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심장

심장은 혈액을 온몸으로 공급하는 주요 기관이다.

심장박동이 멈추는 현상은 죽음에 대한 신호이다. 제2차 세계대전중 가장 중요한 외과적 발견의 하나는 심장에 직접 수술을 하게 된 것이다. 심장질환을 치료하는 많은 방법이 발전했지만, 심장근육이 파괴되었을 경우에는 심장이식을 하거나 인공심장으로 대체하는 방법뿐이다. 관상동맥의 차단을 비롯한 다른 심로질환 또한 심장이식으로서만 치료가 가능하다. 심장의 거부반응은 신장의 경우와 유사하지만 면역반응을 일으키는 림프구가 심장근세포로 이동해서 손상을 입히고 관상동맥을 폐쇄하여 심장 자체의 순환을 못하게 하므로 신장의 경우보다 예방이 더 어렵다.

인간심장의 이식은 1967년 남아프리카 공화국 케이프타운에 있는 의료진에서 처음 시도되었다.

첫번째 수술 후 많은 동종이식 시도가 있었지만 많은 수여자가 이식기관에 거부반응을 일으켰다. 더구나 심장은 신장보다 혈액의 결핍에 민감하므로 짧은 시간에 손상 없이 이식수술을 해야 하는 어려움이 생긴다. 이러한 여러 어려움(특히 거부반응) 때문에 시술이 한때 주춤했으나, 거부반응에 대한 연구와 치료가 꾸준히 발전하고 면역억제제인 사이클로스포린이 도입되면서 장기간 생존율에 보다 많은 개선이 있었다.

수술 후 5년 이상 사는 사람이 늘었고, 심장이식은 불치의 심장질환의 치료방법으로 받아들여지고 있다. 2022년에는 미국에서 인체의 거부 반응을 줄이기 위해 유전자를 조작한 돼지의 심장을 인간에게 이식하는 수술이 성공적으로 시행되었으며, 이에 따라 만성적인 이식용 심장 부족 문제가 해결될 것이라는 기대를 낳았다.

간

간은 생명유지에 필요한 물질을 합성하고 순환중에 생긴 노폐물과 독소를 분해하는 인체 내의 화학공장이다.

간이식은 간세포의 비종양·파괴성 질환과 간세포나 담관에 침입한 초기 간암에 속하는 2가지 범주의 간질환을 치료할 수 있다. 간은 혈액 공급 중단에 매우 민감하므로 공여자의 사체에서 15분 이내에 냉동시켜야 한다. 간은 크고 복잡한 구조로 되어 있어 수술이 어려운데, 특히 수여자로부터 병든 간을 제거하기가 매우 어렵다. 간은 매우 크고 주변 구조물과 복잡하게 연결되어 있어서 제거시에는 출혈이 심하다.

이식했을 때 간이 즉시 기능을 하지 않을 경우 환자는 죽게 된다. 또한 간의 경우는 신장질환에서 사용되는 인공신장 같은 기구를 사용할 수 없다는 문제점이 있다. 이식 후 즉각적으로 간의 기능이 일어난다면 그후의 과정은 신장이식의 경우와 거의 유사하다. 초기의 간이식수술은 많은 실패를 했지만 성공사례가 늘어가고 있다.

폐

폐의 만성적이고 치명적인 질환은 흔한 편이며, 진행이 매우 느려서 오랜 기간 병을 앓아야 한다.

폐의 기능은 혈액과 공기 사이의 가스 교환이고, 이는 극히 미세한 막을 통해 일어난다. 이러한 노출로 인해 폐는 감염에 민감하고 다른 이식편보다 감염이 잘 된다. 더군다나 약간의 거부반응이 있어도 가스 교환 막에는 심각한 손상을 입히고, 일반적으로 거부반응이 호전되기 전에 사망한다. 주기적 호흡에 의한 폐의 가스 교환은 폐·근육·뇌·신경이 작용하여 조절되는 복잡한 활동이다. 신경을 절제하면 호흡의 주기가 방해되는데, 이는 양쪽 폐를 성공적으로 이식하기 어렵게 하는 주요인이다.

한쪽 폐만 이식하면 환자의 병든 폐가 이식기관의 공기를 빼앗아서 이식기관에 지나친 혈액이 흐르도록 하여 기능을 방해한다. 현재 심장과 양쪽 폐를 함께 이식하는 방법이 가장 만족할 만한 폐이식 방법이다.

심장과 폐

하나의 기능 단위로 심장과 폐를 함께 이식하는 것은 캘리포니아에 있는 스탠퍼드 의학 센터에서 동물실험에 의해 발달했다(심폐이식). 사이클로스포린의 도입으로 환자에 대한 적용도 놀랄 만큼 성공적이었다.

스탠퍼드에서 이식수술한 환자의 2/3는 살아남았고, 다른 센터에서도 심각한 폐섬유증과 우심실부전 환자의 치료에 실시하고 있다. 폐 감염이 일어나기 쉽고 심-폐단위 공여자가 제한되어 있는 것이 가장 큰 문제이다. 폐는 혈액의 부족하면 쉽게 손상되기 때문에 신속한 처리가 필요하다.

췌장

췌장은 내분비조직과 외분비조직으로 이루어져 있다.

외분비조직은 복합적인 소화액인 췌장액을 생산하여 소장으로 분비한다. 내분비조직인 랑게르한스섬에서는 호르몬인 인슐린과 글루카곤을 혈류로 분비한다. 이 호르몬들은 탄소대사의 조절에 필수적이고 신체조직의 성장과 유지에도 폭넓은 효과를 갖고 있다. 인슐린 부족은 인슐린의존성당뇨병(Ⅰ형 당뇨병)에 의해 생기고, 이 경우 매일 인슐린 주사를 맞지 않으면 치명적이다.

그러나 인슐린요법은 많은 모세혈관에 영향을 주어 신부전을 일으킬 수도 있고, 맹인이 될 수도 있다. 췌장에 있는 랑게르한스섬을 분리하거나 심지어 인슐린을 생산하는 β세포만을 분리하려고 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나 랑게르한스섬을 인간의 췌장에서 분리하기도 어렵고 분리된 랑게르한스섬은 거부반응이 심하다.

그래서 췌장이식이 더 선호되고 있다. 이 과정중 어려운 점은 이식된 췌장에서 생산되는 소화액의 처리와 면역억제제로 사용되는 코르티코스테로이드가 당뇨병을 악화시킨다는 점이다. 사이클로스포린의 사용으로 코르티코스테로이드의 사용을 피할 수 있게 되어 췌장이식은 다시 관심을 끌기 시작했다. 이 과정은 당뇨병성신부전을 갖고 있는 사람이 같은 공여자에게서 신장과 췌장을 모두 받았을 때 특히 유용하다. 환자 자신의 췌장과 근접하게 이식하여 인슐린은 직접 간으로 유입되고 췌장액은 환자의 위로 분비되어 위산에 의해 활성화가 억제될 수 있다.

췌장이식편의 기능이 1년간 유지되는 비율은 현재 30％에 달하고 있다.