▲혈액형 O형 양성은 가장 일반적인 혈액형이다(출처=셔터스톡)

사람 소화관에 위치한 박테리아가 생성하는 효소가 적혈구 표면에서 관찰되는 혈액형 결정 혈당을 제거할 수 있다는 연구 결과가 발표됐다.

이번 연구를 진행한 연구팀은 위장관 박테리아가 특정한 혈액형을 효율이 높은 O형 혈액형으로 변화시킬 수 있다는 것을 밝혀냈다.

혈액형 전환 시 효율이 높은 박테리아 효소

미국 적십자에 따르면, O형 양성이 가장 일반적인 혈액성이다. 모든 백인의 약 45%가 O형이며, 아프리카계 미국인 중 51%가, 히스패닉의 57%가 O형이다. 이처럼 O형이 가장 일반적인 혈액형이기 때문에, 공급보다 수요가 높은 편이며 이 때문에 여러 병원에서 상당한 문제에 직면하고 있다.

이번 연구에 따르면 위장관 박테리아 효소가 이러한 문제 해결에 도움이 되는 것으로 나타났다. 연구팀은 이전에 연구했던 다른 효소에 비해 위장관 효소가 최대 30배 효율로 혈액형 A형과 B형을 O형으로 바꿀 수 있다는 사실을 확인했다.

연구 선임 저자인 스테판 위더스 박사는 "우리는 효소를 사용해 적혈구에 있는 A 또는 B 항원을 제거할 수 있었다"며 "단순한 혈당인 이러한 항원을 제거할 수 있다면, A 또는 B를 O형으로 전환할 수 있다는 의미"라고 말했다.

연구팀은 효소를 발견한 후, 효소 후보군을 신속하게 확인하고자 했다. 이를 위해 영국 브리티시컬럼비아대학 연구팀과 협업했다. 두 연구팀은 협업 하에 범유전체학 방법을 사용했다. 이는 환경적 샘플에서 수집한 유전적 물질을 연구하는 방법이다. 연구팀은 배양 과정에서 시간을 허비하는 대신 사람의 위장관에 있는 미생물에서 DNA 샘플을 추출하기 위해 이 같은 방법을 적용했다.

연구팀은 샘플을 분석한 후 수백만 개의 미생물에 관한 모든 것이 들어있는 DNA 청사진을 구할 수 있었다. 이 정보에는 하나의 혈액형을 다른 혈액형으로 전환하는 효소를 포함해 미생물이 생성할 수 있는 모든 것에 관한 내용으로 구성돼 있었다. 연구팀은 박테리아 대장균을 사용해 효소를 부호화하는 유전자를 찾아낼 수 있었다. 그리고 적혈구에 있는 혈당을 제거했다.

위장관에 있는 박테리아는 위장관 벽에 있는 뮤신이라는 이름의 특정한 단백질을 골라내기 위해 효소를 사용하고 있었다. 뮤신은 당으로 코팅돼 있기 때문에, 박테리아는 뮤신을 섭취하기 위해 당을 분해할 수 있는 효소를 필요로 했다. 뮤신에 있는 당의 특징은 혈액 세포의 항원과 유사하기 때문에 효소는 이를 효율적으로 분해할 수 있었다.

연구팀은 효소를 테스트하여 적혈구 표면에서의 항원 제거에 효율적이라는 사실을 확인했다. 게다가 남은 효소는 간단한 세척 절차를 통해 적혈구에서 쉽게 제거 가능했다.

위더스 박사는 "부작용이 없는지 확인하기 위해 수많은 임상시험을 거쳐야 하지만, 매우 전도유망하다"고 말했다.

효소 변환 혈액 세포를 사용한 이전 방법

효소를 사용해 혈액 세포를 변환하는 방법은 기존에도 사용됐다. 지난 2000년 실시한 연구에서는 A형과 O형인 환자 24명을 선별했다. 각각의 환자에게 통제된 O형 또는 효소 변환 혈액을 무작위로 수혈했다. 그리고 환자가 두 번째 수혈을 필요로 한 경우, 다른 혈액 요소를 제공했다.

▲중상 후 수술 또는 치료가 필요한 환자들은 수혈 또한 필요할 수 있다(출처=셔터스톡)

약 21명의 환자들은 효소 변환 혈액을 처치 받은 반면, 18명은 통제된 수혈을 받았다. 실험 결과에 따르면, 효소 변환 혈액 수혈은 효율성 및 안전성 측면에서 통제된 수혈과 비슷한 결과를 냈다. 하지만 당시 연구에 사용됐던 효소는 고가이기 때문에 실제 상황에서는 적용할 수 없었다.

새로운 효소의 영향

세계적으로 수혈을 필요로 하는 수백만 명의 사람들이 있으며, 혈액 공급 부족 문제를 해결해야만 그들을 구할 수 있다.

심각한 부상 후 수술 또는 치료를 필요로 하는 환자들은 수혈도 필요할 수 있다. 심각한 감염이나 간 질환, 빈혈, 출혈 장애 같은 질병을 앓고 있는 환자들도 마찬가지다.

미국에서만 약 500만 명의 사람들이 수혈을 필요로 하고 있으며, 심장 수술을 받은 모든 환자의 30% 가량이 수혈을 받아야 한다.

연구팀은 현재 새로 발견된 효소의 안전성을 확인할 수 있는 프로젝트를 진행 중이며, 이를 위해 혈액학자 및 캐나다혈액센터와 협업하고 있다.

[메디컬리포트=심현영 기자]

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