무릎 관절 (변형성 무릎관절증)

요약 — 변형성 무릎관절증에서는 간엽계 줄기세포를 관절 안에 직접 주사하는 연구가 여러 나라에서 진행되었습니다. 국내 연구팀의 1/2상 연구(2014, 18명)에서는 고용량군에서 통증·기능 점수의 개선과 MRI·관절경으로 본 연골 관련 지표의 변화가 보고되었습니다. 일본에서는 간엽계 줄기세포를 이용한 관절 치료가 재생의료법의 제2종 재생의료로 분류되어, 위원회 심사와 후생노동성 제출 절차를 거쳐 의료기관에서 제공됩니다. 또 일본에서는 2012년 연골 결손을 대상으로 한 자가 배양 연골 제품이 승인된 바 있습니다.

변형성 무릎관절증이란

변형성 무릎관절증은 무릎 관절의 뼈끝을 덮고 있는 연골이 닳고, 그 아래 뼈와 관절막, 인대 등 관절 전체에 변화가 생기면서 통증, 붓기, 뻣뻣함, 움직임 제한이 나타나는 질환입니다. 나이가 들수록, 체중이 많을수록, 무릎을 다친 적이 있을수록 생기기 쉬우며, 여성에서 더 흔합니다. 계단을 오르내리거나 오래 걸을 때 통증이 심해지고, 진행하면 다리가 O자 모양으로 휘기도 합니다.

관절 연골에는 혈관이 없어 한번 손상되면 스스로 회복하는 능력이 매우 제한적입니다. 이 점이 연골을 되살리는 방법으로서 세포 치료가 오래 연구되어 온 이유입니다.

현재의 표준적인 치료

초기에는 체중 관리, 허벅지 근육을 강화하는 운동치료, 진통소염제, 보조기 등 보존적 치료가 중심입니다. 통증이 계속되면 스테로이드나 히알루론산 관절 주사가 쓰이며, 연골 손상이 국소적인 젊은 환자에서는 관절경 수술이나 연골 재생 수술이 검토됩니다. 관절 변형이 심해 일상생활이 어려운 경우에는 인공관절 수술이 확립된 치료입니다. 줄기세포 주사는 수술 전 단계에서 통증과 기능을 개선하고 진행을 늦출 수 있는지를 확인하려는 연구입니다.

줄기세포가 연구되는 이유

초기에는 주사한 간엽계 줄기세포가 연골세포로 분화해 닳은 연골을 채워 줄 것이라는 기대가 컸습니다. 그러나 이후 연구에서는 주사한 세포가 관절 안에 오래 머물며 연골이 되는 경우는 많지 않고, 오히려 세포가 분비하는 물질이 관절 안의 염증을 줄이고 연골세포를 보호하며 주변 조직의 회복 환경을 돕는 간접적인 작용이 중요하다는 견해가 많아졌습니다.

연구에 사용된 세포와 투여 방법

무릎 연구에는 주로 환자 본인의 지방 조직이나 골수에서 얻은 간엽계 줄기세포가 사용되며, 일부 연구에서는 다른 사람의 제대혈이나 제대 조직 유래 세포가 사용됩니다. 지방 조직은 비교적 간단한 지방 흡입으로 많은 세포를 얻을 수 있다는 장점이 있습니다. 세포는 배양해서 수를 늘린 뒤 주사하거나, 배양하지 않고 분리한 세포 분획을 바로 주사하는 등 방식이 다양하며, 이 차이가 결과에 영향을 줄 수 있습니다.

보고된 연구 성과

지방 유래 간엽계 줄기세포 관절강 내 주사 1/2상 (2014) — 국내 연구팀은 변형성 무릎관절증 환자 18명에게 본인의 지방에서 얻어 배양한 간엽계 줄기세포를 저·중·고용량으로 나누어 무릎 관절 안에 한 번 주사했습니다. 6개월 관찰 결과, 고용량군에서 무릎 기능 평가 점수와 통증 점수가 개선되었고, MRI에서 연골 결손 크기가 줄어드는 변화가 관찰되었으며, 관절경과 조직 검사에서도 연골 재생과 관련된 소견이 보고되었습니다. 연구 기간 중 심각한 이상사례는 없었다고 보고되었습니다. 이 연구는 학술지 Stem Cells에 게재되었으며, 용량에 따른 차이를 보였다는 점에서 이후 연구 설계의 근거가 되었습니다. 다만 대조군이 없는 소규모 개념 증명 연구였습니다.

관련 분야: 디스크 퇴행성 요통 (2021) — 허리 디스크의 퇴행으로 인한 만성 요통 환자를 대상으로, 동종 간엽계 전구세포를 디스크 안에 주사하고 위약과 비교한 무작위 연구가 36개월 결과를 보고했습니다. 일부 하위 집단과 시점에서 통증 감소가 보고되었습니다.

일본에서의 제공 형태

일본에서는 간엽계 줄기세포를 사용하는 관절 치료가 재생의료법상 '제2종 재생의료'에 해당합니다. 이를 제공하려는 의료기관은 제공계획을 작성해 특정인정재생의료등위원회의 심사를 받고 후생노동성에 제출해야 하며, 이 절차를 거친 의료기관에서 보험이 적용되지 않는 자유진료로 제공되는 경우가 많습니다. 이는 법이 정한 절차를 밟았다는 의미이며, 효과가 국가에 의해 인정되었다는 뜻은 아닙니다. 한편 일본에서는 2012년, 외상성 연골 결손 등을 대상으로 환자 본인의 연골세포를 배양해 이식하는 자가 배양 연골 제품이 재생의료 등 제품으로 승인되었습니다.

앞으로의 연구 과제

무릎 관절의 통증은 위약 효과가 크고 시간에 따라 변동이 있어, 대조군이 있는 무작위 연구가 특히 중요합니다. 어떤 단계의 관절염에, 어떤 출처의 세포를, 얼마나 주사해야 하는지, 효과가 얼마나 지속되는지를 확인하는 장기 연구가 과제로 꼽힙니다.

무릎 관절 연구에서 결과를 측정하는 방법

무릎 관절염 연구에서는 환자가 직접 답하는 설문으로 통증과 기능을 평가합니다. 대표적인 것은 통증, 뻣뻣함, 일상 기능을 묻는 WOMAC 지수와, 여기에 운동·여가 활동과 삶의 질을 더한 KOOS 점수입니다. 통증 자체는 0~10점의 숫자나 시각 아날로그 척도로 평가합니다. 치료 효과는 이러한 점수가 환자가 느낄 수 있는 최소한의 변화보다 크게 개선되었는지를 기준으로 판단합니다.

연골의 구조적인 변화는 MRI로 연골의 두께와 결손 크기를 측정하거나, 관절경으로 직접 연골 표면을 관찰해 국제연골복원학회(ICRS) 등급으로 평가합니다. 2014년 연구에서는 이러한 MRI·관절경 평가와 함께 조직 검사도 시행되었습니다. 다만 통증과 기능의 개선이 연골의 구조적 회복과 반드시 일치하지는 않아, 두 가지를 함께 평가하는 것이 중요합니다.

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

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