올해 7월 25일은 첫 시험관 아기로 태어나 전 세계 난임 부부에게 희망의 빛이 되었던 루이스 브라운 양이 사회인으로 성장하여 25번째 생일을 맞이한 날이다. 시험관아기와 관련된 많은 난임 치료 기술은 지난 25년간 그녀의 성장과 더불어 발전을 거듭해 왔다.
난임의 최신 기술은 난자, 정자, 수정란의 발달을 위한 배양 방법의 개발뿐 아니라, 암과 같은 특정 질환을 갖고 있는 환자, 정자나 난자 형성이 전혀 되지 않는 환자, 자궁에 이상이 있어 착상이 일어나지 않고 있거나, 잦은 유산으로 고생하고 있는 환자, 선천적인 유전 질환으로 고생하고 있는 환자, 원인 불명의 난임 질환 등으로 고생하고 있는 환자들을 위한 다각도의 연구가 진행 중이다.
최근에 개최되었던 2003년 유럽 생식 난임학회(마드리드, 스페인) 와 2003년 난소 냉동 및 이식 학회(브루쉘, 벨지움)에서 발표된 보고들과 최신의 치료 기술의 경향을 접목하여 정리하면 다음과 같다.
먼저 수정란 배양 및 이식에 대한 부분을 살펴보면 전 세계적으로 다각도의 배양기술과 더욱 추가된 관찰 기술을 접목하여 건강한 수정란 한개 만을 골라서 이식하려는 시도들이 진행되어 가고 있다. 이러한 기술들의 개발은 다태 임신에 대한 환자들의 고충을 덜어 주는데 좀더 많은 도움을 줄 수 있게 된다.
난자 배양 기술
이의 경우는 차 병원에서 세계 최초(1989)로 시도되었던 미성숙 난자(Immature Oocyte)를 이용한 시험관아기 시술법이 세계 각지에서 활발히 진행되고 있다
이 방법은 난소의 기능 이상이나 내분비계의 이상으로 배란이 잘 되지 않는 분이나, 과배란 유도제에 과민 반응을 보이는 분에게 유용한 방법으로, 자연 주기에서 미성숙 난자를 채취하여 특수 배양액으로 배란기의 난자처럼 체외에서 성숙시켜 시험관아기 시술을 실시하는 방법이다. 이 기술은 호르몬 주사를 매일 맞지 않아도 되는 장점이 있으며, 과배란 유도후 복강에 복수가 차는 부작용을 동반하는 환자의 경우 특히 유용한 방법으로 알려지고 있다. 또한 이러한 방법은 난자 동결 기법과 접목하여 방사선요법이나 화학요법 등의 암 치료를 받기 전 미성숙 난자를 채취하여 냉동 보존하여 사용하거나 성숙시킨 후 수정을 유도하여, 냉동 보존하여 암 치료 후 사용할 수도 있다.
세포질내 정자직접주입법(ICSI)
이는 건강한 상태의 정자 한 마리를 골라 난자의 세포질 내부에 직접 찔러 넣는 방법으로서, 정자의 수가 모자라는 경우뿐만 아니라 난자의 껍질이 두껍거나 단단하여 수정이 되지 않는 경우 및 항정자항체 등의 면역학적 원인으로 정상적인 수정이 불가능할 때도 쓰이는 첨단의 수정 방법이며, 무정자증을 보이는 환자의 경우 고환 또는 부고환에서 얻은 정자를 사용하여 시행하고 있다. 미성숙한 정자로서 정자의 꼬리가 생기기 이전인 원형 정세포를 직접 난자에 주입하는 방법(ROSI)에도 이용되고 있다.
최근에는 미성숙 단계의 정자를 체외에서 성숙시켜 이러한 기술들과 접목시켜 환자를 치료하려는 연구가 다각도에서 진행되고 있다. 여성측의 원인으로 난자의 질이 많이 안 좋은 경우 이를 극복하기 위하여 미세조작기술을 이용하여 공여자의 세포질을 이식하는 방법들이 극히 일부 시행되고 있으나, 아직까지는 많은 윤리적인 문제를 갖고 있다.
보조부화술(Assisted Hatching)
수정란의 껍질이 질기거나 두꺼워서 정상적인 부화가 이루어지지 않아 착상에 실패하는 경우에 있어서도 효소를 사용하여 껍질을 얇게 해 주거나 현미경을 통한 미세조작법을 사용하여 난자껍질의 일부를 열어주어 배아가 쉽게 부화하여 착상에 성공할 수 있게 하는 보조부화술(Assisted Hatching) 등 다양한 방법들이 시도되고 있다.
이렇듯 현재 수정이 가능한 성숙된 단계의 난자나 정자를 회수하기 힘든 각종 질환을 갖고 있는 경우, 체외에서 조직 배양을 실시하여 여성의 경우 난소 조직의 일부를 초기 원시 난포에서부터 수정이 가능한 난포기의 난자의 단계로 연속적으로 배양하려는 기술이 개발 중이며, 정소 조직의 경우도 각종 호르몬과 성장인자들을 복합·배양하여 성숙단계의 정자를 회수하려는 연구 기술들이 진행되고 있다.
수정란, 정자, 고환조직의 냉동보존의 활성화, 난임의 극복에 기여
일반적인 난임과는 다른 경우지만 암 등의 치료를 위해 방사선 치료를 받거나 약물요법을 시행해야 하는 환자의 경우에는 정자, 난자, 정소조직, 난소의 조직을 냉동 보관하여 둠으로써 치료 후 자신의 정자, 난자를 사용하여 아기를 가질 수 있는 길이 열려 있다.
일반적으로 방사선 동위원소나 약물에 의한 암의 치료 시 정자나 난자 등의 생식세포의 대부분이 죽게 되므로 2세를 필요로 하는 젊은 환자의 경우에는 반드시 자신의 생식세포를 방사선치료 또는 약물요법의 시행 이전에 냉동 보관하여 두는 것이 필요하다.
대부분의 동결 보존 방법이 수분을 서서히 세포로부터 제거하여 동결하는 완만 동결법이 주로 사용되어 왔으나, 최근 들어 빙결정이 생기지 않는 상태로 세포를 보관하는 유리화 동결이란 방법이 난자뿐 아니라, 수정란, 정소 난소조직 등의 보관에도 이용되어 좋은 결과들을 나타내고 있다. 1) 난자의 동결 (Oocyte Freezing) 보존은 수정시키지 않고 바로 난자 상태에서 동결 보존하는 것으로. 난자의 동결 보존을 통해 건강한 난자를 보관하였다가 필요시 해동하여 사용할 수 있게 됨에 따라 조기 폐경의 위험이 있는 환자나 사회 활동 등으로 후에 임신을 원하는 직업여성, 암 치료 등으로 난소 기능의 상실이 예상되는 여성에게 자신의 난자를 장기간 보존하였다가 필요시 해동하여 임신이 가능하게 되었다.
난소 조직을 보관하는 기술의 경우는 조직의 해동후 현재 본인의 복부에 조직을 이식한 후 성장한 난자를 얻어서 체외에서 수정시켜 발달시키는 시도들이 대상 환자들에게 진행되고 있으며, 최근 들어 난소 조직을 조각내지 않고 전체 난소를 한꺼번에 얼린 후 이식하는 기술들이 양 등의 동물에서 실시되어 성공을 거두고 있어 조만간 사람에 있어서도 관련된 결과가 나오리라 생각된다. 2) 정자 및 정소 조직의 동결(Sperm Freezing)은 시술시 수정 당일 정액 채취가 불가능한 경우, 또한 정자의 유전적 변이를 일으킬 수 있는 항암 요법 등의 치료 전에 미리 정액이나 정소조직을 채취하여 동결 보존하였다가 언제든지 필요한 시기에 융해하여 사용하는 방법으로 본 병원의 경우 만성 골수성 백혈병 등으로 진단 받은 환자들에서 좋은 결과를 얻고 있다.
착상전 유전자검사법(PGD, Preimplantation Genetic Diagnosis)
염색체의 수가 비정상이거나 염색체의 수는 정상이나 심각한 유전병을 가지고 있는 경우, 자신의 유전병을 2세에 전달하지 않는 방법의 하나로서 착상이 이루어지기 전에 유전자를 검사하여 정상적인 수정란만을 자궁에 이식하는 착상전 유전자검사법(PGD, Preimplantation Genetic Diagnosis)이 도입되어 현재 정상적인 임신 및 출산이 이루어지고 있다. 이 방법은 염색체의 이상 유무를 염색체 형광염색법이나 분자진단법을 사용하여 판정하는 방법으로서 특히 특정 염색체의 일부가 다른 염색체와 합쳐지거나 없어진 경우와 성 염색체에 연관된 열성유전을 극복하는 방법으로 사용되고 있으며, 이러한 기술의 개발은 환자들에게 연속적인 임신 중절을 피할 수 있고 이로 인한 정신적, 육체적 고통을 피할 수 있게 하고 있다. 이러한 시술은 기형아 출산의 경험이 있는 산모, 습관성 유산환자, 고령 임신 환자들에게 확대 적용되고 있다. 최근 들어 미국, 영국 등지에서 형제의 난치병 치료를 위하여 인위적으로 선별된 유전 형질을 지닌 아기를 탄생하게 하는 일이 이 착상전 유전자 진단 등과 같은 기술을 이용하여 가능하게 되어 조심스럽게 시행되고 있다.
새로운 과배란 유도제의 개발
최근에 세계의 많은 곳에서 환자들에게 고통과 부담을 덜어 줄 수 있는 과배란 유도제 개발에 적극적인 연구와 투자를 하고 있다. 배란 유도제의 경우 지금까지 환자들은 주기적으로 많은 횟수의 주사약을 투여 받고 있으나, 앞으로는 보다 적은 횟수 가능하면 한번 정도의 주사약 투여로 배란을 유도하려는 연구들이 진행 중에 있다. 한편 다른 각도에서는 경구로 투여하는 배란유도제 등에 대한 연구들도 개발 중에 있어 기존에 겪고 있는 많은 고충을 덜 수 있으리라 생각된다.
줄기 세포를 이용한 난임치료
줄기세포를 이용한 난임 치료 기술은 동물의 경우 이러한 세포들을 이용해 난자나 정자를 체외에서 형성시키려는 시도들이 진행되고 있으며, 생쥐의 경우 일부 성공된 결과(그림 2; 사이언스, 2003년 5월호, Hubner 등)를 보고하고 있다. 생식력이 소실되어 있는 환자들을 위한 치료 방법으로 획기적인 장을 이루리라고 기대하고 있다. 아직까지는 다양한 기술적인 문제나 윤리적인 문제들이 내재되어 있는 체세포 핵이식과 같은 연구들도 줄기세포 연구와 더불어 난임 환자들에게 다양한 가능성을 제시하고 있다. 또한 자궁 기관의 경우 이번 유럽 난임학회(2003)에서 다른 쥐의 자궁을 이식 받은 쥐가 건강하고 정상적인 생식 기능을 가진 새끼를 출산함으로써, 자궁과 관련된 질환을 갖고 있는 환자들에게 희망적인 연구들이 보고되고 있다.
유전 질환의 진단 및 치료 기술의 경우
난임 및 생식기 질환과 관련된 다양한 유전 정보에 대한 연구가 유전체학이나 단백질체학 등과 접목시켜 활발하게 진행되고 있다. 착상의 기전에 관련된 유전자나 반복 유산의 원인 등에 관련된 유전자 등에 관한 연구들이 최근에 보고 되고 있어 앞으로는 기존에 알려지지 않았고 아직 치료하지 못하는 많은 유전 질환의 원인을 분자 유적학적인 기법으로 밝혀내어 빠른 시간 내에 진단 및 치료를 가능하게 할 것이다.
난임 치료의 기술이 발달함에 따라 지속적으로 원인 불명의 난임이 줄어들고는 있지만 아직까지도 밝혀내지 못하는 다양한 원인들이 여전히 있다. 그러나 2003년 유럽에 모인 전 세계의 난임 관련 학자들의 열기는 이러한 원인들을 해결할 수 있는 시간을 좀더 빠르게 앞당길 것으로 느껴진다.
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정미경 박사 (2003 여연한마당 가을호)
문의 _ 02)3468-3461~2 |
