우리나라에서도 인공망막 수술 이뤄진다
외국의 사례로만 접했던 인공망막 수술이 드디어 우리나라에서도 시도된다. 서울아산병원 윤영희 교수팀은 올해 상반기 국내 망막색소변성증 환자를 대상으로 인공망막 ‘아르구스2’를 이식할 예정이다. 윤 교수팀은 지난 2016년 1월부터 아산병원 환자 480명과 한국망막변성협회, 한국RP협회 등의 회원 25명을 대상으로 적합 환자 12명을 선정했다. 이들 중 3명이 올해 5월 인공망막 수술에 참여하게 된다.
인공망막은 줄기세포 치료, 유전자 치료 등과 함께 실명 치료에 기여할 3대 분야로 손꼽힌다. 그러나 이 세 가지 방법 중에서 임상시험을 거쳐 상용화된 것은 인공망막 분야뿐이다. 현재 미국 세컨드사이트의 아르구스2, 프랑스의 픽시움비지옹의 아이리스2, 독일의 레나타임플란트의 Alpha IMS 등이 선두에 서 있다.
그중에서 윤 교수팀이 수술할 예정인 아르구스2는 세계 최초로 미국과 유럽에서 인증받은 인공망막이다. 현재까지 22개국에서 300여 명이 수술을 받았고, 예후도 뛰어난 것으로 알려졌다. 아르구스2를 개발한 사우스캘리포니아대학 안과연구소 마크 후마윤 박사는 공로를 인정받아 지난 2016년, 미국 과학기술 분야 최고의 권위인 ‘National Medal of Technology and Innovation’을 수상하기도 했다. 우리나라에서 치러지는 첫 번째 수술에 후마윤 박사도 참여해 힘을 보탠다.
* 인공망막 ‘아르구스2’의 원리와 수술 과정
아르구스2의 원리는 카메라에 맺힌 영상이 손상된 시세포를 우회하여 직접 연결된 망막세포에 전기 자극을 전달해 뇌의 시각 중추에 시각 정보를 전달하는 것이다. 시각 정보가 생성되는 순서를 자세히 살펴보면, 카메라가 장착된 안경으로 획득된 시각을 컴퓨터 장치로 보내고, 이를 전기적인 신호로 전환한다. 전기 신호를 안테나에 보내 무선으로 내부 코일로 전달한다. 이 정보를 다시 전기파동으로 생성하고 연결된 미세전극정렬판으로 보내 시각 정보를 획득하게 된다.
이런 과정을 수행하기 위해 아르구스2는 외부와 내부에 각각 3가지 요소로 구성된다. 외부에는 비디오카메라가 부착된 안경, 휴대용 컴퓨터(VPU: Visual Processing Unit), 외부 코일 등으로 구성된다. 외부 코일은 VPU에서 생성된 정보와 전력을 무선으로 내부 코일로 전송하는 기능을 한다.
내부에는 외부 코일로부터 받은 전파 정보를 전송하는 내부 코일, 전파 정보를 적절한 형태의 전기 파동으로 변환시키는 ‘주문형 반도체’, 미세전극정렬판으로 구성된다. 미세전극정렬판은 60개의 백금 미세전극으로 이뤄졌는데, 미세전극이 활성화되어 밀착된 망막신경세포를 부분적으로 자극하는 기능을 한다.
안구에 직접 삽입되는 내부 요소는 전체적인 띠로 구성돼 있어 눈 주위에 띠를 두르듯이 이식한다. 그다음 유리체를 제거하고 띠를 둘러 고정한 후, 미세전극정렬판을 망막에 삽입하게 된다.
이런 수술 방법으로 일각에서는 ‘인공망막’이라는 용어를 재정의해야 하는 것이 아니냐는 의견도 있다. 한국RP협회 최정남 회장은 “아르구스2는 인공망막이 아닌 망막에 미세한 칩을 이식하는 것이기 때문에 개인적으로는 ‘인공 시각 보조장치’라고 해야 하는 게 올바른 표현이라고 생각한다”며, “망막에 삽입되는 미세전극정렬판의 내구성과 인공적인 전기 자극에 의한 세포 변형도 우려된다”는 의견을 제시했다.
서울아산병원 김윤전 교수는 “세포 변형에 대해서는 국내 수술 경과를 봐야 정확히 진단할 수 있겠지만, 5년간의 국외 수술 경과에 의하면 백금 미세전극정렬판의 안전성과 유지가 비교적 잘 이뤄지고 있다”고 설명했다.
* 인공망막 이식 후 꾸준한 훈련과 재활 필수적
인공망막 이식 후 바로 시각을 획득하는 것은 아니다. 패턴으로 전달되는 시각 정보를 인식하는 훈련도 꾸준히 이뤄져야 한다. 이런 과정을 거친 후에야 시력을 획득할 수 있는데, 사진처럼 선명한 해상도를 기대하기는 힘들다. 인공망막 이식자들은 사물이 흑과 백으로 인식이 되며 60개의 점으로 인식할 수 있는 정도의 시력을 얻게 된다. 그러므로 정확히 물체를 식별하거나 글씨를 읽을 수 있는 세밀한 시력을 얻을 수는 없다. 김 교수는 “인공망막 이식을 통해 얻게 되는 시각 정보는 비교적 제한된 시야 범위의 시력으로, 효과적으로 활용하기 위해서는 이식 수술 후 지속적인 훈련 및 시각 재활 프로그램이 필요하다”며, “오랫동안 빛이 없는 상태에서 생활해온 분들에게 시각 정보에 대한 훈련을 통해 더 많은 것들을 인식할 수 있도록 심리평가도 병행할 예정”이라고 설명했다.
인공망막 수술을 위해서는 여러 가지 조건이 성립돼야 한다. 연령이 25세 이상이고, 양안의 시력이 미약한 광각만 있거나 광각무인 상태의 말기 망막색소변성 환자가 이에 해당한다. 또한 과거에 적어도 물체를 식별할 수 있을 정도의 시력을 가졌던 중도시각장애인이어야 한다. 망막내층의 기능이 정상적이어야 하며, 수술 후 시기능 재활치료에 적극적으로 참여할 수 있어야 한다. 시신경 질환, 망막중심동맥 또는 정맥폐쇄, 망막박리 병력, 외상력, 심한 사시 등은 인공망막 이식을 받을 수 없다. 얇은 결막이나, 안구 상태를 확인할 수 없는 환자 등도 제외된다.
이번 수술에 참여할 예정인 시각장애인 D 씨는 한쪽 눈은 시력이 없고, 한쪽은 빛 인지가 가능하다. 병원 측에서는 빛 인지가 가능한 쪽을 수술하도록 권유했는데, D 씨의 시력이 없는 쪽 눈이 빛 자극에 대한 반응이 전혀 없기 때문이다. 김 교수는 “인공망막 수술로 잔존 시력을 잃을 가능성이 없다고 판단돼 수술을 권유한 것”이라며, “D 씨 정도의 잔존 시력이라면 인공망막 수술을 하는 데 문제가 없을 것으로 판단한다”고 말했다.
D 씨는 인공망막의 효과를 기대하면서도 불안감을 내비쳤다. 어느 정도의 시력을 되찾을지 여전히 설명만으로는 인지하기 어렵기 때문이다. 김 교수는 “어떤 수술이나 어느 정도의 위험성을 지니고 있지만, 기능 시력이라도 획득하고 싶은 분들에게 인공망막이 혁신적인 변화를 제공할 수 있을 것으로 기대한다”며, 수술 후 시간이 지남에 따라 더 많은 시·지각인지가 축적돼 일상생활은 물론 스키, 양궁 등의 스포츠를 즐기게 됐다는 연구 결과를 소개했다.
(2017. 3. 1. 제972호)
