메디클러스터(Medicluster)란 ‘의료산업’과 ‘클러스터’라는 2가지 개념이 결합된 복합 신조어로써 병원의 우수한 인적·물적 자원을 중심으로 산업체-연구소-대학 등의 연구개발 역량을 집약해 기초연구에서 제품화에 이르기까지 부가가치 창출의 과정을 연결시켜 의료산업의 성과를 극대화하기 위한 전략이다.
보건복지부는 병원의 연구역량을 강화하고 병원과 산학연간 활발한 협력연구를 촉진하기 위해 혁신형 연구중심병원 사업을 추진, 2006년 7월 혁신형 연구중심병원 사업을 공고했고 총 12개 의료기관의 치열한 경쟁 끝에 서울대학교병원이 2006년 11월 선정되어 5년간 290여억 원을 지원받게 되었다.
이에 따라 서울대학교병원은 ‘항암 면역세포 병용 치료법 개발’, ‘줄기·전구세포를 이용한 심혈관 재생 세포치료법 개발’ 등 첨단 세포치료법 등을 개발해 사업화에 성공하고 21세기 병원이 나아가야 할 연구방향과 수익창출 모델의 비전을 제시했다.
혁신형 세포치료 연구중심병원 사업단 부단장을 맡고 있는 김효수 교수는 특히 사업단의 5개의 단위과제 중 2단위 과제인 ‘줄기·전구 세포를 이용한 심혈관 재생 치료법 개발’에서 ‘Priming 요법을 통한 혈관재생 및 혈류개선 세포치료법 개발; angiogenic cell therapy’이라는 과제의 책임자로 심혈관센터 심혈관 줄기세포연구실에서 연구를 수행하고 있다.

손상된 심근혈관까지 재생시키는 ‘MAGIC CELL’ 개발
줄기세포를 통한 심혈관질환 치료 가능성 연구 결과에 따라 심혈관센터 연구팀은 고령화 사회 진입으로 인해 중증 만성 질환으로 부각되고 있는 허혈성 심혈관질환에 대한 기존 표준 치료법의 한계를 극복하기 위해 ▲줄기 세포를 이용한 심혈관 세포치료법 기술 개발 ▲세포치료법 제한점 극복을 위한 약물/바이오 스텐트 개발들을 추진하고, 이들의 연구 성과를 유기적으로 상호 응용해 허혈성 심혈관질환에 대한 보다 근원적인 임상 적용 치료법을 개발하는 것을 목표로 연구를 진행하고 있다.

허혈성 심혈관 질환은 심근으로서 혈류가 감소해 심장근육에 손상을 일으켜 심장 기능을 떨어뜨리거나 심하면 사망에 이르는 중증 만성질환이다. 심혈관 질환에 의한 사망자수는 매년 기하급수적으로 증가해 현재 한국인의 사망원인 2위에 올라 있으나 아직도 세계 평균의 반에도 못 미치는 상황이라 생활 및 식습관의 서구화와 함께 앞으로도 지속적으로 증가할 것으로 예상되고 있다.
심근과 혈관의 소실이라는 허혈성 심혈관질환의 근본원인을 치료해 완전한 개념의 치료를 이루려는 시도는 2000년대 들어 시작됐으며, 그 중심에는 ‘세포 치료법’이 자리하고 있다. 그리고 이를 이용해 손상된 심장을 재생시키려는 연구에 대한 관심이 급격히 증가되고 있다. 2002년 골수에서 추출한 줄기세포를 이용해 심근경색증 환자의 심장 기능 회복을 돕는다는 연구 결과가 독일 프랑크푸르트 대학교 연구진에 의해 최초로 발표되었고, 이후로도 줄기세포를 이용한 심장 질환 치료법 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이러한 해외 연구진들은 골수체취를 위해서 전신마취를 해야 하는 어려움이 있다. 하지만 2002년부터 진행된 서울대학교병원 심혈관센터 연구의 경우에는 G-CSF 약제를 환자에 투여해서 골수 줄기 세포가 온몸의 혈관으로 일시적으로 흘러나오게 해 혈액체취만으로도 줄기세포를 획득해 사용할 수 있어 전신 마취와 골수 추출의 고통 없이도 치료를 가능케 하는 방법을 제시해 전 세계적으로 크게 주목받은 바 있다.
심장에 혈액을 공급하는 관동맥이 막힌 심근경색 환자는 관동맥을 뚫은 뒤 관동맥 주위에 환자에게서 체취한 줄기세포를 주입하면 손상된 심장 부위에 심근혈관이 재생된다. 이 치료법이 바로 심혈관센터 연구팀이 개발한 MAGIC CELL 치료법이다.
세계 어디에도 없는 이 독창적인 ‘MAGIC CELL’ 프로그램의 논문은 세계 최고의 의학지인 ‘Lancet’에 발표되는 등 10편 이상의 논문을 발표했다.

심혈관 치료, 연간 1조 달러 추산되는 거대 시장

심근경색 환자의 경우에는 심근혈관뿐이 아니라 손상된 심장근을 재생시키는 것 또한 중요하다. 이를 위해서 환자 본인의 허벅지에서 근육을 채취해 골격근 모세포(일종의 줄기세포)를 배양하고 이를 유전적으로 강화시킨 후에 환자 심장에 직접 찔러주는 제 2기 임상연구를 미국의 바이오벤처인 Bioheart 사와 함께 진행할 계획도 준비하고 있다. 이러한 연구 결과들로 환자에게 적용하는 줄기세포 요법의 임상 연구가 더욱 탄력을 받을 것으로 기대되고 있다. 기존의 표준 치료인 약물과 수술·시술요법의 한계를 뛰어넘는 심근과 혈관의 재생은 심혈관 치료법 개발의 양대 축이 되고 있다. 또한 성공적인 세포치료를 위해서는 줄기세포를 이용한 치료 시 발생할 수 있는 부작용도 동시에 해결 가능한 종합적인 접근이 필요하다. 이를 위해 연구팀은 혈관 신생 효능의 극대화 전략과 심근 재생 효능의 극대화 전략 및 부작용 최소화 전략을 동시에 추진하고 있다.
미국심장학회(AHA)에 따르면 미국 내 전체 심장 질환자 수는 6,000만 명 이상으로 보고되고 있으며, 한해 2,000억 달러 이상이 심장질환 수술비로 쓰이고 있다. 그리고 전체 세계시장의 규모는 미국 시장의 5배에 이르는 것으로 추산되고 있다. 현재 태국에서 줄기세포를 이용한 심장치료를 전 세계 환자를 대상으로 치료하면서 1인당 3만 2,500달러를 받고 있어 그 시장규모는 상상 이상으로 클 것으로 전망된다.
이에 김효수 교수는 그동안의 튼튼한 기초연구를 바탕으로 현재 다양한 연구들을 수행하고 있다. 최근에는 자가유래 만능줄기세포를 유전자 조작 없이 확립하는데 성공해 혈액학 세계 최고 권위지에 곧 출판될 예정이다. 황우석 박사가 핵치환을 통해서 확립하고자 했었던 자가유래 만능줄기세포를 다른 방법으로 확립한 셈이라서 논문이 출판될 경우 전세계적으로 큰 반향을 일으킬 것으로 예상하고 있다.
더불어 궁극적으로는 줄기·전구세포를 이용한 첨단 심혈관 재생 치료법 개발은 환자들에게는 활동의 증가 및 삶의 질 개선으로 이어지고, 사회적으로는 경제적인 부담 감소, 인류의 수명 연장 및 복지 증진에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.