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고농도 줄기세포 이식 망가진 무릎관절 되살린다

연세사랑병원 의료진이 무릎 퇴행성관절염 환자에게 줄기세포 시술을 하고 있다. 줄기세포 치료는 인공관절 수술을 대체할 만한 치료법으로 주목받고 있다. 사진=신동연 객원기자

줄기세포 치료는 재생의학의 꽃이다. 희귀·난치병은 물론 고령화·만성질환으로 손상된 조직이나 세포를 재생해 본래 기능을 복원한다. 현재 임상에서 활발하게 적용하고 있는 분야는 무릎관절의 연골 재생이다. 2011년 보건복지부 신의료기술평가위원회로부터 안전성·유효성을 인정받으면서 빠르게 확산되고 있다. 국내에서는 연세사랑병원이 줄기세포 연골재생 치료·연구를 주도하고 있다. 최근에는 줄기세포 지지체를 활용해 치료의 정확성을 높여 연골 재생 능력을 끌어올렸다. 줄기세포 연골 재생 치료효과와 연구성과를 알아봤다.

줄기세포 치료로 손상된 무릎 기능 84% 향상

줄기세포는 인체 조직을 만드는 원시세포다. 손상된 조직을 재생하는 역할을 한다. 이런 원리를 무릎 퇴행성관절염에 적용한 것이 ‘줄기세포 연골재생 치료’다. 닳아버린 연골에 줄기세포를 주입해 건강한 연골이 만들어지도록 돕는다.

 연골은 자체 재생 능력이 떨어진다. 한번 찢어지거나 닳으면 스스로 이전 상태로 회복하기 힘들다. 연골에는 통증을 느끼는 신경세포가 없다. 손상이 돼도 별다른 느낌을 받지 않는다. 무릎이 아파 병원을 찾았을 땐 연골 손상이 진행된 경우가 많다.

줄기세포 연골 재생 치료는 퇴행성관절염을 치료·예방하는 데 효과가 있다. 연골이 아직 남아 있는 초·중기 퇴행성관절염 환자에게 효과적이다.

 강남 연세사랑병원 고용곤 원장은 “퇴행성관절염으로 발생한 통증을 줄일 뿐만 아니라 본래 연골과 흡사한 강도로 재생해 70~80% 기능을 회복한다”고 말했다.

 줄기세포의 연골 재생 효과는 임상을 통해 입증됐다. 연세사랑병원 연구팀은 퇴행성관절염 환자 25명의 무릎 연골에 지방줄기세포를 주입했다. 그 결과, 시술 1년 후 환자가 느끼는 통증은 평균 50% 이상 감소했다. 무릎 기능·활동지수는 각각 65%, 84% 향상됐다. 또 자기공명영상촬영(MRI) 검사를 통해 비교한 결과, 희뿌옇던 연골 손상 부위가 재생된 사실이 확인됐다. 줄기세포를 이용하지 않고 PRP(자가혈소판 풍부 혈장)만 주사했을 때는 무릎기능이 48%, 활동지수는 37% 개선되는 데 그쳤다. 이 연구는 2012년 국제정형외과학술지인 ‘더니(The knee)’에 게재됐다.

고령·만성 퇴행성관절염 환자도 시술 가능

최근에는 줄기세포 지지대를 활용하면 보다 효과적으로 연골을 재생할 수 있다는 연구를 발표했다. 액체 형태인 줄기세포는 연골 결손 부위에 주입해도 여기저기 흘러내린다. 그만큼 연골 재생 효과는 떨어진다. 새로운 줄기세포 연골 재생 치료법은 줄기세포가 흘러내리지 않도록 끈끈한 지지대로 감싸 연골 손상 부위에 고농도로 이식해 연골 재생 효과를 높였다. 그 결과, 연골 재생 치료 만족도를 2배 이상 향상시켰다.

연세사랑병원 연구팀은 퇴행성관절염 환자 54명을 줄기세포 지지체 치료군과 줄기세포 치료군으로 나눠 연골 재생 만족도를 비교·분석했다. 치료 2년 후 관절내시경으로 연골 회복 정도를 확인했더니 줄기세포 지지체 치료군은 58%가 만족할 만한 수준으로 연골이 재생된 것을 확인했다. 반면에 줄기세포 치료군은 23%에 불과했다. 줄기세포 연골 재생 치료의 질을 높인 것이다. 이 연구는 SCI급 세계정형외과학술지 중에서 1순위로 꼽히는 ‘미국 스포츠의학 저널(The American Joural of Sports Medicine)’ 10월호에 게재됐다.

 강남 연세사랑병원 관절센터 서동석 소장은 “수술하지 않고 퇴행성관절염을 치료하므로 정신적·신체적 부담이 적다”며 “고령층이나 만성질환자도 시술이 가능하다”고 말했다. 기존 치료법보다 시술 시간이 짧은 것도 장점이다.




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시술 간단하고 부작용 적어 고령자도 가능

줄기세포 연골 재생 치료에서 중요한 것은 줄기세포 채취량과 시술법이다. 줄기세포는 연골 재생 효과를 기대할 수 있을 만큼 충분한 양을 정확한 부위에 주입해야 치료 효과를 기대할 수 있다. 연세사랑병원은 환자 본인의 골수나 지방에서 줄기세포를 추출한다. 자신의 신체 조직을 활용해 별다른 거부반응이 없다. 따로 배양하지 않아 감염 위험도 낮다.

 줄기세포 채취도 쉽다. 수면마취 상태에서 엉덩이·허벅지·복부의 지방을 채취한다. 이를 농축·분리하면 줄기세포를 얻을 수 있다. 서 소장은 “지방에는 손상된 연골을 재생할 수 있는 줄기세포가 전체 세포의 5~10%를 차지한다”며 “퇴행성관절염 환자의 연골을 재생하기 충분하다”고 말했다. 이렇게 추출한 줄기세포를 주사·관절내시경으로 연골 손상부위에 주입하면 연골을 재생할 수 있다.

 시술 경과는 환자에 따라 다르다. 나이, 채취할 수 있는 줄기세포 양, 줄기세포 재생 능력에 차이가 있어서다. 대개 6주가 지나면 일상생활은 물론 가벼운 운동을 할 수 있다. 빠르면 3~6개월, 보통은 1년이 지난 뒤 연골이 재생된 모습을 MRI 검사로 확인할 수 있다.

줄기세포 연골 재생 치료는 퇴행성관절염 치료 사각지대를 없앴다. 무릎관절 질환은 대부분 연골이 망가지면서 시작된다. 연골은 무릎에 가해지는 충격을 줄여 뼈를 보호하는 조직이다. 완충장치가 닳아 없어지면 뼈와 뼈가 부딪쳐 통증을 유발한다. 처음엔 뻐근한 정도지만 연골 손상이 심해지면 제대로 걷기 힘든 퇴행성관절염으로 서서히 악화한다.

퇴행성관절염이 심해져 연골이 완전히 닳아 없어지면 인공관절을 이식해야 한다. 인공관절 수술은 퇴행성관절염 치료의 종착역이다. 통증이 심하고 대안이 없을 때 마지막으로 선택한다. 문제는 인공관절의 수명이다. 인공관절은 15~20년 정도가 지나면 수명을 다한다. 이 기간이 지나면 새로운 인공관절로 바꾸는 재수술을 받아야 한다. 자신의 연골을 재생·보존해 가능한 한 오래 사용할 수 있도록 하는 줄기세포 연골 재생 치료가 주목받는 이유다. 고 원장은 “무릎 연골 외에도 발목·어깨·척추로 줄기세포 활용 범위가 넓어지고 있다”며 “앞으로 줄기세포가 연골 재생 치료 발전을 선도할 것”이라고 말했다.

권선미 기자
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‘북한의 급변사태와 안정화 전략’을 주제로 북한학 박사를 받았다. 국방연구원 안보전략연구센터ㆍ군사기획연구센터와 고려대학교 아세아문제연구소 북한연구센터에서 군사ㆍ안보ㆍ북한을 연구했다. 2016년부터는 중앙일보에서 군사ㆍ안보 분야 취재를 한다.