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정의

심장 기능이 상실된 환자에게 다른 사람의 심장, 인공심장, 때로 다른 동물의 심장을 이식하는 수술. 수술이 매우 복잡하고 적당한 제공자(提供者)를 찾기가 어려워서, 자신의 심장으로는 몇 주나 몇 개월밖에 못 살 것이라고 예상되는 환자들에게만 마지막 수단으로 행한다. 대부분의 경우 이식할 심장은 회복불가능한 뇌 손상을 입고 법률적으로 죽었다고 판정된 사람으로부터 얻는다.

동물 실험

노먼 에드워드 셤웨이는 1958년 캘리포니아 주에 있는 스탠퍼드대학교에서 최초로 개에게 시술한 심장이식에 성공했다. 셤웨이는 그뒤 10년 동안 동물을 모델로 하여 기술과 면역억제를 향상시키기 위한 연구를 지휘했다.

최초의 인간 시술

1967년 12월 13일 남아프리카 공화국의 크리스티안 바너드는 케이프타운에 있는 그루트 슈어 병원에서 최초로 사람을 대상으로 심장이식을 했다. 그의 성공 이후 많은 다른 의료센터에서도 뒤따라 시도하여, 그뒤 12개월 동안 세계에서 101회의 심장이식이 이루어졌다. 이식된 심장의 면역거부 반응과 관계된 문제, 환자들의 낮은 생존율, 응용가능성이 제한된 실험기술에 방대한 지원비를 할당하는 문제 등으로 인해, 최초의 시도 이후 대부분의 외과의사들은 심장이식을 포기했다.

그러나 셤웨이와 바너드, 그밖의 소수 사람들은 심장이식을 계속 수행하여 이식 후 1년을 사는 사람들이 50％, 5년을 사는 사람들이 25％ 이상에 이르기까지 환자의 생존율을 향상시키는 방법을 개발했다. 현재 심장이식을 한 많은 환자가 수술 뒤 8년 또는 그 이상의 풍요한 삶을 살 수 있게 되었다. 이러한 성공으로 심장이식에 대한 관심이 어느 정도 되살아났고, 몇몇 의료센터에서는 다시 시도하고 있다.

심장이식 과정

현재 시행되고 있는 방법은 2개의 심방에 있는 약간의 조직을 제외하고 심장을 모두 제거하는데, 이렇게 조직의 일부를 남겨놓음으로써 심장박동을 조절하는 동방결절에 연결된 신경을 보존할 수 있다. 대체될 심장은 제공자에게서 제거된 뒤 차가운 식염수에 보존된다. 이식하는 동안 심장은 적당히 다듬어지고 제자리에 맞춰 꿰매지며, 필요한 모든 혈관과 연결된다.

환자와 제공자의 혈액형이나 그외 다른 면역학적 지표들을 일치시키기 위해 세심한 주의가 기울여지며, 이식거부반응을 방지하기 위해 신체의 자연면역성은 억제된다. 면역방어기능을 하는 세포의 기능을 억제하는 프레드니손(prednisone)이나 항흉선세포글로불린과 같은 약을 사용한다. 또한 많은 초기 이식 환자의 사망 원인이 된 죽상동맥경화증(粥狀動脈硬化症：동맥이 굳어지는 것)을 예방하기 위해 항응고제를 투여한다.

동물 심장의 인간 이식

2022년 1월 7일, 미국에서 인체의 거부 반응을 줄이기 위해 유전자를 조작한 돼지의 심장을 인간에게 이식하는 수술이 시행되었다. 미국 메릴랜드 대학에서 이루어진 이 수술은 미국 식품의약국(FDA)의 예외적인 긴급 수술 허용을 통해 이루어진 것으로, 다른 선택의 여지가 없어 생명을 위협받는 긴급 환자에 대한 실험적 의약품 사용을 허용하는 조건을 적용했다. 이 수술은 동물 심장을 인간에게 이식하여 초기 성공적인 결과를 보인 첫 사례로, 만성적인 장기 부족 문제를 해결할 대안으로 주목받았다.

이번 수술에 이용된 미니 돼지는 특히 인간에게 적합한 크기의 심장을 가지며 해부학적 구조도 흡사하여 최선의 대안으로 주목받고 있다. 이식용 심장을 위해서는 면역 거부 반응이 일어나지 않도록 유전자 가위로 면역 거부반응을 유도하는 유전자 3개를 작동하지 못하도록 하고, 인체의 면역 체계에 적응하도록 돕는 인간 유전자 6개를 추가하며, 이식한 심장이 더 성장하지 못하도록 성장 유전자 하나를 차단한다. 교정된 배아는 복제하여 대리모 역할을 하는 어미 돼지에게 착상시켜 출산시킨 후, 심장을 적출하여 인간 환자에게 이식하게 된다.

심장이식 수술을 받은 환자는 초기 면역 거부 반응을 극복하고 2개월 이상 생존하다가 3월 8일 사망했으나, 동물 심장 인간 이식의 발전적인 사례로 기록되었다.