헤드 트란스플란트에성공한 세르지오 카나베로 이태리의사, 교통사고로 뇌사상태의 몸과 장애인 신체를 가진자머리를 잇는다

Sergio Canavero라는 이태리의 의사가 수년전부터 헤드 트란스플란트를 준비하고 있다. 그는 사실 태어날때부터 걷지 못하는 몸을 가진 사람의 머리와 교통사고로 뇌사 상태인 사람의 몸을 이어서 걷지못하던 사람을 걷고 온전하게 생활하게 해주는 엄청난 인류 구원의 연구를 진행해왔다. 하지만 이 문제는 윤리도덕 문제 등 다양한 문제를 야기시키면서 세르지오 카나베로라는 모순과 갈등을 일으키는 존재로 부상했다. 인간의 몸 처럼 뼈를 가진 인형을 만들어 세밀한 부분까지 정교하게 수술 준비를 해왔고, 이제 올해에는 첫 수술을 시작한다고 2017년 11월 16일 기자회견에서 밝혔다. 이런 내용은 세계미래보고서2018에도 실려있다. 인간의 발전하는 의료기술을 보고 있는 것이다.

중국의 하르빈의대의 Xiaoping Ren이라는 의사팀이 이끄는 연구진들이 원숭이의 헤드 트랜스플란트를 시도하여 성공하였다. 두마리의 원숭이의 몸을 바꿔서 꿰맨 것이다. 우선 혈약순환이 잘 되는 지를 실험하였고, 이 시술에서 카나베로박사는 이 시술이 1970년에 미국의 로버트 화이트박사의 실험을 재현한 것에 불과하다고 말했다. 당시에도 마이너스 15도에서 냉장보관된 원숭이의 뇌를 바꿔치기했는데, 사실 아무런 뇌 손상없이 살아남았고 수술은 성공하였다. 원숭이 수술에 성공한 이 팀은 올해 인간의 뇌를 이식하는 시술을 할 예정이다.

중국은 또 세계 처음으로 영장류 원숭이 복제 성공하게된 것도 이 카나베로의사의 연구를 지원하기위함일 수도 있다. 중국은 첨단 바이오산업. 복제양 ‘돌리’ 복제 기술 이용해 최초로 원숭이 복제에도 성공하였다.

중국이 세계 처음으로 ‘체세포핵치환(SCNT·somatic cell nuclear transfer)’ 기법으로 원숭이를 복제하는 데 성공했다. 그동안 양이나 돼지, 소, 개 등 23종의 동물들이 복제되었지만 영장류 복제에 성공한 것은 이번이 처음이다. 체세포핵치환 기술은 22년 전 영국 연구진이 복제양 ‘돌리’를 만들 때 썼던 기술이지만, 영장류(primate·사람과 유인원과 원숭이를 포괄하는 포유류 동물)에서 이를 이용한 동물 복제가 성공한 사례는 이번이 처음이다.

중국과학원(CAS) 신경과학연구소 연구진은 ‘SCNT 기법으로 긴꼬리 원숭이과인 ‘마카크원숭이’ 두 마리를 복제했다‘고 25일 밝혔다. 중국 언론들은 서유기에서 손오공이 자신의 털 한 줌을 뽑아 입에 넣고 씹다가 내뿜으면 그 순간에 털들이 수백 마리의 작은 원숭이가 된다는 대목을 연상케 한다고 전했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘셀’(Cell)에 실렸다. 이번 원숭이 복제 연구는 지금까지 동물 복제 중 가장 획기적인 성과라는 평가이다. 과학계는 인간과 유전적으로 가장 가까운 복제 원숭이가 보급되면 뇌 질환과 암, 면역계 질환을 치료하는 신약 연구에서 실패 확률을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 셀도 이례적으로 ‘중국 연구진의 이번 연구가 동일한 유전자를 가진 다수의 원숭이를 활용하는 생명 연구 분야에서 새 이정표를 세웠다’고 평가했다.

SCNT는 난자에서 핵을 제거한 후, 여기에 다른 체세포에서 분리한 핵을 넣어 복제 수정란을 만드는 기법이다. 이렇게 만들어진 수정란을 대리모에 착상하면 체세포를 제공한 개체와 유전적으로 동일한 동물을 얻을 수 있다.

복제양 돌리가 태어난 1996년부터 여러 연구진이 이 방법으로 영장류를 복제하기 위해 노력해 왔으나 모두 실패로 돌아갔다. 가장 큰 걸림돌은 원숭이의 복제 수정란이 자궁에 착상하기 직전 단계인 ‘배반포기’까지 제대로 발달하지 않는다는 점이었다. CAS 연구진은 복제 수정란의 발달을 활성화하는 환경을 만들어 주면 이런 문제를 해결할 수 있으리라고 생각했다.

이를 극복하기 위해 연구진은 복제 수정란의 발달을 활성화하는 환경을 만들기 위해 낙도에서 약 5년 동안 생활하면서 연구를 했고, 원숭이 복제 수정란을 만들 때 부터 실제 상태와 최대한 가깝게 제작하도록 노력했다.

이런 방식으로 연구진은 총 109개의 복제 수정란을 만들고, 79개를 21마리의 원숭이 대리모에 나눠 착상시켰다. 6마리의 대리모가 임신에 성공했고 이 중 2마리가 새끼를 낳았다. 새끼 원숭이 두 마리는 체세포를 제공한 태아와 유전적으로 일치했다.

연구진은 새끼 원숭이들에게 각각 ‘중중’(Zhong Zhong)과 ‘화화’(Hua Hua)라는 이름을 붙였다. 이는 중국과 중국인을 뜻하는 ‘중화’(Zhonghua)에서 한 글자씩을 인용한 것이다. 연구진은 연구가 순조롭게 진행되면 이달 말 세 번째 복제 원숭이인 멍멍(夢夢)이 태어나게 된다고 전했다.

그러나 중국이 수십만 마리의 원숭이를 확보하고, 영장류 연구에 적극 나서고 있는 데 대해 윤리적 논란도 일고 있다. 중국은 전 세계가 영장류 실험을 축소하는 가운데서도 실험용 원숭이 확보와 연구에서 가장 공격적인 나라로 꼽힌다. 현재 전 세계 실험용 원숭이 생산의 90% 정도가 중국에서 이뤄지고 있는 것으로 알려졌다.

그러나 중국 연구팀은 미 국립 보건원에 의해 설정된 동물 연구에 대한 엄격한 국제 지침을 따르고 있다고 말했다. 논문의 무밍 푸(Muming Poo)는 ‘우리는 매우 엄격한 윤리 기준에 따라 영장류를 이용한 연구를 하고 있다’고 말했다.

원숭이 복제는 그간 순탄하지 않았다. 복제양 돌리가 탄생한 이후 수많은 연구진이 영장류 복제에 뛰어들었지만 단 한 곳도 성공한 곳이 없다. 정상적으로 수정란이 착상해 태아로 발달하는 성공률을 높일 방법을 못 찾았기 때문이다.

개와 돼지, 소 등 복제에 성공한 다른 동물은 종마다 조금씩 복제 방식이 다르다. 중국 연구진은 쥐 복제에서 방법을 찾았다.연구진은 다른 동물 복제에서처럼 암컷 마카크 원숭이에게서 미성숙 난자(난모세포)를 꺼내 핵을 제거했다. 개나 돼지 등 다른 복제 동물은 성체 체세포를 이용하지만 연구진은 임신한 또 다른 암컷 마카크 원숭이에게서 태아섬유아세포(임신 4주쯤의 체세포)를 떼어내 난자핵을 제거한 미성숙 난자에 주입했다. 이어 ‘Kdm4d 메신저RNA(mRNA)’라는 유전물질을 체세포와 융합한 난자에 넣었다. 이 mRNA는 배아가 잘 분화하게 하는 역할을 했다.

연구진은 이렇게 만들어진 수정란을 배양한 뒤 대리모 원숭이에게 착상시켰고 지난해 12월 두 마리 복제 원숭이 새끼가 건강하게 태어났다. 반면 어른 마카크 원숭이의 체세포를 이용해 똑같은 핵치환 방식으로 복제한 새끼 원숭이는 불과 수 시간 만에 숨졌다. 연구진은 24일 셀 웹사이트에 두 마리 새끼 마카크 원숭이가 인큐베이터 안에서 노는 모습을 공개했다.

원숭이는 새끼를 한두 마리만 낳는 데다 개체 수도 적고 엄마가 되기까지 성장 기간이 길어 다양한 신약 연구 활용에 한계가 많았다. 자연 상태의 원숭이를 잡아 실험하는 데도 한계가 많다. 연구진은 이번 연구를 통해 최대 동시에 네쌍둥이까지 복제 원숭이를 낳게 하는 방법을 확보한 것으로 알려졌다.

이 기술이 인간 복제와 연결될 것인지를 궁금해 하는 것은 당연할 것이다. 그러나 인간 복제는 70여 개국에서 불법이다. 흥미로운 것은 미국은 인간 복제가 금지된 국가가 아니라는 점이다. 불법이라는 측면 외에도 인간 복제를 성공하는 것은 원숭이 복제보다 기술적으로 훨씬 복잡하다. 물론 양의 복제보다 원숭이의 복제가 훨씬 복잡하다. 다만 치료용 복제는 기증자와 유전적으로 일치하는 줄기세포를 생산하게 되므로 면역체계에 의한 거부 반응을 제거할 수 있어 다양한 질병 치료법에 이상적으로 이용될 수 있다.

연구진은 ‘이번 원숭이 복제 성공은 3년에 걸쳐 복제 과정을 최적화한 결과이며, 이제 연구실에서 유전적으로 동일한 원숭이를 만들 수 있게 되었다. 같은 유전자를 가진 원숭이를 여러 마리 복제하면 치료 약물이 동일한 치료 효과가 있는지 정확히 파악할 수 있다. 자연 상태에서 원숭이는 후천적으로도 유전자 변이가 일어날 수 있어 치료 약물이 확실한 효능이 있는지 알기 어렵다. 이런 복제 원숭이를 통해 뇌신경질환이나 암 같은 사람의 질환을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이며 이런 복제기술의 유일한 목적은 인류의 치료를 위한 것’이라고 말했다.

아직까지는 무작위로 거리에서 유전적으로 동일한 도플갱어를 만나게 될 것을 걱정할 필요는 없다. 하지만 앞으로 기술 진보에 따라 복제 윤리에 대한 논쟁은 더욱 확대되고 격화될 것으로 예상된다. 아기 원숭이들이 앞으로 건강 문제를 겪게 될 것인지는 아직은 모르는 일이다. 연구진들은 원숭이들의 지적, 신체적 발달을 면밀히 주시하고 있다. 연구진은 앞으로 몇 달 이내에 복제 원숭이들이 더 많이 탄생될 것을 기대하고 있다.