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수백만 명의 생명을 구한 세 글자, ABO

1930년 어느 날 저녁이었습니다. 오스트리아 태생의 미국 병리학자이자 혈청학자 카를 란트슈타이너(1868~1943)의 집을 방문한 동료들은 깜짝 놀랐습니다. 가족들은 아무 일도 없었던 듯 평소처럼 조용히 책을 읽고 있었던 것입니다. 낮에 동료들이 느꼈던 감격의 소식을 전혀 모르는 눈치였습니다. 이날은 란트슈타이너가 ‘ABO식 혈액형을 발견한 공로로 노벨 생리의학상을 수상한다는 소식이 전해진 날이었습니다.


카를 란트슈타이너

카를 란트슈타이너 Public domain(Wikimedia commons)

 

그는 6살 때 아버지를 여의고 어머니가 유대인이라는 이유로 조국 오스트리아에서 평등한 대우를 받지 못하며 살았습니다. 그가 자신의 노벨상 수상 소식을 듣고도 곧바로 가족에게 알라지 않을 만큼 내성적으로 자라난 이유일지 모릅니다. 하지만 란트슈타이너는 어린 시절의 불운을 딛고 인류 역사상 가장 많은 인간의 생명을 구한 과학자로 기억되고 있습니다. 과연 ABO식 혈액형의 비밀은 어떻게 발견된 것일까요?

 


15세 소년에게 송아지 혈액 수혈하기도

 

우리가 혈액형을 검사하는 가장 중요한 이유는 수혈을 하기 위함입니다. 환자에게 혈액이 수혈되어 부작용을 일으키지 않기 위해서는 꼭 알아야 할 혈액형이 있습니다바로 ABO식 혈액형과 Rh혈액형입니다.지금은 A형 환자에게 A형 혈액형을 수혈하는 것은 상식입니다. 하지만 인간이 안전하게 혈액을 수혈할 수 있기까지는 부단한 시행착오를 겪어야 했습니다.


수혈


1667년 프랑스 의사 장 데니스는 당시 원인불명의 고열을 앓던 15세 소년을 치료하고 있었습니다. 그런데 도저히 소년의 회생 기미가 보이지 않자 동물의 피를 수혈하려는 생각으로 몇 차례 동물실험을 해보았습니다. 그 뒤 송아지의 혈액 약 250mL를 소년에게 수혈했습니다.

 

다행히 환자는 사망하지 않았습니다. 이듬해 데니스는 다른 환자의 팔에 양의 피를 수혈했습니다. 이번에는 수혈 부위에 심한 통증과 함께 맥박이 불규칙해지고 구토, 설사, 근육통 등이 생겼고, 끝내 환자는 사망했습니다. 이 일로 데니스는 환자의 부인으로부터 고소를 당했지만 유죄 판결을 받지는 않았습니다. 대신 프랑스 정부는 그로부터 150년 동안 수혈을 금지합니다.

 

수혈 금지의 공백을 깬 것은 1800년대 초 영국의 산부인과 의사였던 제임스 브란델입니다. 그는 조수의 팔에서 350mL가량의 피를 뽑아 환자들에게 주입했습니다. 그들은 일시적으로 회복됐지만 숨졌고, 잇따라18명의 환자들이 수혈로 사망합니다. 하지만 브란델은 수혈의 실패가 자신의 시술이 잘못된 것이 아니라 환자의 건강상태가 나빴기 때문이라고 판단해 임상실험을 계속합니다.

 

그리고 분만 중 과다 출혈이 발생한 환자에게 수혈해 효과를 거둡니다. 그럼에도 수혈한 환자들이 잇따라 사망하면서 수혈은 전혀 예측할 수 없는 치료행위로 여겨집니다.

 


O, AB형 부모한테 AB형 자녀가 태어날 수 있다?

 

수혈의 두려움을 완전히 몰아낸 것은 란트슈타이너 시대에 이르러서였습니다. 혈액을 실험관에 담아 몇 시간 정도 두면 성분의 무게에 따라 여러 개의 층으로 나뉩니다. 이처럼 분리된 층의 가장 아래쪽에 적혈구(red blood cells)가 있고, 그 위에 백혈구(white blood cells)와 혈소판(platelets)이 있습니다. 맨 위에 살짝 노란색을 띈 투명한 액체가 혈청(serum)입니다.

 

혈액 분리

분리된 혈액 by Wheeler Cowperthwaite from Reno, USA CC-BY-SA 2.0 (Wikimedia Commons)

 

그런데 란트슈타이너는 혈액의 구성 성분 중 무거워 맨 바닥에 깔리는 적혈구와 가벼워 맨 위에 뜬 혈청을 섞으면 어떤 경우에는 덩어리를 이루기도 하고,어떤 경우에는 덩어리가 생기지 않는다는 사실을 발견했습니다. 이를 바탕으로 그는 사람들의 적혈구가 서로 다르기 때문에 응집현상이 일어난다고 주장했습니다.

 

혈액형이 A형인 사람은 적혈구에 A라는 항원을, B형인 사람은 B라는 항원을, AB형인 사람은 A, B항원을 모두 가지며, O형인 사람은 AB항원이 모두 없다는 뜻입니다. 이렇게 적혈구에 그 혈액형의 항원이 존재하는가를 알면, 자신에게 수혈 가능한 혈액형을 알아낼 수 있습니다. 바로 ABO식 혈액형입니다.

 

혈액형

수혈 가능한 혈액형 by Apers0n at the English language Wikipedia GNU Free Documentation License CC BY-SA 3.0 (Wikimedia commons)

 

이처럼 적혈구를 이용한 혈구혈액형검사는, 혈청을 이용한 혈청혈액형검사로 대체할 수 있습니다. 예를 들어 A형인 사람은 혈청에 응집소(항체)β, B형인 사람은 응집소α, O형인 사람은 응집소α와 응집소β가 모두 들어있습니다. AB형인 사람은 응집소α와 응집소β가 모두 들어있지 않습니다. 병원에는 수혈 전에 혈구혈액형검사와 혈청혈액형검사를 함께 시행하고 있습니다. 혹시 어느 한쪽의 검사에 실수가 있을 수도 있기 때문입니다.

 

매우 드문 사례지만, 어머니가 AB형이고 아버지가 O형인데 자식은 AB형이 태어날 수 있습니다. 이러한 경우를 Cis-AB형이라고 부릅니다. Cis-AB형은 그 자체로 유전되기 때문에 자녀들에게 계속 혼란을 줄 수 있습니다. 그러므로 미리 가족들의 혈액형을 정확히 검사해 오해가 없도록 할 필요가 있습니다.

 


친자감별, 범죄수사에 쓰이는 MN식 혈액형

 

란트슈타이너는 1937년 동료 알렉산더 위너와 함께 또 다른 혈액형인 Rh식 혈액형을 발견해 수혈로 인한 부작용을 크게 줄이는데 기여했습니다. Rh식 혈액형은 붉은털원숭이(rhesus monkey)의 적혈구를 토끼에게 주사해 얻은 혈청을 사람의 적혈구와 반응시켰을 때, 85%는 응집현상이 관찰됐고(Rh+), 15%는 응집현상을 관찰되지 않으면서(Rh-) 발견됐습니다.

 

Rh-형은 적혈구 표면에 Rh응집원이 없는 혈액형을 가리킵니다. 혈액형이Rh-인 사람의 수혈은 Rh-혈액형 보유자끼리 해야 합니다. 또한 혈액형이 Rh-면 어떤 혈액이든 다 되는 게 아니라 ABO식 혈액형도 일치해야 합니다. 혈액형이Rh-인 사람은 희귀 혈액형인 만큼 사고나 질병으로 수술할 때 수혈이 제때 이뤄지지 못할 수 있습니다.

 

혈액

Rh+ AB형의 혈액 by ICSident at German Wikipedia GNU Free Documentation License CC BY-SA 3.0 (Wikimedia commons)


지금까지 밝혀진 항원의 종류는 300가지가 넘습니다. 하지만 ABO식과 Rh식 혈액형을 포함한 약 20개의 혈액형을 제외하고 대부분은 항원의 면역성이 약해 항체 형성을 강하게 유발시키지 못합니다. 예를 들어, MN식 혈액형의 경우, 적혈구 막 표면에 항원 M을 가지고 있으면 M, 항원 N을 가지고 있으면 N, 두 가지 항원 모두를 갖고 있으면 MN형으로 분류합니다. , 혈액에 항원 MN에 대응하는 응집소가 없어 수혈할 때 혈액이M형인지, N형인지 고려하지 않아도 된다는 것이 ABO식 혈액형과 다른 점입니다. 이 때문에 MN식 혈액형은 친자감별이나 범죄수사에 많이 쓰이고 있습니다.

 

2004년 국제적십자사연맹과 세계보건기구, 국제헌혈자조직연맹, 국제수혈학회는 공동으로 ABO식과 Rh식 혈액형을 발견한 란트슈타이너의 생일인614일을세계 헌혈자의 날로 제정했습니다. 이 날은 가장 따뜻한 생명나눔을 실천하는 헌혈자에게 감사와 존경을 전하기 위해 제정된 기념일입니다.오늘 하루 가까운 헌혈의 집을 방문해 보는 것은 어떨까요?

 


[참고문헌]

http://www.nobel.or.kr/nobel-story/medicine-story/5269.htm

http://dl.dongascience.com/magazine/view/S199307N005

http://dl.dongascience.com/magazine/view/S199810N015

http://dl.dongascience.com/magazine/view/S200910N059

http://news.donga.com/3/all/20170908/86236925/1


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