지난해 이탈리아의 신경외과 의사 세르지오 카나베로 박사가 내년까지 사람을 대상으로 머리 이식 수술을 하겠다고 공언해 화제가 됐다. 희귀병으로 사지가 마비된 러시아 남성의 머리를 떼어 뇌사자의 몸통에 붙인다는 것. 공여자와 수여자의 몸에서 피부, 신경, 근육, 혈관, 척수 순서로 목을 분리한 뒤 혈관과 척수 순으로 주인공의 머리를 공여자의 몸에 접합하겠다고 밝혔다.
그러나 전문가들의 시선은 싸늘하다. 현재 의학 기술은 샴쌍둥이를 겨우 분리하는 수준이다. 다양한 장기가 모인 신체 구획을 통째로 이식하는 건 아직 불가능하다. 특히 말초신경과 달리 중추신경은 현대의학으로는 절대 재생시킬 수 없는 부위이다.
동물을 대상으로 한 머리 이식은 20세기 초부터 시도됐지만 그냥 갖다 붙인 수준일 뿐 며칠 살지도 못했다. 1908년 미국의 생리학자 찰스 구드리는 개 한 마리의 머리를 다른 개의 목에 붙였다. 1970년 로버트 화이트는 원숭이의 머리를 다른 원숭이의 몸에 이식했다. 원숭이는 며칠간 보고 들을 수는 있었지만 척수를 연결하지 않아 움직일 수는 없었다.
인류 최초의 장기 이식 수술은 1954년 이뤄졌다. 미국의 외과의사 조셉 머레이가 일란성 쌍둥이 사이의 신장 이식을 성공했다. 1962년에는 면역억제제를 사용해 다른 사람 간의 신장 이식도 성공했다.
그렇다면 왜 아직도 장기가 모여 있는 신체를 한 번에 이식하는 건 성공하지 못했을까. 한 종류의 세포로 이뤄진 장기와 달리 팔 같은 외부 신체는 피부, 인대, 신경, 혈관, 근육, 관절, 뼈 등 10여 개가 넘는 세포가 섞인 복합조직이기 때문이다. 장기는 동맥과 정맥만 연결하면 살 수 있지만 신체는 피부, 근육 등 각 조직의 혈관을 따로 붙여줘야 한다. 지름이 1㎜에 불과한 혈관을 일일이 붙이는 미세혈관재건술은 지금도 무척 숙련된 의사만 할 수 있다.
장기와 전혀 다른 면역거부반응도 문제였다. 1990년대 초반 대만계 의사인 앤드류 리 박사와 하버드대 병원 공동연구팀은 근육과 피부가 면역거부반응이 가장 높고 혈관이 가장 낮은데, 흥미롭게도 이들 모두가 함께 존재할 때는 면역거부반응이 훨씬 떨어진다는 사실을 밝혀냈다.
그 이유는 명확히 밝혀지지 않았다. 서로 다른 조직에서 온 항원이 서로 경쟁하기 때문이라는 의견도 있고, 너무 강력한 여러 항원이 한 번에 쏟아져 수용자의 면역체계가 압도됐기 때문이라는 주장도 있다. 항체 생산이 증가돼 억제 T-림프구가 활성화된 것이라는 의견도 있다.
최초의 복합조직 이식 성공 사례는 1999년 1월, 미국에서 나왔다. 미국 최고의 손 수술 전문 병원인 클라이넛 수부외과센터 브라이덴바흐 교수팀은 매튜 스콧이라는 남성에게 뇌사자의 왼손을 이식했다. 이후 2012년까지 전 세계 팔 이식은 36건, 안면이식은 19건 성공했다.
우아영·과학칼럼니스트
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