오주한 교수는 “현재 회전근개파열의 주된 치료는 봉합수술이지만 문제는 재파열률이 높다는 것”이라며 “이러한 점에서 자가줄기세포를 통한 재생치료는 정형외과질환 환자들에게 큰 희망이 돼줄 것”이라고 말했다.

(주)레보메드는 분당서울대학교병원, 서울대학교병원 본원, 건국대학교병원과 함께 [한국보건산업진흥원] 국산의료기기 신제품 사용자(의료기관) 평가 지원사업을 진행하고 있다.

그 중 분당서울대학교 병원 오주한교수와 ‘회전근 개 파열의 봉합에서 골수농축액 주입에 따른 재파열율 비교 임상시험’에서 “자가줄기세포 이용한 재생치료로 ‘어깨 건강’ 되찾는다”를 주재로 인터뷰를 진행하였다.

사람들은 나이 들면서 또는 예상치 못한 사고로 관절연골이나 힘줄이 손상되는 경우가 많다. 이들 조직은 신체 움직임과 직결되는 중요 조직이지만 한 번 손상되면 스스로 회복·재생이 불가능해 삶의 질이 크게 하락한다. 다행히 최근에는 자가줄기세포를 이용한 재생치료로 삶의 질을 높일 수 있게 됐다. 

- 자가줄기세포는 다소 생소한 개념이다. 구체적인 설명 부탁한다.

줄기세포는 다양한 세포의 뿌리가 되는 원시단계의 어린세포를 말한다. 대표적인 특징으로 자기복제능력과 다분화능력을 들을 수 있다. 특정 환경과 조건하에서 뼈·근육세포 등 여러 세포로 분화가 이뤄질 수 있으며 계속 증식할 수 있기 때문에 다양한 관절질환의 새로운 희망으로 떠오르고 있다.

자가줄기세포는 내 몸에서 추출한 줄기세포를 뜻한다. 주로 골수, 지방, 활액막, 혈액 등에서 채취할 수 있다. 초기에는 골수에서 주로 채취하여 많이 사용됐으나 점차 지방세포, 활액막, 혈액으로까지 범위가 확대되고 있다.

- 줄기세포 종류도 다양하다고. 이 중 자가줄기세포치료에 사용되는 것은. 

줄기세포는 배아줄기세포, 성체줄기세포, 역분화줄기세포 등 종류가 다양하다. 현재 자가줄기세포치료술에 사용되는 줄기세포는 성체줄기세포(성인의 혈액·지방·골수·신경·근육·피부·제대혈 등에 존재하는 줄기세포)다. 최근에는 성체줄기세포의 일종인 중간엽줄기세포(연골·뼈·지방·골수 등에 존재하는 줄기세포)가 주목받고 있다.

줄기세포치료에는 일차 배양해 성질이 확인된 줄기세포가 사용된다. 가령 골수줄기세포는 골수흡인액을 원심분리해 생긴 버피코트층의 단핵세포를 배양한 것을 말한다. 반면 지방줄기세포는 지방흡인물을 효소로 처리, 결합조직을 분해한 후 원심분리했을 때 생긴 하부의 간질구획을 단층 배양해 얻은 것을 말한다.

따라서 흔히 골수흡인농축액 또는 지방간질구획농축액 자체를 이식하고 줄기세포치료라고 말하는 데가 있는데 엄밀히 말하면 이는 맞지 않는 표현이라 할 수 있다.

- 자가줄기세포는 현재 어떤 질환에 활용되고 있나.

최근 재생의학이 대두되면서 손상·퇴화된 세포와 조직의 기능을 회복하기 위한 치료방법의 하나로 줄기세포가 주목받게 됐다. 이후 정형외과분야에서는 뼈·연골·힘줄(건)·인대 등 조직 재생과 관련해 많은 줄기세포연구가 진행되고 있다.

우리나라에서는 2011년 12월 보건복지부 신의료기술평가위원회로부터 ‘자가골수줄기세포’가 안전성과 유효성에 대한 최종 심의를 통과한 이후 활발하게 사용되기 시작했다.

초기에는 무릎관절의 골관절염에서 연골을 재생하기 위한 치료로 널리 사용됐고 현재는 골관절염 외에도 회전근개파열에서 힘줄재생, 광범위 골결손을 동반한 골절환자의 골재생 등 근골격계의 다양한 조직들을 치료하기 위해 사용이 시도되고 있다.

- 이전의 치료법과 비교해 효과는 어떤지.

정형외과분야에서도 스포츠의학과 어깨를 전공하고 있다. 따라서 어깨에서 가장 흔한 퇴행성질환인 회전근개파열 치료에 관해 꾸준히 연구 중이다.

회전근개는 파열되면 수술로 봉합하는 것이 주된 치료인데 문제는 끊어진 부위가 크고 오래되면 잘 붙지 않고 재파열률도 높다는 것이다. 이에 봉합을 더 단단하게 하는 기술적인 방법과 재파열률을 줄이기 위한 봉합기구가 지속적으로 발전돼왔다. 하지만 유의미하게 줄이지 못했으며 2cm 이상의 파열에서는 유합실패율이 20~94%까지 보고된 바 있다. 이에 최근에는 뼈와 힘줄 치유 자체를 증가시킬 수 있는 재생치료가 개선책으로 주목받기 시작했다.

현재 회전근개봉합술을 시행 후 추가적으로 봉합부위에 줄기세포를 투여, 힘줄의 치유를 촉진하기 위한 다양한 연구를 시도 중이다. 실제로 2013년 토끼 회전근개만성파열모델에서 지방기원 줄기세포가 회전근개지방변성의 호전과 회전근개유합에 도움을 줄 수 있다는 연구결과를 보고한 바 있으며 이를 통해 미국정형외과학회 및 미국견주관절학회에서 어깨학분야 최고학술상인 니어 어워드(Chalres S. Neer Award)를 수상했다. 사람 대상으로는 자기유래섬유아세포에서 기원한 줄기세포를 이용한 임상시험도 진행 중이다.

덧붙이자면 무릎관절염분야에서도 그간 2~3단계(관절염은 연골 손상정도에 따라 1~4단계로 구분)에서는 병의 진행을 늦추거나 손상된 관절을 회복시키기 위한 효과적인 치료가 없었다. 하지만 재생치료 도입 후 이 단계에서 연골 재생을 도모하기 위한 치료가 적극 시행되고 있으며 현재 자가골수농축액을 포함한 다양한 자가줄기세포가 치료에 사용되고 있다.

- 자가줄기세포치료술 적용이 어려운 환자군이 있는지.

자가줄기세포는 자신의 몸에서 채취한 성분이기 때문에 기존 줄기세포 부작용인 면역반응 등이 적다. 하지만 모든 근골격계질환에 적용될 수 있는 만능치료법은 아니다. 적응증 범위가 확대되고 있으나 아직 질환별로 명확한 기준이 없는 경우가 많아 환자들은 줄기세포치료를 통해 좋은 결과를 기대할 수 있는지 정형외과 의사와 충분한 상담이 필요하다.

또 무릎질환에서 연골은 손실정도와 환자의 연령에 따라 치료결과에 영향을 미친다. 연골손상이 광범위하게 진행된 말기관절염에서 자가줄기세포치료 성공률은 낮으며 노화가 진행될수록 줄기세포 활성도가 감소, 채취하기가 어렵다. 적절한 부위에서 자가줄기세포를 충분히 채취해야 치료할 수 있는데 고령이 되면 줄기세포가 없어 연령제한을 두고 있다. 자가골수농축액의 경우 우리나라에서는 15세 이상 50세 이하로 제한하고 있다.

- 현재 한국보건산업진흥원 주관 국산 의료기기 사용 활성화 지원사업 국책과제에 참여 중이라고.

최근 사업기관으로 선정돼 회전근개파열에서 자가골수농축액을 이용했을 때 효과를 알아보기 위한 임상연구를 수행하고 있다.

골수농축액에는 다능성줄기세포(모든 세포로 분화가 가능한 줄기세포)가 있어서 뼈·연골·힘줄세포로 분화가 가능하다고 알려졌다. 또 각종 성장인자 등을 함유해 본래 뼈와 힘줄 사이 이행부의 형태와 동일하게 회복하는 데 도움이 될 것으로 추정되고 있다.

이에 골수농축액이 손상된 회전근개 복구에 사용하는데 적격이라 보고 레보메드의 Tricell BMC PRO 바이오키트를 활용해 뽑은 농축된 골수줄기세포성분을 사용하기로 했다. 오염 없이 성장·재생인자가 풍부한 자가줄기세포를 추출하는 데 적합했기 때문이다.

또 골수농축액에 함유된 재생세포의 활성화와 복구·분화능력의 지속적인 유지를 위해서는 적절한 전달 매개체가 필요하다. 따라서 후보군으로 돼지에서 추출·정제한 1형 콜라겐(TypeⅠcollagen)으로 만든 아텔로콜라겐(atelocollagen) 제제를 선정했다. 힘줄 주요성분 중 하나로 주변조직과 유연하게 결합해 손상된 생체조직을 도포하는 흡수성 제재이기 때문이다. 이에 골수농축액을 해당 전달 매개체와 함께 회전근개파열의 봉합부위에 주입 후 이에 대한 치유효과를 영상의학 및 임상기능적으로 평가하고자 한다.

- 자가줄기세포치료와 관련한 향후 연구계획도 궁금하다.

단순히 줄기세포 자체뿐 아니라 줄기세포를 효과적으로 병변에 전달하기 위한 매개체에 대한 연구도 콜롬비아(Columbia) 대학 등 다양한 기관과 공동연구를 진행하고 있다. 나아가 3D프린팅 등의 기술을 활용, 원하는 성분을 효과적으로 병변에 전달할 수 있는 매개체를 개발 중이다. 현재 동물실험 단계에서 좋은 결과를 기대하고 있으며 결과가 정리되는 대로 발표를 진행할 예정이다.