3년 전, 영국의 유틸리티 전선 기술자였던 45세의 남성 아론 제임스는 고전압 전선에 닿는 사고를 당해 얼굴의 절반과 팔을 잃었다. 그는 47세가 되던 지난 해, 세계 최초로 얼굴 복원 및 눈 이식 수술을 받았다. 140명의 의료진이 참여해 총 21시간이 걸린 대수술이었다.
수술 후 제임스의 예후는 「JAMA Network」 저널에 등재될 만큼 긍정적이었다. 이식받은 눈은 비록 시력을 회복하지 못했지만, 정상 압력과 혈류를 유지하고 있다는 것만으로도 놀라운 성과다. 과거 동물 실험에서 발생했던 ‘눈 위축’ 현상은 나타나지 않았다.
글로벌 미디어 ‘더 컨버세이션’에 게재된 ‘세계 최초 눈 이식 수술 사례’에 대한 소식이다.
눈 이식, 왜 어려울까?
우리는 그다지 의식하고 있지 못하지만, 눈은 여러 개의 가느다란 근육에 의해 고정돼 있다. 눈의 근육 및 조직을 유지하기 위해 수많은 미세혈관이 연결돼 있다. 이것만으로도 눈 이식의 난이도는 매우 높지만, 여기에 더해 ‘시신경’으로 인해 수술이 한층 더 복잡해진다.
시신경은 눈을 통해 받아들인 정보를 전기 신호로 전환해, 뇌의 시각 피질로 전달하는 역할을 한다. 이를 통해 우리가 눈으로 보는 것들을 ‘보인다’라고 인식할 수 있는 것이다. 이는 중추신경계와 연결된 부분이다.
시신경에는 약 120만 개의 신경세포가 존재한다. 이들 각각을 타인(이식 받는 사람)의 시신경 및 시각 피질에 연결하는 것은 불가능에 가까운 일이다. 게다가 사람마다 시신경의 수가 동일하지도 않다. 각각의 신경은 눈으로 보이는 모습의 작은 부분들을 담당하며, 이들을 뇌의 특정 영역으로 보내 전체적인 그림을 인식하게 하는 식으로 작동한다.
또한, 익히 알려져 있는 것처럼 ‘망막에 맺히는 상’은 실제와 반대 방향이다. 즉, 우리 눈으로 들어오는 것은 실제 모습이 상하 반전된 모습이며, 단지 뇌가 이를 수정해서 받아들임으로써 우리는 올바르게 보이는 것으로 인식한다는 것이다. 눈 이식은 이러한 일련의 과정을 모두 고려해야 하기 때문에 매우 어렵고, 불가능에 가까운 과정이 존재할 수밖에 없다.
그는 시력을 회복할 수 있을까?
제임스는 시력을 제외한 다른 부분에서 매우 좋은 예후를 보이고 있다. 지금도 이미 세계적으로 주목할만한 사례에 해당하지만, 만약 시력이 돌아올 수 있다면 전 세계적으로 전대미문의 사례가 될 것이다. 물론 그만큼 시력이 돌아올 가능성이 낮다는 의미이기도 하다.
이와 관련해 현재 동물 실험 단계에 있는 연구가 있다. ‘배아 신호 경로’를 재활성화하는 것이 망가진 신경을 고치는 데 도움이 될 수 있다는 내용이다. 실제로 일부 척추동물 중에는 망막이 손상된 이후에도 재생하는 모습을 보인 바 있다.
눈의 바깥쪽인 각막의 손상으로 인한 실명을 치료할 때, 줄기세포는 탁월한 결과를 보여준 바 있다. 한쪽 시력을 잃은 사람이 다른 쪽 건강한 눈에서 줄기세포를 채취해 배양한 후, 시력을 잃은 눈에 이식해 기능을 회복한 사례가 있는 것이다.
만약 양쪽 눈의 시력이 모두 손상된 경우, 장기 기증자로부터 줄기세포를 얻어서 사용할 수 있을 것이다. 다만, 이 경우는 자가면역으로 인한 문제를 예방하기 위해 평생 면역 억제제를 복용하며 감염 위험에 시달려야 한다는 문제가 생긴다.
현재 제임스는 이식받은 눈의 망막 세포가 빛에 반응하고, 시각 정보가 처리되는 모습을 보인 바 있다. 실제로 뭔가 볼 수 있는 것은 아니지만, 망막의 반응 및 시각 정보 처리는 애당초 가능할 거라 기대했던 영역이 아니었다. 즉, 예기치 못한 영역에서 다른 긍정적인 예후가 발생할 수 있다는 것이다.
눈 이식에 관해서는 여전히 극복해야 할 어려운 문제들이 산재해 있다. 하지만 제임스의 사례를 통해 확인한 성과는 눈 이식 수술에 있어 또 하나의 이정표가 될 것으로 보인다.
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