iPSC 척수 치료 후 최대 4년간 이식 세포 관련 종양 없어…환자 4명 추적 관찰

환자 4명, 2~4년간 안전성 모니터링

일본에서 진행된 임상 연구에서 중증 경추 척수 손상을 입은 남성 환자 4명은 2~4년간 추적 관찰을 받는 동안 종양이 생기거나 이식된 신경 전구세포와 관련된 이상 사례를 겪지 않았다. 환자마다 유도만능줄기세포(iPSC)로 만든 세포 200만 개를 손상된 척수에 주입했다. 이 가운데 2명은 척수 손상 장애가 가장 심한 단계에서 손상 부위 아래의 운동 기능이 일부 회복됐음을 나타내는 단계로 호전됐다.

2026년 7월 21일 네이처 메디신 연구에 발표된 이번 결과는 신중하게 선정된 소규모 환자군에서 이 시술을 수용 가능한 안전성 프로필로 시행할 수 있다는 근거를 제시한다. 그러나 세포가 호전을 일으켰다는 사실을 입증하지는 않는다. 임상시험 참여자는 4명뿐이었고, 무작위 배정 비교군이 없었으며, 이식 세포가 살아남아 척수의 기능하는 일부가 됐다는 직접적인 증거도 없었다.

게이오대학병원과 무라야마 의료센터가 손상 후 수주가 지난 아급성기에 치료받은 환자들을 대상으로 연구를 진행했다. 이번 연구는 손상된 인간 척수에 iPSC 유래 신경줄기세포·전구세포를 이식한 최초의 임상 사례였다. 주요 목표는 안전성 평가였고, 신경학적 회복은 탐색적 결과로 평가했다.

이 구분은 중요하다. 비정상적인 세포 증식을 막는 것은 잠재적 치료법 개발에 필요한 단계지만, 이식으로 기능이 회복된다는 점을 입증하려면 추가 검증이 필요하다. 이번 결과는 임상 평가를 이어갈 근거이지, 효과적인 치료법이 일상 진료에 도입될 준비를 마쳤다는 결론을 뒷받침하지는 않는다.

이식 대상자는 누구였나?

2021년 12월부터 2023년 11월까지 7명이 선별 검사를 받았고, 이 가운데 4명이 이식 기준을 충족했다. 모두 26~66세 남성이었으며, 목 부위인 C4~C6 경추에 손상을 입었다. 환자 4명 모두 미국척수손상협회 장애척도(AIS) A등급이었고, 이식 당일 다시 확인됐다.

AIS A는 척수 손상 등급을 분류할 때 사용하는 가장 아래쪽 천수 분절에서 감각 또는 운동 기능이 검사상 감지되지 않는다는 뜻이다. 이는 임상적으로 완전 손상을 의미하지만, 척수가 물리적으로 절단됐다는 뜻은 아니다. 등록된 임상시험 계획서에서는 완전 절단이나 여러 부위 손상이 있는 경우를 제외했다.

계획서상 허용된 손상 범위는 목 부위 C3/C4부터 가슴 부위 T10까지였고, 18세 이상 남녀 모두 참여할 수 있었다. 실제 참여자군은 따라서 선정 기준보다 범위가 좁았다. 남성 4명의 결과만으로 모든 척수 손상 환자에게서 안전성이나 효과가 확인됐다고 볼 수는 없다.

환자는 신경학적으로 안정돼 있고 수술, 면역억제 치료 및 반복 평가를 받을 수 있어야 했다. 활동성 감염, 주요 장기 기능 장애, 중증 호흡기 질환 등이 제외 사유에 포함됐다. 급성기 병원에서 척추를 고정한 뒤 후보자들은 평가를 위해 게이오대학병원으로 이송됐다.

세포 준비와 투여 방법

유도만능줄기세포는 다양한 세포 유형으로 분화할 수 있는 상태로 재프로그래밍한 성체 세포다. 이번 이식에는 신경세포와 교세포라는 지지 세포로 분화할 수 있지만, 분화 능력은 더 제한적인 신경 전구세포를 사용했다. 이 접근법은 미분화 iPSC를 이식하는 대신 손상된 신경 조직의 회복을 도울 가능성이 있는 세포를 투여하는 것이다.

출발 세포주인 YZWJs513은 건강한 기증자가 제공한 제대혈에서 얻었으며, 교토대 iPSC 연구·응용센터가 우수의약품제조관리기준(GMP)에 따라 확립했다. 오사카 국립병원에서 신경 전구세포를 생산했고, 사용 전 사전에 정한 품질 기준을 충족했다.

세포 제품은 보관 및 게이오대까지의 운송을 위해 동결했다. 이식 4일 전 세포를 해동해 배양했다. 세포 발달 조절에 관여하는 경로인 노치 신호를 억제하기 위해 감마 세크레타제 억제제로 24시간 처리하기도 했다. 세포를 인공 뇌척수액에 현탁하기 전에 배양액과 억제제를 제거했다.

참여자마다 척수 병변 중앙에 세포 200만 개를 한 차례 주입했다. 일본의 국민건강보험 체계에 따라 표준 재활 치료도 계속했다. 이식과 재활, 자연 회복이 동시에 이뤄졌으므로 이후 기능 변화가 세포만의 효과라고 단정할 수 없다.

안전성 모니터링 결과

참여자 4명 모두 최초 52주 연구를 마쳤다. 연구진은 반복 발생 건을 각각 따로 계산해 이상 사례 84건을 기록했다. 이 수치는 핵심 안전성 결과를 이해하는 데 중요하다. 이번 연구에서 의료 문제가 전혀 없었던 것은 아니다. 이식 세포와 관련된 이상 사례가 확인되지 않았다는 뜻이다.

중대한 이상 사례의 정의에 해당한 사건은 1건으로, 혈중 칼륨 수치가 일시적으로 리터당 6밀리당량에 이른 경우였다. 해당 환자는 증상이 없었고 수치는 저절로 정상화됐다. 연구진은 실제 임상적 이상보다는 채혈 과정에서 발생한 오류일 가능성이 가장 높다고 판단했다.

중등도 이상 사례 2건은 수술과 관련된 것으로 판단됐다. 상기도 분비물이 늘어난 사례와 뇌척수액 누출 사례였다. 추가로 경증 또는 중등도 사례 22건은 기증 세포에 대한 면역 반응을 억제하는 약물인 타크로리무스와 관련된 것으로 봤다. 마그네슘 저하와 요로감염은 참여자 4명 모두에게서 나타났다. 척수 손상 후 요로감염은 흔하지만, 타크로리무스가 영향을 미쳤을 가능성을 배제할 수는 없었다.

타크로리무스 투여는 이식 전날 시작해 6개월간 이어졌으며, 9개월째에는 중단됐다. 따라서 이번 결과는 면역억제 기간뿐 아니라 투여 중단 후 지연성 문제가 나타날 수 있는 더 긴 기간까지 포괄한다.

영상 검사에서 비정상적 증식 징후 없어

만능줄기세포에서 유래한 치료법의 주요 우려 중 하나는 원치 않는 세포가 비정상적으로 증식하거나 종양을 형성할 수 있다는 점이다. 연구진은 의심스러운 변화를 찾기 위해 반복적인 자기공명영상(MRI) 검사와 24주째 전신 양전자방출단층촬영(PET)을 실시했다. PET는 방사성 추적자의 흡수를 측정해 대사 활동이 비정상적인 부위를 찾는 데 도움을 줄 수 있다.

첫해에는 MRI와 PET 모두 척수의 비정상적인 세포 증식을 시사하는 소견을 보이지 않았다. 이후 영상 검사에서도 이식편과 관련된 종양이나 다른 이상은 확인되지 않았다. 일부 환자에게는 만성 척수연화증, 즉 손상되거나 무른 척수 조직에 부합하는 변화가 나타났으며, 연구진은 이를 기존 손상의 자연 경과와 일치하는 소견으로 판단했다.

첫 번째 환자는 4년, 두 번째 환자는 3년, 세 번째 환자는 2년 6개월, 네 번째 환자는 2년간 추적 관찰을 받았다. 지연성 중대한 이상 사례나 진행성 신경학적 악화는 확인되지 않았다. 이번 관찰 결과는 연구 기간 동안의 안전성을 뒷받침하지만, 환자 수가 4명에 불과해 드문 합병증을 배제하기에는 부족하다.

운동 기능과 일상생활의 자립도는 어떻게 달라졌나?

참여자 4명 모두 최초 연구 기간에 운동 기능과 자립도 평가에서 호전을 보였다. 0~100점인 척수손상 신경학적 분류 국제기준 운동 점수는 근육 기능을 측정한다. 기준선부터 보고된 52주째 평가까지 점수의 중앙값은 13점 상승했으며, 개인별 상승 폭은 10~40점이었다.

운동 점수는 이식 후 첫 12주 동안 가장 빠르게 상승했고, 대다수 참여자에서 첫해 동안 더 완만한 상승세가 이어졌다. 가벼운 촉각과 바늘 자극을 이용한 감각 검사도 호전됐다. 이 측정치는 관찰된 회복을 보여주지만, 회복의 원인을 설명해주지는 않는다.

참여자 2명은 AIS 등급이 바뀌었다. 한 명은 A에서 C로, 다른 한 명은 A에서 D로 호전됐다. 두 등급 모두 손상 부위 아래에 수의적 움직임이 남아 있는 운동 불완전 손상을 뜻한다. D등급은 손상 부위 아래에서 평가한 근육 중 더 많은 비율이 중력에 대항해 움직일 만큼 충분한 힘을 가져야 한다. AIS 등급 향상만으로 독립 보행과 같은 특정 능력이 확인되는 것은 아니다.

일상 활동을 평가하는 척수 독립성 측정 척도 III 점수도 모든 참여자에서 상승했다. 첫해 이후 운동 기능과 AIS 등급은 대체로 유지됐다. 참여자 2명에게서 독립성 점수가 이후 소폭 하락했지만, 이는 신경학적 악화가 아니라 편의를 위해 방광 관리 방법을 바꾼 데 따른 것이었다.

등록 환자군과 비교한 회복

변화의 맥락을 파악하기 위해 연구진은 후쿠오카 척수손상센터의 일본 단일기관 척수손상 데이터베이스를 활용했다. 2013~2024년 입원한 환자 986명 가운데 임상시험 선정 기준을 충족한 52명을 확인했다. 이 비교는 이식 환자들과 같은 시기에 등록한 대조군이 아니라 과거 환자군과의 비교였다.

각 평가 시점에 측정값이 있는 환자만 포함한 등록자료 분석에서 운동 점수 상승폭의 중앙값은 24주째 5점, 52주째 7점이었다. 이식군에서는 각각 7점과 13점 상승했다. 따라서 52주째 이식군의 중앙값 상승폭은 등록자료의 수치보다 6점 높았다.

추적 측정값이 없는 환자를 처리하는 방식에 따라 등록자료의 추정치는 달라졌다. 각 환자의 마지막 기록을 이후 시점에도 적용한 분석에서는 두 평가 시점 모두 점수 상승폭의 중앙값이 4점이었다. 이 방식은 이후 측정값이 없는 환자도 포함하지만, 마지막 측정 당시 상태가 그대로 유지됐다고 가정한다.

이식 환자 4명 중 2명, 즉 50%가 AIS C 이상에 도달했다. 등록자료에서는 52주째 측정값이 있는 환자 25명 중 3명(12%)에게서 이 결과가 나타났고, 마지막 기록을 이후 시점에도 적용한 분석에서는 52명 중 8명(15.4%)이었다. 고무적인 차이지만, 이식 환자 한 명의 결과가 비율을 25%포인트 좌우한다. 표본이 작고 등록자료에 누락된 값이 있으며 환자 선정 방식도 달라 이식이 표준 치료보다 나았다는 신뢰할 만한 결론을 내릴 수 없다.

아직 입증되지 않은 점

이번 연구는 환자와 의료진이 치료가 시행됐다는 사실을 알고 있는 공개 연구였으며, 등록된 모든 환자가 이식 치료를 받았다. 동시기에 모집한 비교군에 무작위 배정하지 않았기 때문에 이식 효과를 자연 회복, 재활 또는 다른 치료 요소와 확실히 구분할 수 없다. 논문 저자들도 호전이 이식의 효과라고 단정할 수 없다고 명시했다.

연구진은 이식편이 살아남았는지, 여러 종류의 신경세포로 분화했는지, 환자의 기존 신경 회로와 기능적으로 연결됐는지도 직접 입증하지 못했다. 영상 검사에서 안정적인 소견이 나타나고 타크로리무스 중단 후 악화가 없었다는 점은 이식편이 유지됐을 가능성과 부합하지만, 세포가 생존했거나 회복에 기여했다는 증거는 아니다.

면역 검사에서는 기증자 조직 적합성과 신경학적 결과 사이에 뚜렷한 연관성이 나타나지 않았다. 환자 2명은 조사한 주요 인간백혈구항원(HLA) 6개 위치 모두에서 기증자와 변이를 공유했지만, 나머지 2명은 일치하는 항목이 매우 적었다. 거부 반응은 확인되지 않았지만, 관찰 사례가 4건뿐이어서 향후 이식에 어느 정도의 조직 적합성이 필요한지는 판단할 수 없다.

통증과 근육 경직도 모니터링했다. 모든 참여자가 어느 정도 통증을 보고했지만, 수치 척도에서 5점 이상인 지속성 통증은 나타나지 않았고 경구 약물로 증상을 조절할 수 있었다. 52주째 참여자 3명에게 경미한 발목 경직이 있었으나 더 심한 경직이나 침습적 치료가 필요한 경우는 없었다. 이후 평가에서도 신경병성 통증이 일관되게 증가하는 양상은 확인되지 않았다.

논문 발표 일정과 다음 단계

이번 연구는 게이오대 재생의학연구센터 소장이자 교수인 오카노 히데유키와 게이오대 정형외과 교수 겸 주임교수인 나카무라 마사야가 주도했다. 게이오대가 2026년 7월 27일 발표한 성명에는 초기 임상 결과와 이후 안전성 관찰 내용이 함께 담겼으며, 이 접근법의 추가 개발을 뒷받침한다.

UMIN 임상시험 등록 기록(식별번호 UMIN000035074)에는 손상 후 14~28일 이내 이식, 1년까지의 이상 사례를 일차 평가변수로, 효과를 이차 평가변수로 명시했다. 모집은 완료된 것으로 기재돼 있다. 등록 기록의 행정상 날짜와 발표 상태는 이후 논문과 구분해야 한다.

• 2020년 12월 1일: 연구 정보가 등록 사이트에 공개됐다.
• 2021년 12월~2023년 11월: 후보자 7명을 선별하고 4명을 등록했다.
• 2024년 11월 30일: 등록 기록에 마지막 추적 관찰 날짜가 기재됐다.
• 2025년 9월 18일: 등록 기록에 분석 종료일이 기재됐다.
• 2026년 7월 21일: 종합 결과가 네이처 메디신 온라인판에 발표됐다.
• 2026년 7월 27일: 게이오대가 연구 결과에 관한 성명을 발표했다.

2025년 10월에 마지막으로 수정된 등록 기록에는 결과가 미발표 상태로 표시돼 있고 결과 데이터도 없다. 따라서 이 기록은 2026년 7월 논문 발표나 논문에 보고된 전체 추적 관찰 기간을 반영하지 않는다. 논문에는 UMIN000050104와 jRCTa031190228도 등록번호로 기재돼 있다.

이 문서들에는 새 임상시험이나 규제 결정, 일반 진료에서의 사용 가능 시점이 발표되지 않았다. 다음 과학적 과제는 지연성 안전성 문제를 계속 모니터링하고 이식편의 생존과 기능을 평가할 방법을 찾는 한편, 더 많은 환자를 대상으로 치료 효과를 더욱 신뢰성 있게 검증하는 것이다.

핵심 내용

• 완전 경추 척수 손상을 입은 남성 4명이 각각 iPSC 유래 신경 전구세포 200만 개를 이식받았다.
• 2~4년간 추적 관찰하는 동안 종양이나 이식 세포와 관련된 이상 사례는 확인되지 않았다.
• 수술과 면역억제 치료에 따른 문제를 포함해 이상 사례 84건이 기록됐다.
• 52주째 운동 점수 상승폭의 중앙값은 13점이었고, 환자 2명은 AIS A에서 C 또는 D로 호전됐다.
• 회복 수치는 과거 등록 환자군과의 비교에서 더 높았지만, 이식이 호전의 원인이었다고 입증할 수는 없다.
• 이식편의 생존과 기능은 직접 확인되지 않았으며, 추가 임상시험이 필요하다.