정맥으로 투여하는 방법을 개발했습니다. 이 기술은 뇌경색 환자 12명을 대상으로 한 연구(2011)에서 신경학적 점수와 영상 지표의 변화를 보고했고, 이후 척수손상 분야에서 2018년 일본의 조건·기한부 승인 제품으로 이어졌습니다. 이 글은 이 기술의 특징과 발전 과정, 그리고 정맥 투여를 둘러싼 연구 쟁점을 정리합니다.

세포를 키우는 '배양액'이 왜 중요한가

간엽계 줄기세포를 치료에 쓰려면 골수에서 얻은 적은 수의 세포를 실험실에서 수천만 개 이상으로 늘려야 합니다. 이때 세포가 자라는 데 필요한 영양과 성장 신호를 주기 위해 전통적으로 소의 태아 혈청을 배양액에 넣어 왔습니다. 그런데 동물 유래 성분은 알려지지 않은 감염원이 섞일 가능성, 사람 몸에서 면역 반응을 일으킬 가능성이 있어 임상 적용에서 과제로 지적되었습니다.

삿포로의과대학 연구팀은 이 문제를 줄이기 위해 소 혈청 대신 환자 본인의 혈액에서 얻은 혈청을 사용하는 방법을 개발했습니다. 연구팀은 이 방식으로 배양한 세포가 빠르게 자라 비교적 짧은 기간에 충분한 수를 얻을 수 있다고 보고했습니다. 이는 손상 후 이른 시기에 세포를 투여해야 하는 뇌경색이나 척수손상에서 중요한 장점입니다.

2011년 뇌경색 연구

연구팀은 이 기술로 배양한 자가 간엽계 줄기세포를 뇌경색 환자 12명에게 정맥으로 한 번 투여한 결과를 학술지 Brain에 발표했습니다. 투여 후 신경학적 결손 점수(NIHSS)의 개선 속도가 빨라졌고, 투여 직후 1주 동안 MRI상 병변 부피가 줄어드는 변화가 관찰되었다고 보고되었습니다. 투여와 관련된 심각한 이상사례는 보고되지 않았습니다. 다만 대조군이 없는 소규모 연구였기 때문에, 뇌경색 후의 자연 회복이나 재활치료의 효과와 구분하기 어렵다는 한계가 있었습니다.

척수손상으로의 확장과 2018년 승인

연구팀은 같은 기술을 척수손상에 적용했습니다. 척수손상 환자에게 손상 후 비교적 이른 시기에 세포를 정맥 투여하는 연구를 진행했고, 이 기술을 바탕으로 한 제품은 2018년 12월 일본 후생노동성으로부터 척수손상에 따른 신경 증상과 기능장애의 개선을 목적으로 조건·기한부 승인을 받았습니다. 연구팀은 2021년 척수손상 환자 13명의 증례 시리즈에서 ASIA 손상 척도와 운동·감각 점수의 개선을 보고했습니다. 하나의 배양 기술이 두 질환의 연구를 거쳐 실제 승인 제품까지 이어진 사례라는 점에서, 일본 재생의료의 대표적인 흐름으로 자주 소개됩니다.

해외의 정맥 투여 연구

미국에서는 발병 후 6개월 이상 지난 만성 뇌경색 환자 36명에게 다른 사람의 간엽계 줄기세포를 정맥 투여한 1/2상 연구(2019)가 12개월 동안 신경학적 점수와 일상생활 수행 능력의 개선을 보고했습니다. 반면 급성 뇌경색 환자를 대상으로 성체 전구세포(MAPC)를 투여한 무작위 이중맹검 2상 연구 MASTERS(2017)는 90일 시점의 기능 회복에서 위약군과 유의한 차이를 보이지 않았고, 더 이른 시간에 투여받은 환자에서 좋은 경향이 있었다는 탐색적 결과를 제시했습니다. 투여 시기와 세포의 종류가 결과에 영향을 줄 수 있음을 보여 주는 결과입니다.

쟁점: 정맥으로 넣은 세포는 어떻게 뇌에 작용하는가

뇌에는 혈액 속 물질이 함부로 들어오지 못하게 막는 혈액뇌장벽(BBB)이 있습니다. 정맥으로 투여된 세포의 상당수는 먼저 폐 같은 다른 장기에 머문다고 알려져 있어, 세포가 뇌에 직접 도달해 작용하는지, 아니면 세포가 분비하는 물질이나 몸 전체의 면역 조절을 통해 간접적으로 작용하는지가 중요한 연구 주제입니다. 뇌 손상 직후에는 혈액뇌장벽의 기능이 약해진다는 점, 세포가 분비하는 미세한 소포(엑소좀)가 장벽을 지날 수 있다는 점 등 여러 가설이 연구되고 있습니다. 간엽계 줄기세포의 임상 적용에 관한 총설도 작용 기전의 규명을 남은 과제로 꼽습니다.

정리

삿포로의과대학의 자가 혈청 배양 기술은 안전하고 빠르게 세포를 준비한다는 실용적인 문제를 해결하며 뇌경색 연구에서 척수손상 승인 제품으로 이어졌습니다. 뇌경색에서의 효과를 확인하려면 대조군이 있는 연구가 필요하며, 투여 시기와 작용 기전에 관한 연구가 계속되고 있습니다. 자세한 내용은 '뇌경색'과 '척수손상' 페이지에서 확인할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

Q. 삿포로의과대학의 뇌경색 치료는 승인되었나요?
승인된 것은 척수손상을 대상으로 한 제품이며, 뇌경색을 대상으로 승인된 간엽계 줄기세포 제품은 없습니다. 뇌경색에 대한 효과를 확인하려면 대조군이 있는 연구가 필요합니다.

Q. 언제 투여하는 것이 좋은가요?
급성기, 아급성기, 만성기 가운데 어느 시기가 적절한지는 아직 정해지지 않았습니다. MASTERS 연구에서는 더 이른 시간에 투여받은 환자에서 좋은 경향이 탐색적으로 보고되었고, 미국 1/2상은 만성기 환자를 대상으로 했습니다.

Q. 자가 혈청 배양에는 시간이 얼마나 걸리나요?
배양 기간은 환자의 세포 상태 등에 따라 달라지며, 연구팀은 이 방식이 비교적 짧은 기간에 필요한 세포 수를 얻는 데 유리하다고 보고했습니다. 구체적인 기간은 해당 제품의 공개 자료로 확인할 수 있습니다.

임상시험 정보를 찾아보는 방법

진행 중이거나 완료된 임상시험은 공개 등록 사이트에서 확인할 수 있습니다. 미국 국립의학도서관이 운영하는 ClinicalTrials.gov와 일본 후생노동성이 운영하는 jRCT에는 각 연구의 목적, 대상 환자의 조건, 투여 방법, 평가지표, 실시 기관, 진행 상황이 공개됩니다. 연구 결과는 이후 학술지 논문으로 발표되며, 이 글 아래의 참고 문헌 링크로 원문 정보를 확인할 수 있습니다. 공개 등록되지 않은 시술은 연구 설계와 결과를 외부에서 검증하기 어렵다는 점도 함께 알아 두면 좋습니다.

위 내용은 공개된 논문과 공공기관 자료에 보고된 결과를 요약한 것입니다. 대학·연구기관의 이름은 연구 출처를 밝히기 위한 것이며, 특정 의료기관의 소개나 추천이 아닙니다. 치료의 적합성은 담당 의료진이 판단합니다.

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