차 의과학대학교 분당 차병원(원장 윤상욱) 신경외과 김주평·정상섭 교수팀과 차 의과학대학교 바이오공학과 문지숙 교수팀은 세계 최초로 태아 중뇌 조직 줄기세포에서 유래한 도파민 신경 전구세포(dopamine neuronal precursor cell)를 파킨슨병 환자에게 투여해 안전성과 운동 능력 향상을 확인, 새로운 파킨슨병 치료 가능성을 열었다.

김주평 교수팀은 70세 이하 파킨슨병 환자 15명을 대상으로 세포수(4x106, 12x106, 4x107 세포)에 따라 세 그룹에 도파민 신경 전구세포를 양측 대뇌 피각부에 이식했다.

평균 12개월 간 추적관찰한 결과 파킨슨병 환자의 운동 기능을 평가하는 지표인 UPDRS(Unified Parkinson's Disease Rating Scale)에서 ▲저용량 그룹(4x106 세포 투여) 11.6% ▲중용량 그룹(12x106 세포 투여) 26% ▲고용량 그룹(4x107 세포 투여) 40%의 운동능력 회복 효과를 확인했다. 출혈, 면역거부, 염증, 종양형성 등의 부작용도 나타나지 않아 안정성도 확인했다.

특히 손발 떨림, 근육 경직, 둔한 움직임 등 파킨슨병 중기로 고통 받고 있던 여성 A씨(65)는 2013년 세계 최초로 줄기세포를 이식받았다. 당시 혼자 생활하는 것이 어려웠지만 현재는 대중교통을 이용해 내원하는 등 전반적인 운동 기능 향상을 보이며 일상 생활을 하고 있다.

파킨슨병은 중뇌(中腦·midbrain)에서 도파민이라는 신경전달물질을 분비하는 신경세포가 소실돼 생기는 질환이다.

태아 중뇌에서 유래한 줄기세포에서 도파민 신경 전구세포를 만들어 환자 뇌 속에 이식하는 '세포 대체 치료(cell replacement therapy)' 가 파킨슨병 치료 가능성을 제시했지만 파킨슨병 환자 1명을 치료하는데 6~10명의 태아 뇌 조직이 필요해 윤리적, 기술적인 한계가 있었다.

지난 2005년부터 차 의과학대학교 바이오공학과 문지숙 교수팀은 독일 라이프찌히대학 신경과 요하네스 슈바르츠 (Johaness Schwartz) 교수, 미국 하바드의대 김광수 교수와 공동 연구를 통해 태아 중뇌에서 유래한 도파민 신경세포를 대량으로 증식하는데 세계 최초로 성공했다.

이 연구 성과를 바탕으로 차바이오텍은 도파민 전구세포를 대량 생산했고, 분당 차병원 신경외과 김주평·정상섭 교수팀은 치료제를 환자에게 적용해 치료 효과를 확인했다.

연구 책임자인 김주평 교수는 "임상연구를 통해 도파민 신경 전구세포 이식으로 파킨슨병 환자의 운동 능력 향상을 확인한 것은 매우 의미 있는 일"이라며 "양전자 방출 단층촬영(PET-CT) 검사 등을 통해 도파민 신경 전구세포 이식의 안전성과 유효성(운동 회복 능력)을 확인할 수 있었으며 10년 이상 장기 추적·관찰한 연구에서도 파킨슨병 진행 억제의 좋은 결과를 볼 수 있게 된 것은 매우 고무적"이라고 말했다.

김 교수는 "태아 조직에서 분리하여 대량 생산된 도파민 세포를 이용한 다양한 기초 연구를 통해 파킨슨병 줄기세포 치료제 개발을 앞당길 수 있도록 최선을 다하겠다"고 덧붙였다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 재원으로 한국연구재단 바이오·의료기술개발 사업(NRF-2019M3A9H1103765) 지원으로 수행됐으며, 국제 학술지 'Movement Disorders'에 최근 게재됐다.장종호 기자 bellho@sportschosun.com