확장 공여자 간의 체외 기계관류: 베이지안 네트워크 메타분석

연구자. 한양대학교병원 외과 최동호 교수·외과 김경식 교수

“확장 공여자 간이식의 장기 보존에서 저온 산소화 기계관류(HOPE)는 기존의 냉장보존(SCS) 방식보다

기능부전, 합병증, 거부반응, 담도협착 등의 예방에 더욱 효과적이다.”

국제 학술지 『International Journal of Surgery(IF: 15.3)』 2025년 5월호에 게재된

‘Ex vivo machine perfusion of extended criteria donor livers: a Bayesian network meta-analysis’ 중에서

 

공여 장기 부족의 현실과 ‘확장 공여자 간(Extended Criteria Donor)’의 등장

간이식은 말기 간질환 환자의 생명을 연장시킬 수 있는 유일한 치료법이지만, 공여 가능한 장기가 절대적으로 부족하다는 점이 가장 큰 한계로 꼽힌다. 특히 우리나라는 뇌사자 공여가 제한적이어서 환자 대기 시간이 길고, 이식 시기를 놓쳐 치료 기회를 잃는 경우도 많다.

이러한 상황에서 ‘확장 공여자(Extended Criteria Donor, ECD)’의 활용이 전 세계적으로 주목받고 있다. 확장 공여자란 젊고 건강한 장기가 아닌, 예를 들어 고령 공여자, 지방간을 가진 공여자, 순환정지 후 공여자(Donation after Circulatory Death, DCD) 등 전통적인 기준에서 벗어난 장기를 말한다. 이러한 장기는 잠재적으로 사용할 수 있지만, 허혈(혈류 차단) 손상과 기능 저하 위험이 높아 이식 후 합병증 가능성이 커 실제 임상 활용은 제한되어 왔다.

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새로운 해법, 장기를 ‘살려서 보존하는’ 기계관류 기술

기존의 장기 보존은 대부분 정적 냉장보존(Static Cold Storage, SCS) 방식으로 이루어졌다. 이는 장기를 단순히 차갑게 식혀 대사를 늦추는 방법으로, 운반이나 이식 대기 시간 동안 장기 손상을 완전히 막을 수는 없다. 냉장상태에서는 산소와 영양 공급이 중단되기 때문에, 세포 내 에너지 고갈과 허혈-재관류 손상(Ischemia-Reperfusion Injury)이 불가피하다.

이에 대안으로 등장한 기술이 바로 기계관류(Machine Perfusion)다. 기계관류는 장기에 일정한 온도와 압력으로 산소화된 혈류를 순환시켜, 장기가 살아있는 상태에 가깝게 유지되도록 돕는 기술이다. 이 기술을 통해 장기는 산소와 영양을 공급받으며 세포 손상을 회복하거나 대사 기능을 유지할 수 있다.

특히 한양대학교병원 간이식팀이 집중적으로 연구한 저온 산소화 기계관류(Hypothermic Oxygenated Perfusion, HOPE)는 10℃ 이하의 저온 환경에서 산소화된 용액을 간의 문맥 또는 간동맥을 통해 순환시키는 방식으로, 저온이 주는 대사 안정성과 산소 공급의 이점을 결합했다. 이는 허혈-재관류 손상을 최소화하고, 손상된 간세포의 에너지 대사를 회복시켜 이식 후 기능 부전을 줄일 수 있는 것으로 보고된다.

세계 임상연구를 통합 분석, HOPE의 효과 입증

해당 기술의 실제 효과를 객관적으로 검증하기 위해, 전 세계에서 발표된 무작위대조시험(RCT) 및 임상연구 27편, 총 1,800건 이상의 데이터를 통합 분석했다. 이를 위해 ‘베이지안 네트워크 메타분석(Bayesian Network Meta-analysis)’이라는 최신 통계기법을 활용했다. 이 분석 방법은 서로 다른 연구 결과들을 ‘하나의 연결망(network)’으로 통합하여 직접 비교되지 않은 연구 간의 상대적 효과도 추정할 수 있게 해준다. 예를 들어, A와 B를 비교한 연구, B와 C를 비교한 연구가 있을 때, A와 C의 관계를 간접적으로 계산할 수 있는 방식이다. 이로써 여러 보존기술을 동시에 평가하고, 각 기술의 임상적 우월성을 객관적으로 비교할 수 있다.

이 연구 결과, HOPE는 기존의 냉장보존(SCS)에 비해 조기 이식 간 기능부전(Early Allograft Dysfunction) 발생률 54% 감소, 주요 합병증 60% 감소, 급성 거부반응(Acute Cellular Rejection) 53% 감소, 담도협착(Non-anastomotic Stricture) 등 담도 관련 합병증도 유의하게 감소하는 것으로 확인되었다. 또한 문맥 단독관류(단일 HOPE) 만으로도 이중관류(문맥, 간동맥 HOPE)와 동등한 효과를 보였다. 이는 실제 수술 과정에서 기술적 단순성과 안전성을 확보할 수 있다는 점에서 임상적 실용 가치가 매우 높은 결과로 평가된다.

해당 연구는 외과학 분야 국제 학술지『 lnternational Journal of Surgery(IF: 2.3)』 2025년 5월호에 게재되었으며, 확장 공여자 간을 보다 안전하게 활용할 수 있는 과학적 근거를 제시한 연구로 평가받는다.

 

임상에서 실험실로, 마우스 이식모델을 통한 기초연구로 확장

임상 연구의 성과를 바탕으로 현재 마우스 간이식 및 신장이식 모델을 자체 개발하여 전임상 연구를 수행 중이다. 이 실험 모델을 통해 기계관류 중온도·산소 농도·관류 시간 변화에 따른 장기 조직 반응, 관류액 내 약물(항산화제, 면역조절제 등) 주입 효과, 염증반응 및 면역세포 활성 조절 메커니즘을 정밀하게 분석하고 있다. 이 전임상 연구는 향후 면역억제제 병용 전략 연구, 면역관용(ImmuneTolerance) 유도 기전 분석, 손상 장기의 재생 및 복구 기전 규명 등으로 확장될 계획이다. 즉, 기계관류 기술을 단순한 장기 보존 수단을 넘어 ‘이식 전 치료(Pre-transplant therapy)’ 단계로 발전시키려는 목표다.

 

Remarkable research

▲ Ex vivo machine perfusion of extended criteria donor livers: a Bayesian network meta-analysis

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한양대학교병원 간이식팀의 연구 방향과 비전

한양대학교병원 간이식팀은 ‘기계관류를 통한 차세대 장기이식 연구’를 핵심 비전으로 삼고 있다. 외과, 공학, 기초의학, 영상의학 등 다양한 분야와 협력하여 이식 가능한 장기의 범위를 넓히고, 이식 후 장기 기능의 회복과 생존율을 높이기 위한 융합 연구를 지속적으로 수행 중이다. 특히 향후에는 기계관류 중 대사물질, 효소, 염증인자 등 측정 가능한 다양한 생체지표를 분석하여 이식 전 장기평가 시스템 구축과 공여장기 활용률 향상을 목표로 한다. 이를 통해 손상된 장기를 보존하는 단계를 넘어, 이식 전에 회복·치료·평가할 수 있는 차세대 이식 플랫폼으로 발전시키는 것이 궁극적 목표다.

 

 

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