조혈모세포이식(hematopoietic stem cell transplantation, HSCT)

1. 조혈모세포의 채집 및 처리

조혈모세포(hematopoietic stem cells, HSCs)는 혈액을 구성하는 세포들로 분화할 수 있는 줄기세포로, 조혈모세포 이식을 통해 다양한 혈액 질환을 치료할 수 있습니다. 조혈모세포를 효과적으로 활용하기 위해서는 적절한 채집 및 처리 과정이 필요하며, 이는 성공적인 이식과 환자의 예후에 큰 영향을 미칩니다. 이번 글에서는 조혈모세포의 채집 및 처리 과정에 대해 상세히 알아보겠습니다.

 

2. 조혈모세포이식이란?

조혈모세포이식(hematopoietic stem cell transplantation, HSCT)은 혈액 질환을 치료하기 위해 건강한 조혈모세포를 환자에게 주입하는 치료법입니다.
조혈모세포이식은 주로 백혈병, 림프종, 재생불량성 빈혈, 선천성 면역결핍 질환 등의 치료에 사용됩니다. 이식 방식에 따라 자가이식(autologous transplantation)과 동종이식(allogeneic transplantation)으로 나뉩니다.
 
◎ 자가이식: 환자 자신의 조혈모세포를 채집하여 치료 후 다시 주입하는 방식으로, 주로 고용량 항암 치료 후 회복을 돕기 위해 사용됩니다.

◎ 동종이식: 형제자매, 비혈연 공여자 또는 제대혈에서 채집한 조혈모세포를 이식하는 방법으로, 면역 거부 반응을 줄이기 위해 HLA 적합성이 중요한 요소입니다.
 
조혈모세포이식 후 환자는 새로운 혈액 세포가 정상적으로 자리 잡을 수 있도록 면역억제 치료를 받으며, 감염 예방을 위한 철저한 관리가 필요합니다.
* 참고 사이트 : https://cri.snu.ac.kr/information/cancer-diagnosis/info7

조혈모세포이식 - 암의 진단과 치료 - 암정보교육관 - 서울대학교 암연구소

 

 

3. 조혈모세포의 채집 방법

조혈모세포는 크게 골수, 말초혈, 제대혈에서 채집할 수 있으며, 각각의 방법은 다음과 같습니다.
 
✅ 골수 채집(Bone Marrow Harvest)
골수 채집은 전통적인 조혈모세포 채집 방법으로, 공여자의 골반뼈(장골, iliac crest)에서 직접 골수를 흡인하여 조혈모세포를 얻습니다.

과정: 공여자는 전신마취 또는 척추마취하에 골반뼈에서 여러 차례 바늘을 삽입하여 골수를 흡인합니다.
일반적으로 5001500mL의 골수를 채취하며, 체중 1kg당 약 1020mL 정도를 목표로 합니다.
채취된 골수는 항응고제를 첨가한 후 필터링하여 불순물을 제거하고 저장됩니다.
 
● 장점: 비교적 높은 농도의 조혈모세포를 포함하고 있습니다.
● 단점: 전신마취가 필요하고 공여자가 회복하는 데 시간이 걸릴 수 있습니다.
 
✅ 말초혈 채집(Peripheral Blood Stem Cell Collection, PBSC)
말초혈에서 조혈모세포를 채집하는 방법은 최근 가장 많이 사용되며, 조혈모세포 동원제(mobilization agents)를 사용하여 조혈모세포를 말초혈로 유도한 후 채집합니다.

과정: 공여자는 조혈모세포 생성을 촉진하는 과립구 집락자극인자(G-CSF) 또는 플레릭스포어(plerixafor)를 4~5일 동안 피하주사로 투여받습니다.
아페레시스(혈액성분채집기, apheresis machine)를 이용하여 공여자의 혈액을 뽑아 조혈모세포를 분리한 후, 나머지 혈액은 다시 몸으로 돌려보냅니다.
이 과정은 보통 12일 동안 진행되며, 하루 35시간 정도 소요됩니다.
 
●  장점: 공여자가 전신마취를 받을 필요 없고 회복이 빠름.
●  단점: G-CSF에 의한 근육통, 피로감 등의 부작용이 있을 수 있음.
 
✅  제대혈 채집(Umbilical Cord Blood Collection)
제대혈(umbilical cord blood)은 신생아의 탯줄과 태반에서 얻는 조혈모세포로, 출생 직후 무통증으로 채집이 가능합니다.

 

과정: 신생아 출산 후 탯줄을 결찰한 후, 주사기를 이용하여 제대혈을 채취합니다.
일반적으로 50~200mL의 혈액이 얻어지며, 즉시 냉동 보관됩니다.
 
●  장점: 면역 거부 반응이 상대적으로 적고, 신속하게 사용할 수 있음.
●  단점: 세포 수가 적어 성인 환자에게 단독 이식으로 사용하기 어려움.

 

4. 조혈모세포의 처리 과정

채집된 조혈모세포는 이식 전까지 적절한 처리를 거쳐야 하며, 다음과 같은 주요 과정이 포함됩니다.
 
✔️  세포 분리 및 정제(Cell Processing)
채집된 조혈모세포는 적혈구, 혈소판, 혈장 등과 분리하여 순도를 높입니다.
HES(Hydroxyethyl starch)나 밀도 기울기 원심분리법을 이용하여 조혈모세포를 분리합니다.
                                                      ↓

✔️  세포 보관 및 냉동(Cell Cryopreservation)
즉시 사용하지 않는 조혈모세포는 액체질소(-196°C)에서 냉동 보관됩니다.
세포 손상을 방지하기 위해 DMSO(Dimethyl sulfoxide) 등의 동결 보호제를 첨가합니다.
보관된 조혈모세포는 해동 후 생존율과 기능성을 평가한 후 사용됩니다.
                                                      ↓

✔️  감염 및 오염 검사(Sterility and Microbial Testing)
채집된 조혈모세포는 세균, 바이러스, 곰팡이 등의 오염 여부를 검사합니다.
특히, B형 간염, C형 간염, HIV, CMV 등의 감염 여부를 철저히 확인합니다.
                                                      ↓

✔️  HLA 형별 검사(HLA Typing)
공여자와 환자의 조직적합성항원(Human Leukocyte Antigen, HLA) 검사를 수행하여 이식 적합성을 평가합니다.
조직적합성이 높을수록 이식 성공률이 높아지고, 거부반응 위험이 줄어듭니다.
 

 

🔎 조혈모세포 채집 및 처리의 최신 동향

최근 조혈모세포 채집 및 처리 과정에서 기술 발전이 이루어지고 있으며, 다음과 같은 최신 동향이 주목받고 있습니다.
●  CD34+ 세포 선택적 분리: HSCs의 표면 마커인 CD34+ 세포만을 선택적으로 분리하여 순도를 높이는 기술.
●  새로운 동결 보호제 개발: 기존 DMSO의 부작용(알러지 반응, 독성)을 줄일 수 있는 새로운 보호제 연구.
●  자동화된 세포 처리 시스템: 조혈모세포 처리 과정의 효율성을 높이고 오염 위험을 낮추는 자동화 장비 개발.
 

 

📝  결론

조혈모세포의 채집 및 처리는 조혈모세포 이식 성공의 중요한 요소입니다. 채집 방법에 따라 공여자와 환자에게 미치는 영향이 다르며, 효과적인 세포 처리 기술이 동반되어야 합니다. 최근 기술 발전을 통해 조혈모세포 이식의 안전성과 효율성이 점점 개선되고 있으며, 앞으로 더욱 발전된 치료법이 등장할 것으로 기대됩니다.
이 글이 조혈모세포 채집과 처리 과정에 대한 이해를 돕는 데 도움이 되었길 바랍니다. 감사합니다