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책임저자：권오정, 서울시 성동구 행당동 17 한양대학교 의과대학 외과학교실, 133-600 Tel: 02-2290-8460, Fax: 02-2281-0224 E-mail: ojkwon@hanyang.ac.kr
The Outcome of Renal Transplantation Using Exchange Donor Program
En-Jung Shin, M.D. and Oh-Jung Kwon, M.D.
Department of Surgery, Collge of Medicine, Hanyang University, Seoul, Korea
Purpose: The availability of living donors is the major limit- ing factor in living related kidney transplantion. In 1997, Ross et al. proposed that the living unrelated kidney transplan- tation through exchange arrangement of ABO-incompatible donors-recipient pairs to expand donor pool is ethically ac- ceptable as living related kidney transplantation. We an- alyzed exchange donor program whether this could expand the kidney donor pool in living donor renal transplantation.
Methods: We retrospectively reviewed the records of the 121 exchange donor renal transplantations performed from 1991 to 2005 in our center. Recipient’s and donor’s mean age were 38.8 (15～64) and 40.4 (21～60) year-old, respectively. Mean follow up period is 81 months (1～170).
The reasons of exchanging donor were ABO incompatibility (92/121, 76%), positive HLA cross matching (20/121, 16%) and patients who received kidneys from unknown volunteer donors (9/121, 7%). We compared graft survival and acute rejection rate of exchange donor group and living related donor group. Results: The graft survival rate (1, 5, 10 year) of exchange donor group (92%, 80.6%, 72%) was similar to living related donor groups (95%, 77%, 66%). The acute rejection rate were 34% (42/121 ) and 24%, respectively. We have observed acute rejections during the same time in both groups from 1991 to 2005. Although acute rejection rate of exchange donor group is higher, we see the similar survival rate of transplanted kidneys in exchange donor group.
Conclusion: We suggest that exchange donor program could expand the donor pool in living donor renal transplantation,
when recipient cannot receive kidney from healthy donor because of ABO incompatibility or positive HLA cross matching.
(J Korean Soc Transplant 2007;21:123-127)
Key Words: Exchange donor, Graft survival rate, Donor pool 중심 단어: 교환 공여자, 이식 장기 생존율, 공여자 범위
교환 공여자 프로그램을 이용한 신장 이식의 결과
한양대학교 의과대학 외과학교실 신 은 정․권 오 정
서 론
신장 이식은 말기 신부전 환자에 있어 최적의 치료임에 도 불구하고 신장의 공여자와 수혜자 간의 수적 차이가 커 져감에 따라 환자들이 신장을 이식 받을 수 있는 기회는 줄어들고 있는 실정이다. 또한, 최근 신장 이식의 대기자 수 가 급증하여 생체 공여자의 범위를 확장하여 신장 이식을 늘리려는 노력이 이루어지고 있다.(1) 생체 신장 이식의 초 기에는 이식신의 기능이 좋지 않음은 물론 장기 매매에 대 한 우려로 인하여 비혈연간의 신이식은 추천되지 않았다.
하지만 최근에는 이러한 비혈연간의 이식이 받아들여지고 있는 동시에 이식 장기의 생존율도 좋아졌다.(2) 이식이 사 체 이식으로 제한되어 있는 국가에서는 이식 가능한 장기 의 수와 이식 대기자 간의 수적 차이가 더욱 커지고 있으며, 이러한 수요와 공급의 불일치는 생체 이식의 수를 늘리거 나 사체의 경계성 공여자(marginal donor)를 공여자로 쓰려 는 노력이 이루어지고 있다.(3)
이식 가능 신장의 공급 증가를 위한 광범위한 노력으로 고혈압, 당뇨, 악성질환자, 흡연자, 음주자, HBV보균자, C 형 간염 항체를 지닌 자, 사체이식, 영아나 고령자로부터의 이식 같은 경계성 혹은 고위험군의 장기를 사용하는 것과 같은 시도가 이루어지고 있다.(4-10) 최근에 이르러 이식 성 적이 좋아지고 있으나, 그럼에도 불구하고 ABO 혈액형의 불일치, 조직 적합 항원의 교차반응 양성 등의 문제가 장기 이식의 제한점이며, 이를 극복하기 위한 연구가 계속되고 있다.
1986년 Rapaport가 신장 교환이식에 대해 처음 발표한 이 후 여러 이식센터에서 교환이식을 시행하고 있으며, 이는 공여자군 증가의 가능성을 보여주고 있다.(11) 교환 이식이
Fig. 1. Psychological assessment of donors, recipients & their family.
란 공여자-수혜자 쌍이 혈액형의 불일치, 조직 적합 항원의 교차 반응 양성 등의 이유로 인해 서로간의 이식을 시행할 수 없을 경우, 공여자의 교환 시 이식에 적합한 다른 공여자 -수혜자 쌍과 신장을 맞교환하는 것을 말한다. 본원 이식센 터에서는 이러한 교환이식이 공여자 수를 증가시킬 수 있 는지 알아보기 위해 교환 공여자 프로그램을 이용하여 신 장 이식을 시행한 환자의 결과를 분석하였다.
방 법
본원 이식 센터에서 1991년부터 2005년까지 시행한 121건 의 교환이식을 대상으로 결과를 분석하였다. 수혜자의 평 균 연령은 38.8세(15～64세)이고, 공여자의 평균연령은 40.4 세(21～60세)였으며, 평균 추적관찰 기간은 81개월(1～170 개월)이었다. 공여자와 수혜자는 혈연간 혹은 비혈연간 짝 으로 이식센터에 등록이 되었고, ABO 혈액형의 불일치, 조 직 적합 항원의 교차반응이 양성이어서 혈연간 혹은 비혈 연간의 이식을 시행할 수 없는 경우 교환이식이 시도되었다.
수혜자나 신장 공여 의사를 가진 그들의 친구, 친척, 배우 자들 사이에 신장 이식이 불가능한 짝을 대상으로 신장 이 식이 가능한 팀을 구성 후, 수혜자와 공여자들 간에 조직 적합 항원 검사, 교차반응 검사, 혈액형 검사 등 이식에 필 요한 검사를 시행한 후 이식이 가능함이 입증된 팀에 대해 교환 이식을 시행하였다. 교환 이식 쌍을 선정하는 기준은 혈액형의 일치를 우선으로 하였고 그 외에 조직 적합 항원 이 하나라도 일치하는 경우(HLA-DR이 우선), 공여자가 만 20세 이상인 경우였다.
고형 장기 이식에 있어서 생체 공여자는 이식에 대해 윤 리적 이해관계가 성립이 되어야 하기 때문에 여러 철차를 밟아 윤리적, 장기 매매의 가능성에 대하여 신중하게 고려 하여 신이식 전에 공여자의 자발적 동기가 증명되어야 한 다. 공여자로서 이식센터에 등록이 된 후 첫 번째 단계로 정신과적 인터뷰 및 미네소타 다면적 인성검사를 실시한 다. 그 후 공여자와 수혜자 및 그 가족에게 교환이식 프로그 램에 대한 충분한 설명(장․단점, 수술 위험도, 발생 가능한 합병증)을 실시하고 그들에게 각각 수술 동의서를 받게 되 며, 각 짝의 수술은 가능한 동일한 날 시행되게 하였다(Fig.
1).
모든 수여자들에게는 cyclosporine이나 tacrolimus, immuran 이나 mycophenolate mefetil, steroid의 삼중 면역억제를 시행 하였고, 급성 거부 반응이 일어난 경우 치료로는 steroid 강 화 요법과 항체요법을 시행하였다.
교환 이식과 혈연간 이식의 이식신 생존율과 급성 거부 반응 발생률을 비교하고, 교환이식의 원인, 공여자의 종류 에 대해 분석하여 실제적으로 신장 이식에 있어 공여자 수 를 증가시킬 수 있는가에 대해 분석하였다. 이식 장기 생존 율은 Kaplan-Meier방법을 이용하여 비교분석하였으며, 통
계학적 의미는 log-rank검사법을 이용하여 P＜0.05인 경우 의미있는 결과로 판정하였다.
결 과
본원 이식 센터에서 1991년부터 2005년까지 시행한 총 776건의 신장 이식 중 교환이식은 총 121건으로 총 이식 건 수의 15.59%에 이른다. 이 기간 동안 교환 이식을 시행한 그룹의 1년, 5년 장기 생존율은 후향적으로 각각 92%, 72%
로 나타났고 혈연간 이식을 시행한 그룹의 1년, 5년 장기 생존율은 각각 95%, 66%로 나타났다. 이 두 그룹 간의 이식 장기 생존율은 통계적으로 유의한 차이가 없었다(P＞0.05).
그러나 급성 거부 반응은 동일 기간 관찰한 결과 교환 이식 시 34%, 혈연간 이식 시 24%에서 나타났다. 이상의 데이터 를 볼 때 교환 이식 시 급성거부반응이 일어나는 발생률은 더 높지만 장기 생존율에 있어 두 그룹 간의 유의한 차이가 없음을 볼 수 있었다(Fig. 2).
교환이식이 이루어진 이유로는 혈액형의 불일치가 76%,
Table 1. The characteristics of donors and recipients in exchange- donor kidney transplantation
Causes of ABO incompatibility 92 (76.2%) exchange donor Positive HLA cross matching 20 (16.5%)
program Volunteer donor 9 (7.3%)
Recipients sex Male 80 (66.1%)
Female 41 (33.9%)
Recipients age ＜50 103 (85.1%)
≥50 18 (14.9%)
Donors sex Male 61 (50.4%)
Female 60 (49.6%)
Donors age ＜50 107 (88.4%)
≥50 14 (11.6%)
HLA-AB matching 1.528
HLA-DR matching 1.024
Donor relationships Spouses 53 (43%)
Parents 12 (10%)
Family and relatives 19 (15%)
Friends 6 (5%)
Volunteers 33 (27%)
Acute rejection 42 (34%)
HLA = human leukocyte antigen.
Fig. 2. Comparison of graft survival between exchange donor kidney transplantation and living-related donor kidney transplantation.
Fig. 3. The diagram of exchange donor renal transplantation.
조직 적합 항원의 교차반응 양성인 경우가 16%, 또 익명의 공여자가 포함된 그룹에서의 이식이 7%로 세 가지 경우가 있었다. 익명의 공여자로부터 신장을 제공받은 수혜자의 짝은 다른 팀의 수혜자에게 신장을 제공하게 되는 경우로
어느 한 팀은 신장의 제공 없이 신장 이식을 받게 되는 경 우로 일종의 relay 이식 형태이나 indirect donation의 형태로 넓은 의미에서 교환 이식으로 포함하였다. 교환이식 공여 자는 배우자가 43.8%, 부모가 9.9%, 그 외 가족이나 친적이 15.7%, 친구가 4.9%, 순수기증이 27.2%로 나타났다. 기증자 들은 대부분이 기독교 신자로 아무런 친분 관계 없이 순수 하게 장기를 제공한 자들이었다(Table 1).
대부분의 교환이식은 두 쌍에서 이루어진 경우였으나 많 게는 6쌍에서 교환이식이 이루어진 경우도 있었다(Fig. 3).
교환 이식 시 O형의 경우 교환 이식 대상자로 선정될 확률 이 낮은데 그 이유는 O형의 공여자는 모든 혈액형에게 신 장 제공이 가능하지만 O형 장기만 받을 수 있기 때문이다.
이러한 O형 쌍의 불이익을 막기 위해 O-O형 쌍이 우선적으 로 교환 이식 대상자로 선정되었고 조직 적합 항원이 맞는 정도가 많은 쌍부터 교환 이식 대상자로 선택되었다. 본 이 식 센터에서 시행된 모든 신장이식 776건 중 O형 이식의 수는 총 176건으로 전체의 22.2%를 차지했고 교환이식이 이루어진 121건 중 O형 이식은 총 25건으로 전체 교환이식 중 20%를 차지하였다. 이 결과를 보아 O형 이식과 공여자- 수혜자 쌍의 선정 과정이 필요한 교환이식에서 O형 이식 시에 O형 쌍의 불이익이 크지 않음을 보여준다.
수술 후 사망률은 0%이었으며 수술 후 생기는 폐렴이나 감염 등의 합병증 유병률은 3.6%이었다. 모든 공여자는 신 장적출술 후 적어도 1년간은 추적 관찰하였으며 이 추적기 간 동안에는 단백뇨나 고혈압 발생은 없었다.
고 찰
신장 이식은 많은 만성 신부전 환자에게 있어서 질병의 완치와 장기 생존의 기회를 얻을 수 있는 최적의 방법이지 만 현재 이 환자들을 위한 충분한 사체 장기나 혈연간 공여 자가 부족한 실정이다. 국내에서도 대기자 명단에 대기 중 인 환자의 수는 연간 20%씩 증가하고 있다. 이러한 공여자 와 수혜자 수의 큰 차이는 공여자 수를 늘리기 위한 여러 대체 방안을 강구하게 하였다. 사체이식, 고위험군 공여자 의 이식, 경계성 공여자의 이식, 혈액형이 불일치하는 공여 자의 이식 등을 포함한 공여자 증가를 목적으로 한 여러 방법들이 시도되었으나, 아직도 공여 장기의 부족현상은 여전히 존재한다. 또 혈액형이 불일치한 이식을 시도하기 위해서는 이식과정 전에 ABO항체나 조직 적합 항원 항체 의 제거를 위한 혈장 사혈이나 혈장교환 등의 일련의 복잡 한 과정이 시도되기도 한다. 이러한 혈장사혈이나 혈장교 환은 여러 이식센터에서 이식 후 거부반응을 방지하기 위 해 시도되어 왔다. 이러한 시술은 이식에 있어 성공적인 결 과를 얻는 데 도움이 되기는 하지만 비용적인 면과 시간적 인 면에서 다소 문제가 되며, 면역억제제를 쓰는 동안 면역 력이 떨어진 환자들에게 전신 감염 등의 위험한 합병증을 유발할 수 있는 단점이 있다. 이러한 사항을 고려해 볼 때 이러한 시술은 결과 향상 면에서는 도움을 줄 수는 있으나 경제적, 시간적 및 안전성에 있어서는 실제적인 공여자 수 의 증가에는 공헌하지 못할 수 있다.(12,13) 이에 반해 교환 공여자 프로그램은 공여자-수혜자의 적절한 조합이 선정되 면 이러한 시간과 비용적인 단점 및 수술 후 생길 수 있는 심각한 전신 감염증 등 합병증의 우려 없이 이식이 시행될 수 있는 장점이 있다.
본원 이식센터에서는 1980년부터 이러한 공여자 부족현 상을 해결하기 위한 방법으로 부부, 가까운 친척, 친한 친구 또는 순수기증자 등 혈연간 이식 외에 유전자적인 연관성 이 전혀 없이 감정적으로 수여자와 강한 유대관계를 가진 자나 수혜자에게 강제적으로 장기 기증 의무를 가지지 않 은 자로 정의되는 정서적인 관계에 있는 사람간의 비혈연 간의 이식을 시작하였다. Cyclosporine이 도입된 이래 이러 한 비혈연간 이식군의 이식신 생존율은 혈연간 이식과 비 슷한 성적을 보인다. 이런 이유로 이러한 비혈연간 짝끼리 의 교환 형태의 이식은 충분히 받아들여질 만하고 실제 공 여자 수를 늘리는 데 공여할 수 있으이라 생각된다.
교환 이식의 주 장점은 수술이 정규 수술 일정에 의해 이 루어지며, 장기 보존 기간이 짧고 면역학적으로 가장 적절 한 공여자를 선발한다는 점에서 면역학적 이익을 얻을 수 있다. 또 가장 중요한 장점으로 이식에 있어 공여자 수를 늘릴 수 있다는 것이다.(3)
교환이식과 정서적으로 연결된 공여자 프로그램은 윤리
적인 문제와 장기 매매에 대한 문제가 해결되어야 하는 어 려움이 있다.(14,15) 1997년 Ross가 발표한 논문에서는 쌍을 이루는 교환 이식 대상자들은 직접적인 기증만큼 충분히 윤리적으로 받아들여질 만하다고 주장하였다. 그 이유는 교환 공여자들은 장기 기증이 기증하고자 하는 수혜자에게 직접적인 기증은 아니더라도 자신의 장기 기증을 통해 사 랑하는 이가 적합한 장기를 제공받을 있다는 점에서 얻는 심리적인 안정감을 가질 수 있기 때문이다.(2,16-19) 본원에 서는 이러한 윤리적인 문제점을 해결하고자 첫 번째로 공 여자를 선정함에 있어서 의학적, 면역학적 선택 기준을 기 본으로 하였고, 두 번째로 전문의, 이식코디네이터, 사회사 업가가 공여자들과 여러 단계를 거친 인터뷰를 시행하였으 며 세 번째로 공여자, 수혜자 및 그 가족들에게 장기 기증 및 그 위험성에 대한 자세한 설명을 한 후 수술에 대한 동 의서를 작성하도록 하였다. 마지막으로 1991년 WHO에서 발표한 인간 장기 이식의 원칙을 기본으로 하여 공여자 선 택이 이루어졌다.
2005년 우리나라에서는 컴퓨터 알고리듬을 통한 교환이 식 대상자 선정 프로그램을 개발하여 실제로 적용하고 있 어 교환이식 프로그램이 국내적으로 활발하게 이루어지고 있다. 인터넷 기반으로 운영되는 이러한 컴퓨터 알고리듬 을 통한 교환쌍 선정은 대규모의 등록환자를 대상으로 시 행 가능하고, 거리와 시간의 제약에 관계없이 다수의 이식 기관으로부터 환자의 참여가 용이해지는 장점을 갖고 최근 전국적으로 네트워크 구축이 완성 단계에 있으며, 참여 의 료기관의 증가, 기관 간에 공여자 선발 기준이 표준화되어 앞으로 교환 이식이 더욱 활발하게 이루어질 것으로 생각 된다.(20)
교환 이식 프로그램은 기증하고자 하는 수혜자에게 직접 적인 기증은 아니지만 자발적인 순수 기증을 근본으로 하 고 있기 때문에 공여자 수혜자 간에 어떠한 상업적 목적에 대한 방지가 가능하다고 믿으며, 이러한 기증형태는 윤리 적인 면에서도 합당하여 공여자를 늘리기 위한 이식 프로 그램으로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
우리의 경험으로 미루어 볼 때 윤리적인 문제를 검증하 기 위해서는 교환 공여자는 교환이식이 실행되기 전에 공 여자의 기증 동기에 대하여 이식 전문의, 이식 코디네이터, 또 그 외 이식팀의 신중한 절차에 따른 스크리닝이 필요하 며, 또 이러한 이식 형태를 진행하는 이식팀은 공여자의 이 식 참여의 동기가 자발적인지 매매의 목적이 아닌지 확실 히 해야하는 의무를 가져야 한다.
결 론
교환 공여자 프로그램은 이식 성적이 혈연간 이식과 차 이가 없어 수혜자가 혈액형 불일치, 조직 적합항원의 교차 반응 양성 등의 생물학적인 장애로 인하여 공여자로부터
신이식에 어려움이 있을 경우, 시행될 수 있는 하나의 프로 그램으로 시행될 수 있겠다. 결론적으로 정서적으로 연결 된 공여자나 순수 기증을 목적으로 하는 공여자는 신장이 식 시 이식 가능한 신장의 수를 늘릴 수 있는 잠재성을 가 지고 있으므로, 이들이 참여하는 교환 공여자 프로그램은 신장 이식에 있어서 공여자 확장에 충분한 도움을 줄 수 있다고 생각된다.
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