줄기세포 배양상청액이란 무엇인가
엑소좀과의 차이와 규격을 읽는 법

1. 배양상청액이란 무엇인가 — 「엑소좀의 액」이 아니다

결론부터 말하면, 줄기세포 배양상청액이란 줄기세포를 배양한 뒤 세포 자체를 제거하고 남는 액 전체입니다. 영어로는 conditioned medium(CM), 중간엽 줄기세포(뼈나 지방 등으로 분화할 수 있는 줄기세포) 유래인 것은 MSC-CM 으로 표기합니다.

요리에 비유하면, 다시마를 건져 낸 뒤의 「육수」에 가까운 구조입니다. 다시마(세포) 자체는 액에 남아 있지 않지만, 거기에서 우러난 성분이 액 전체에 녹아 있습니다.

내용물은 크게 두 가지로 나뉩니다.

• 가용성 인자 — 단백질·핵산·지질 등, 액에 녹은 상태로 작용하는 성분.
• 세포외소포 — 세포가 내보내는, 막에 싸인 미세한 주머니(엑소좀을 포함하는 총칭). 성분을 막으로 감싼 작은 캡슐에 해당합니다.

2. 일본에서는 어떻게 규정되어 있는가 — 승인된 의약품은 없다

요점은 두 가지입니다. 약사 승인을 받은 의약품은 존재하지 않으며, 대부분의 이용 장면은 재생의료등 안전성확보법의 심사 밖에 있습니다. 이 부분을 오해한 채 자료를 읽으면 규격의 의미도 잘못 받아들이게 됩니다.

약사 승인을 받은 의약품은 존재하지 않는다

후생노동성은 2024년 7월 31일 사무연락에서 다음과 같이 명기하고 있습니다[1].

「일본에 없다」가 아니라 「외국을 포함해」 없다는 기술입니다. 따라서 유효성을 내세우는 자료가 있다면, 그 시점에서 내용을 의심할 이유가 됩니다. 공급처가 제시할 수 있는 것은 유효성이 아니라 품질의 측정 결과입니다.

재생의료등 안전성확보법의 대상 외에 해당한다

의사·치과의사의 지시에 따라 조제하여 자기 병원의 환자에게 사용하는 세포외소포·배양상청의 의료 행위는 현행 재생의료등 안전성확보법의 대상 외입니다[2]. 인정 재생의료등 위원회의 심사를 받지 않습니다.

이는 규제가 느슨하다는 이야기가 아니라, 심사해 줄 제3자가 없다는 이야기입니다. 비유하자면 검수 담당자가 없는 납품과 같아서, 상자를 열어 확인하는 역할이 받는 쪽으로 넘어옵니다. 일본재생의료학회의 가이던스도 제공하는 의사·치과의사 자신이 품질과 위험을 파악할 책임을 진다고 명기하고 있습니다.

또한 2024년 6월 공포된 개정법의 부칙에는, 세포의 분비물 등을 이용하는 의료 기술에 대하여 시행 후 2년을 목표로 검토한다는 취지가 담겨 있습니다. 제도는 현재 진행형으로 움직이고 있습니다.

3. 규격을 어떻게 읽을 것인가 — 일본 국내 가이던스라는 「잣대」

규격표는 숫자의 크고 작음을 찾는 것이 아니라, 「무엇을 측정했는가」를 가이던스에 비추어 읽습니다. 일본재생의료학회는 2024년 4월, 일본세포외소포학회의 협력으로 「세포외소포 등의 임상응용에 관한 가이던스(제1판)」을 공표했습니다[2]. 여기에 조제물의 규격으로서 무엇을 제시해야 하는지가 적혀 있습니다.

가이던스가 요구하는 것은 두 가지의 증명

결론은 단순합니다. 「입자의 존재」와 「마커의 존재」 양쪽입니다. 규격으로 일반적으로 설정되는 항목으로 제시되어 있는 것은 다음 두 가지입니다.

1. 세포외소포로서의 형상·크기를 가진 입자가 존재할 것
2. 세포외소포의 마커 분자가 존재할 것

마커 분자로는 테트라스파닌(CD9·CD63·CD81 등)이나 후기 엔도솜 관련 인자(Tsg101·Alix 등)가 제시되어 있습니다. 국제적인 포지션 페이퍼는 이러한 단백질을 적어도 3종류 반정량적으로 분석해야 한다고 하고 있습니다.

즉 「입자가 보였습니다」만으로도, 「마커가 있었습니다」만으로도 충분하지 않습니다. 두 가지 모두 필요합니다.

입자수와 단백질량은 대조하여 읽는다

가이던스는 투여에 있어 입자수와 단백질량이 자주 쓰인다고 한 뒤, 「이들 사이에 상관관계가 있는 것이 바람직하다」고 적고 있습니다.

어느 한쪽의 수치만 크게 보이게 하는 일은 가능합니다. 양쪽이 어긋나 있다면, 입자 이외의 것을 세고 있거나 소포 이외의 단백질이 많거나 둘 중 하나를 의심할 단서가 됩니다.

단백질 농도는 「유효 성분의 양」이 아니다

총단백질 값은 말하자면 「냄비째 잰 무게」입니다. 배지에서 유래한 성분이 포함되므로 세포가 분비한 양 그 자체가 아닙니다. 여기에 더해, 농축한 검체에서는 협잡 성분의 영향으로 측정값이 과대하게 나온다는 보고가 있습니다.

「단백질 농도가 높다＝유효 성분이 많다」는 식의 읽기는 성립하지 않습니다.

엔도톡신은 투여량과 함께 보아야 판단할 수 있다

엔도톡신(세균에서 유래하는 발열성 물질)의 허용값은 절대값으로 정해지지 않습니다. 약의 용량 계산과 같은 발상으로, 투여량에서 역산합니다. 비경구 제제에서는 체중 1kg·1시간당 5.0 EU 가 발열 역치로 되어 있고, 거기에서 1시간에 투여할 수 있는 최대량으로 나누어 한도값을 냅니다.

따라서 「0.1 EU/mL 이하」라는 표시만으로는 안전성의 판단 근거가 되지 않습니다. 어느 정도의 양을 어떻게 쓰는 것을 전제로 하는지와 함께 보아야 비로소 의미를 가집니다.

원재료에 관한 지적 — 혈청을 쓰고 있지 않은가

가이던스는 동물 유래 성분을 포함하지 않는 제노프리(xeno-free) 배지를 사용해야 한다고 하고 있습니다. 소태아혈청을 사용한 경우, 소혈청 유래의 세포외소포가 혼입되어 예기치 못한 생물 활성이 발현될 우려가 있다고 지적되어 있습니다.

우려되는 물질로는 알부민, 피브리노겐, 피브로넥틴, 아포B, 마크로글로불린, 헤모글로빈, 혈액응고인자 등이 구체적으로 열거되어 있습니다.

4. 유래(지방·유치치수·제대)의 차이를 어떻게 볼 것인가

먼저 결론을 말하면, 세포생물학적인 차이는 보고되어 있지만, 사람에서의 효과를 비교한 시험은 존재하지 않습니다. 자주 질문을 받는 부분이므로, 보고되어 있는 사실을 그대로 정리합니다.

5. 품질을 좌우하는 요인은 아홉 가지 — 유래는 그중 하나

총설에서는 분비단백체의 품질에 편차를 낳는 요인이 아홉 가지로 정리되어 있습니다[6]. 유래는 이 아홉 가지 가운데 하나에 지나지 않습니다.

1. 유래 조직
2. 공여자의 특성(연령·성별·대사 상태·질환)
3. 계대수(몇 번 옮겨 심었는가)
4. 배지의 조성과 혈청의 사용
5. 세포의 밀도와 분비 성분을 모으는 시간
6. 배양 환경(3차원 배양·저산소·역학적 자극)
7. 정제 방법
8. 제조 규모와 설비
9. 보관과 수송의 조건

커피에 비유하면, 유래는 「원두의 산지」에 해당합니다. 같은 산지의 원두라도 로스팅과 내리는 방식에 따라 다른 한 잔이 되듯, 같은 유래라도 배지와 공정이 다르면 다른 것이 됩니다. 유래를 비교하기 전에 제법과 규격을 보는 편이 더 실질적입니다.

자주 묻는 질문

배양상청액과 엑소좀은 같은 것입니까.

다릅니다. 배양상청액은 세포를 배양한 뒤 세포를 제거하고 남는 액 전체입니다. 그 내용물은 액에 녹아 있는 가용성 인자와, 세포외소포(엑소좀을 포함하는 막의 주머니)의 두 가지로 크게 나뉩니다. 엑소좀은 상청액에 포함된 성분의 하나이며, 상청액 그 자체는 아닙니다.

배양상청액은 재생의료등 안전성확보법의 대상입니까.

의사·치과의사의 지시에 따라 조제하여 자기 병원의 환자에게 사용하는 경우에는 현행법의 대상 외입니다. 인정 재생의료등 위원회의 심사를 받지 않습니다. 그렇기 때문에 제공하는 의사·치과의사 자신이 품질과 위험을 파악할 책임을 진다고 일본재생의료학회의 가이던스는 명기하고 있습니다. 또한 2024년 6월 공포된 개정법에서는 시행 후 2년을 목표로 검토한다는 취지가 부칙에 담겨 있습니다.

어떤 유래를 선택하면 좋습니까.

용도에 따른 구분 사용을 제시할 만한 근거는 현시점에 없습니다. 보고되어 있는 것은 시험관 내에서의 분비인자 조성 차이나 유전자 발현의 경향 차이이며, 사람에서의 효과를 비교한 시험은 존재하지 않기 때문입니다. 품질에 편차를 낳는 요인은 아홉 가지로 정리되어 있고, 유래는 그중 하나에 지나지 않습니다. 배지의 설계·제조 공정·시험 항목을 먼저 확인하시는 편이 비교로서 더 실질적입니다.

참고문헌

1. [1] 후생노동성 의정국 연구개발정책과 「줄기세포 배양상청액 및 엑소좀 등을 이용하는 의료에 대하여(주지)」 사무연락, 2024년 7월 31일
2. [2] 일본재생의료학회(협력: 일본세포외소포학회) 「세포외소포 등의 임상응용에 관한 가이던스(제1판)」 2024년 4월 30일
3. [3] Caseiro AR, et al. Mesenchymal Stem/Stromal Cells metabolomic and bioactive factors profiles: A comparative analysis on the umbilical cord and dental pulp derived Stem/Stromal Cells secretome. PLoS One. 2019;14(11):e0221378.
4. [4] Terunuma A, et al. Comparative transcriptomic analysis of human mesenchymal stem cells derived from dental pulp and adipose tissue. J Stem Cells Regen Med.
5. [5] Raileanu VN, et al. Banking Mesenchymal Stromal Cells from Umbilical Cord Tissue: Large Sample Size Analysis Reveals Consistency Between Donors.
6. [6] Trigo CM, et al. Towards the Standardization of Mesenchymal Stem Cell Secretome-Derived Product Manufacturing for Tissue Regeneration. Int J Mol Sci. 2023.

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