저품질 정자 냉동 보관, 가능할까?품질 낮은 정자 샘플도 보존하는 방법

서론

오늘은 여러분과 함께 정자 동결보존 기술에 대해 이야기해보려고 합니다. 이 기술은 남성 생식 건강과 난임 치료 분야에서 점점 더 중요한 위치를 차지하고 있으며, 특히 매우 저질의 정자 시료를 보존하는 방법에 대해 자세히 살펴볼 것입니다. 이 글을 통해 정자 동결보존의 개념과 절차, 준비 과정과 활용 방법을 이해하시고, 필요할 때 적절한 결정을 내리시는 데에 도움이 되기를 바랍니다.

전문가에게 상담하기

이 기사는 Dr Diem Thi Yen 박사, IVF 연구소 Vinmec Times City International Hospital의 생식 지원 센터에서 작성되었습니다. 본 센터에서는 숙련된 전문가와 최첨단 장비를 통해 정자 동결보존 기술이 실행되어, 난임 치료에 큰 도움을 주고 있습니다. 해당 기관에서는 실제 임상 경험을 토대로 다양한 상황에서 정자 동결보존을 안전하고 효과적으로 적용하고 있으므로, 상담이 필요하다면 주저하지 말고 전문기관을 방문하는 것을 추천드립니다.

정자 동결보존이란?

정자 동결보존은 정자 샘플을 액체 질소와 같은 초저온 환경에서 장기간 보관하여, 필요 시 언제든지 해동해 활용할 수 있도록 하는 기술입니다. 원래 정자는 체외에서 오랜 기간 생존하기 어려우므로, 인위적인 저온환경(영하 약 196℃)을 활용하여 세포의 손상을 최소화하는 것이 핵심입니다. 오늘날 많은 생식 지원 센터에서는 이 기술을 통해 난임 치료 효율을 높이고 있으며, 신체적·의학적 이유로 인해 향후 생식 능력이 저하될 가능성이 있는 남성에게도 적용하여 미래를 대비하는 수단으로 자리 잡았습니다.

최근 4년 사이에 국내외 의료계에서는 정자 동결보존에 관한 여러 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 예컨대, 남성의 암 치료(항암 요법, 방사선 치료, 수술 등) 이전에 정자를 미리 채취·동결해 두는 사례가 증가하였고, 그 외에도 면역 질환이나 호르몬 이상, 혹은 환경적·직업적 요인으로 향후 정자의 질이 악화될 가능성이 있을 때 사전에 보존해 두는 경우도 늘고 있습니다.

응고 줄기의 약한 정자 샘플에 대한 동결 보존 기술

일반적으로 ‘정상 품질의 정자’는 세계보건기구(WHO)에서 제시한 여러 기준을 충족해야 합니다. 하지만 일상에서 마주하는 난임 사례 중에는 그러한 기준을 충족하지 못하는 경우가 많습니다. 특히 1백만/1ml 이하의 농도를 보이는 매우 약한 정액 샘플이라면, 자연 임신이나 기본적인 보조생식 시술만으로는 임신 성공률을 높이기 쉽지 않습니다. 이런 상황에서 정자 동결보존 기술이 더욱 빛을 발하는데, 매우 저질 정자라도 적절한 조건과 절차를 거쳐 동결·보존함으로써 향후 난임 치료(예: 체외수정, 미세 수정 등)에 활용할 수 있기 때문입니다.

이러한 저질 정자 샘플은 보통 두 가지 경로로 획득됩니다.

사정에서 채취한 정자 샘플: 정자 농도가 1백만/1ml 이하인 정액.
수술에서 얻은 정자 샘플: MESA, PESA, TAFNA, TESE 등 다양한 수술 기법으로 채취한 경우.

이와 같은 극도로 적은 정자 수를 가진 시료를 보존할 때는, 정자 보호제가 들어 있는 특수 용액을 사용해 정자의 구조적·기능적 손상을 최소화하는 방식으로 동결 과정을 진행해야 합니다.

2.1 준비

정자 동결보존을 위해서는 사전에 여러 준비 절차가 필요한데, 크게 사정 샘플과 수술로 얻은 샘플에 따라 구분됩니다.

사정된 정액 샘플은 먼저 인큐베이터에서 완전한 액화가 일어나도록 기다립니다. 이후, 특수 용액으로 여러 차례 헹구는 과정을 거쳐 가능한 최대량의 정자를 수집합니다. 이때 샘플 내 불순물을 줄이는 동시에 정자의 손상을 최소화하는 것이 중요합니다.
수술에서 얻은 정자 샘플인 경우(예: MESA, PESA, TAFNA, TESE), 원심분리를 통해 상층액을 제거하고, 바닥에 남아 있는 농축된 정자 덩어리만을 추출하여 다음 단계로 넘어갑니다.
이후 정자를 넣을 배아 동결 튜브에는 환자의 이름, 생년월일, PID 번호, 동결 날짜 등 필수 정보를 정확히 기입해야 합니다. 이는 샘플 식별과 추적 관리를 위해 매우 중요한 절차입니다.
마지막으로 액체 질소, 상온 동결보호제, 피펫 등 다양한 도구와 물질을 준비해둡니다. 동결 단계에서 정자를 갑작스러운 온도 변화로부터 보호하기 위해 동결 보호제를 적절히 섞어주는 것도 핵심 포인트입니다.

2.2 절차

준비가 끝나면 본격적으로 동결 절차에 들어갑니다.

첫 번째로, WHO 2010 표준 혹은 그 이후 제시된 가이드라인에 맞춰 정자의 운동성, 형태, 농도 등 품질 매개변수를 평가하고 기록합니다. 정자 수가 극도로 적은 샘플일수록 정확한 평가와 기록이 치료 예후를 추정하는 데에 큰 도움이 됩니다.
정액 또는 수술로 채취한 샘플을 미리 정해진 비율대로 동결 보호제가 함유된 용액과 혼합합니다. 이후 원심분리를 통해 정자와 동결 보호제가 균일하게 섞이도록 준비합니다.
이렇게 준비된 시료를 배아 동결 튜브(혹은 줄기)에 피펫으로 옮기는데, 분배할 때는 최대한 고르게 분포되도록 주의해야 합니다.
튜브(또는 줄기) 내부에 시료가 균등하게 깔리면, 이를 신속히 액체 질소에 담가 급속 냉동을 진행합니다. 튜브 표면을 빠르게 냉각시킨 뒤에 뚜껑(캡)을 닫아 최종 보관 용기로 옮기는 식입니다.
최종적으로 정자를 저장할 용기에 각 튜브를 넣고, 관리 시스템에 기록하여 장기간 보관하게 됩니다.

이 절차를 통해 단기간 내에 대부분의 세포 내부 구조를 안정적인 상태로 고정(fixation)시킴으로써, 정자 내 DNA 손상이나 세포막 손상이 최소화될 수 있습니다.

배아줄기에 정자를 얼리는 기술은?

남성의 경우 정상 사정이 어렵거나, 폐쇄성 무정자증 등으로 인한 구조적 문제로 사정을 할 수 없는 상황일 때 외과적 채취(TESE 등)를 통해 얻은 정자를 동결보존하는 경우가 많습니다. 실제로 Vinmec Times City Hospital을 비롯한 여러 전문 의료 기관에서는 이러한 최신 기술을 접목하여 정자를 성공적으로 동결·보존함으로써 다양한 난임 케이스에 대응하고 있습니다.

배아줄기를 이용한 정자 동결보존 기술의 가장 큰 장점은, 시료의 양이 적어도 분산 배양이 가능하다는 데 있습니다. 줄기(스트로)에 극소량의 정자만 넣어도 손실 없이 보존하기가 쉬워, 추후 필요할 때 선택적으로 해동·이용할 수 있습니다. 그뿐 아니라, 무정자증 환자에게서 미세수술로 극소량의 정자를 얻게 되더라도 동결보존을 통해 추후 체외수정(IVF)이나 미세정자주입(ICSI)에 활용할 기회가 열립니다.

정자 동결보존의 중요성과 혜택

정자 동결보존 기술은 남성 불임 혹은 난임 문제를 겪는 부부에게 큰 희망이 되고 있습니다. 특히 다음과 같은 장점을 갖습니다.

장기간 보존 가능
정자를 냉동 상태로 유지하면, 수년이 지난 뒤라도 필요 시 해동하여 시술에 활용할 수 있습니다. 일부 연구에서 10년 이상 장기 보관된 정자를 성공적으로 해동해 체외수정에 적용한 사례도 보고된 바 있습니다.
정자 질 보전
적절한 동결 보호제와 정확한 냉동·해동 과정을 거치면, 동결 전후 정자의 운동성과 형태학적 특성이 크게 손상되지 않습니다. 특히 저질 정자에서도 이 과정을 거쳐 최대한 생존력이 높은 정자를 선택적으로 이용할 수 있습니다.
다양한 보조생식 기술과 결합
동결보존된 정자는 향후 IVF, ICSI 등 다양한 시술에 바로 사용할 수 있습니다. 여성측 배란 주기에 맞추어 해동 시점을 조절할 수 있으므로, 치료 스케줄을 보다 유연하게 구성할 수 있다는 이점도 있습니다.
의료·사회적 편의성
암 치료나 다른 질환 치료로 생식 기능 저하가 우려되는 남성들에게, 조기에 정자를 채취해 동결해 두는 것은 미래의 생식 가능성을 지키는 중요한 전략입니다. 또한 해외 출장, 군 복무, 특수한 직업적 사유 등으로 사전에 정자를 보존하려는 경우에도 적용이 가능합니다.

국내외 연구 사례를 살펴보면, 정자를 장기간 동결해도 적절한 해동법만 준수한다면 임신 성공률이나 출산율에서 큰 차이가 없었다는 통계도 있습니다(이에 관한 구체적 메타분석 결과를 통해 확인된 바 있으며, 그 예로 2022년에 Andrology 저널에 게재된 체계적 문헌고찰 연구가 보고되었습니다. 이 연구에서는 총 10여 개 이상의 논문을 종합했으며, 극소량 정자를 장기간 동결했을 때와 신선 정자를 즉시 활용했을 때의 ICSI 성공률이 유의미하게 차이가 없었음을 결론지었습니다. 이 논문은 “Veisi S, Maleki-Hajiagha A, Rezaeinejad M, Nashibi M, Omani-Samani R. (2022). Sperm freezing for indefinite period does not affect the outcomes of intracytoplasmic sperm injection: A systematic review and meta-analysis. Andrology, 10(1), 146-153. doi:10.1111/andr.13058”에서 확인할 수 있습니다.)

정자 동결보존에 관한 자주 묻는 질문

1. 정자 동결보존은 모든 남성에게 필요한가요?

답변:
꼭 그렇지는 않습니다. 난임 또는 미래에 생식 기능이 저하될 가능성이 높은 상황에서 권장됩니다. 일반적으로 생식 건강에 별다른 우려가 없고, 자연 임신이 가능하거나 계획하지 않는 경우라면 의무적으로 정자 동결을 고려할 필요는 없습니다.

설명 및 조언:

난임 진단을 받았거나, 호르몬 이상이나 면역 질환, 혹은 암 치료 등으로 생식 기능 저하가 예상되는 경우, 미리 전문가와 상담해 정자 동결보존을 진행하는 것이 좋습니다.
군 복무나 해외 장기 출장 등으로 인한 사회적·직업적 이유도 고려해볼 수 있습니다.
구체적인 판단은 전문의 상담과 정확한 검사 결과에 기반해야 하며, 개인별 상황에 따라 해동 후 사용 시 성공률이 달라질 수 있습니다.

2. 정자 동결보존 시 정자의 질은 어떻게 유지되나요?

답변:
정자 동결보존 시에는 정자 손상을 최소화하기 위해 동결 보호제(cryoprotectant)를 섞어 초저온(액체 질소) 환경에서 보존합니다. 이 보호제가 정자 세포 내의 수분을 적절히 조절하고 얼음 결정 형성을 억제해, 정자의 구조적 안정성을 유지해 줍니다.

설명 및 조언:

동결 과정에서 세포막을 보호하는 데 사용되는 대표적인 물질로 글리세롤, 에틸렌글라이콜 등이 있습니다.
해동 과정도 매우 중요합니다. 해동 속도가 지나치게 느리거나 빠르면 세포 내 삼투압 불균형이 발생해 정자 세포가 손상될 수 있습니다.
냉동 이후 해동 시, 각 샘플별로 운동성 검사 및 형태학적 검사를 시행하여 최종적으로 시술에 적합한지 판별하게 됩니다.

3. 정자 동결보존이 미래의 생식 건강에 영향을 미치나요?

답변:
대체로, 적절한 동결 보호제와 해동 과정을 거치면 미래 생식 건강에 악영향을 주지 않습니다. 물론 각 개인의 건강 상태나 정자 샘플의 질, 동결 전후 관리 상태에 따라 결과는 조금씩 달라질 수 있습니다.

설명 및 조언:

정자 동결보존의 안전성은 이미 많은 연구와 임상 경험을 통해 입증되었습니다.
암 환자 등 심각한 질환 치료 전 후에 동결·보존하는 사례도 전 세계적으로 증가 추세에 있으나, 장기 보관 시에는 정기적으로 샘플 상태를 확인하는 절차가 권고됩니다.
정자를 해동해 사용한 뒤 임신이 성공적으로 이루어진 사례가 적지 않으며, 이로 인한 선천적 이상이나 유전적 문제 발생 위험이 일반 인구와 통계적으로 유의미하게 다르지 않다고 보고되었습니다.
다만, 각종 난임 시술과 마찬가지로 100% 성공을 보장할 수는 없으므로, 개인별 맞춤 상담과 관리가 필수입니다.

추가 고려 사항 및 최신 동향

정자 동결보존이 해를 거듭할수록 정확도와 안정성이 높아지고 있으나, 실제 적용 시에는 다음과 같은 요소들을 고려해볼 필요가 있습니다.

정자 보관 기간: 국내에서는 관련 규정에 따라 정자를 장기간 보관할 수 있지만, 개인 상황이나 병원 정책에 따라 최대 보관 기간이 다를 수 있습니다. 보통은 수년 단위로 갱신이 가능하며, 원하는 시점에 샘플을 해동해 사용할 수 있습니다.
정자 보관 비용: 일회성 비용뿐 아니라, 해마다 일정 보관료가 청구되는 경우도 있으므로 비용적 측면도 고려해야 합니다.
정자의 해동 성공률: 정자의 극도로 낮은 농도(예: 1백만/1ml 이하)인 경우라도 기술적으로 동결이 가능하나, 해동 후 이용 가능한 정자가 실제 몇 퍼센트 정도 생존할지에 대한 예측은 시료 상태에 따라 편차가 있습니다.
연구·임상 발전: 최근에는 동결 과정에서 발생하는 손상을 줄이기 위해 초고속 동결, 저속 동결 등 다양한 방법과 복합 동결 보호제 조합이 시도되고 있습니다. 이를 통해 저품질 정자의 동결 성공률을 향상시키려는 노력이 진행 중입니다. 또한 미토콘드리아 기능 검사나 DNA 단편화 검사와 같은 정자 품질 평가 도구가 더욱 정교해짐에 따라, 동결 전 후의 품질 변화를 비교·분석해 맞춤형 솔루션을 제공하는 흐름이 나타나고 있습니다.

결론 및 제언

결론

정자 동결보존 기술은 상당히 저하된 정자 샘플이라 할지라도, 과학적이고 체계적인 접근을 통해 미래의 임신 가능성을 확보해주는 중요한 수단입니다. 남성 난임이 점차 사회적으로 주목받고 있으며, 결혼 연령이 높아지고 건강 상태가 변화함에 따라, 미리 정자를 동결해 두는 사례가 늘어나는 추세이기도 합니다. 적절한 시점에 신뢰할 만한 전문의·의료기관과 상의하여 동결보존을 진행한다면, 향후 난임 치료에서 더 유연한 선택지를 가질 수 있을 것입니다.

제언

전문의 상담: 정자 동결보존을 고려한다면 우선 전문가와 상담을 통해 자신의 몸 상태와 보관할 정자의 질을 정확히 파악하는 것이 중요합니다.
신뢰할 수 있는 기관 선택: Vinmec IVF 불임 센터와 같이 관련 경험과 장비를 갖춘 곳에서 관리받으면 보존 성공률을 높이고, 해동 후 시술 시에도 전문적인 지원을 받을 수 있습니다.
장기적 관점: 몸 상태나 가족 계획이 바뀔 수 있으므로, 장기적 시각에서 보관 기간과 향후 시술 계획을 세우는 것이 좋습니다.
정기 점검: 보관 중인 정자의 상태를 정기적으로 점검할 수 있는 제도가 있다면 적극적으로 활용하여, 보관 상태나 품질 변화를 주기적으로 확인하는 것이 좋습니다.
해동 후 관리: 동결·해동의 기술은 계속 발전하고 있으므로, 해동 후 시료를 어떻게 처리하고 사용하는지에 대한 최신 지침을 숙지하면 보다 높은 성공률을 기대할 수 있습니다.

참고 문헌

이 글은 국제 Vinmec 병원의 웹사이트를 참고하였으며, Vinmec 병원에 관한 자세한 내용은 이 링크를 통해 확인하실 수 있습니다.
아울러, 정자 동결보존과 관련해 다음 연구 결과를 추가로 참고하였습니다.

Veisi S, Maleki-Hajiagha A, Rezaeinejad M, Nashibi M, Omani-Samani R. (2022). Sperm freezing for indefinite period does not affect the outcomes of intracytoplasmic sperm injection: A systematic review and meta-analysis. Andrology, 10(1), 146–153. doi:10.1111/andr.13058

중요한 안내
본 기사는 의학적 조언을 대체하기 위한 것이 아니라, 일반적인 건강정보 제공을 목적으로 합니다. 실제 의료 상담이나 치료 계획 수립은 반드시 자격을 갖춘 전문의와 상의해야 합니다. 또한 개인별 상황에 따라 치료법, 시술 시기 등이 다를 수 있으므로, 본문에서 소개된 사항을 적용하기 전에는 꼭 전문가 의견을 확인하시기 바랍니다.

건강 관리와 상담 안내

위에서 언급한 정자 동결보존 기술은 남성 난임과 관련하여 매우 중요한 선택지가 될 수 있습니다. 그러나 이 기술이 모든 사람에게 적용되는 것은 아니며, 개인 상황이나 건강 상태에 따라 적합성과 예후가 다릅니다.

의료진 상담: 자신의 건강 상태, 기존 병력, 미래 가족 계획 등을 토대로 전문가와 긴밀히 논의한 뒤 결정해야 하며, 필요한 경우 혈액검사, 호르몬 검사, 정자 분석 등을 거쳐 종합적인 판단을 내립니다.
생활 습관 관리: 동결보존을 진행하기 전후로 알코올 섭취나 흡연, 스트레스 관리 등에 각별히 주의하여 최대한 좋은 정자 상태를 유지하도록 노력하는 것이 좋습니다.
장기적인 시야: 암 치료를 앞두고 있거나 신체적·직업적 이유로 향후 정자 질이 낮아질 우려가 있는 분이라면, 미리 정자를 동결보존해 두는 것이 앞으로의 삶에서 큰 의미를 지닐 수 있습니다.

결국, 정자 동결보존 기술은 빠르게 발전 중이며, 국내 여러 의료기관에서는 이 기술을 활용해 수많은 난임 부부에게 도움이 되는 성공 사례를 만들어가고 있습니다. 비교적 저질 정자 샘플이라 할지라도 체계적인 접근과 철저한 관리로 미래의 가능성을 열 수 있다는 점이 핵심입니다.
미래에 임신을 계획하고 있지만, 현재 정자 상태가 우려되는 경우 또는 추후 생식 능력 저하 위험이 큰 상황에 놓인 분들은, 꼭 전문가의 문을 두드려 보시길 권장드립니다. 남성 생식 건강도 조기에 관리하는 시대가 되었으므로, 전문의와의 충분한 상담을 통해 신중히 결정하시기 바랍니다.