인간의 키메라주의

체내에 서로 다른 유전자형의 세포가 동시에 존재하는 것을 키메라 현상이라고 합니다. 인간의 경우, 키메라 현상은 여러 유형과 발생 원인이 있는데, 이에 대해 더 자세히 살펴보겠습니다.

그리스 신화에서 키메라는 염소의 몸, 사자의 머리와 목, 그리고 뱀의 꼬리를 가진 괴물입니다. 현재까지 알려진 인간 키메라 사례는 약 100건에 불과합니다. 이는 신화와는 무관하며, 수정과 배아 발달 과정에서 발생하는 특정 유전자 돌연변이에 기반합니다. 이 병리학적 증상은 여러 유형과 형태로 나타나며, 발생 원인도 서로 다릅니다.

생물학적 키메라는 두 인종이 교배할 때 발생할 수 있습니다. 이는 신체의 색소 분포가 서로 다른 형태로 나타나는 경우가 많습니다. 만약 완전한 융합이 일어난다면, 아이가 두 가닥의 DNA를 가지고 있을 때 혈액 질환을 나타냅니다. 또는 같은 자궁에서 자란 쌍둥이가 서로의 혈액형에 대한 내성을 가질 수도 있습니다. 장기 이식이나 수혈 중에도 유사한 결함이 발생합니다.

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원인 인간의 키메라주의

유전학적 관점에서 돌연변이는 한 사람의 세포 내에 서로 다른 접합자에서 유래된 두 개 이상의 세포 가닥이 존재하기 때문에 발생합니다. 키메리즘의 원인은 다양하며, 가장 흔한 원인은 혈액의 혼합입니다. 이러한 병리학적 기전은 핵형 46,XX/46,XY의 출현을 유발합니다. 이 결함은 모체 자궁 내에서 생존한 쌍둥이와 사망한 쌍둥이의 세포가 혼합되거나, 두 개의 접합자가 하나의 배아로 합쳐지는 것과 관련될 수 있습니다.

인간의 키메리즘의 주요 원인:

• 사배체(tetragametic) - 두 개의 난자가 하나로 합쳐지지만, 각 난자는 서로 다른 정자에 의해 수정됩니다. 이는 형성 초기 단계에서 한 배아가 다른 배아를 흡수할 때 발생합니다. 이로 인해 한 생물의 장기와 세포는 서로 다른 염색체 세트를 갖게 됩니다.
• 미세키메리즘(Microchimerism)은 태아 세포가 모체의 혈류로 침투하여 조직에 뿌리를 내리는 현상입니다. 배아의 면역 세포가 임산부의 심각한 질병을 치료하고 종양학적 병리에 대한 저항력을 증가시킨 사례가 알려져 있습니다. 이 과정은 역으로도 작용합니다. 즉, 모체 세포가 태반 장벽을 통해 배아에 통합되는 것입니다. 이 질환의 주요 위험은 태아가 자궁 내에 있는 동안 모체 질병에 걸릴 수 있다는 것입니다.
• 쌍생아란 혈관이 융합된 상태를 말합니다. 이형접합체 쌍둥이 배아는 서로의 세포 일부를 전달합니다. 그 결과 아이는 두 가닥의 DNA를 가지게 됩니다.
• 이식 후 – 수혈이나 장기 이식을 통해 발생합니다. 신체의 세포가 기증자의 세포와 동시에 공존합니다. 어떤 경우에는 기증자의 세포가 이식된 장기에 완전히 통합되기도 합니다.
• 골수 이식은 환자 신체의 유전적 변형을 목표로 합니다. 방사선과 약물을 사용하여 환자의 골수를 파괴합니다. 그 자리에 기증자 세포를 이식합니다. 검사 결과 기증자 키메리즘이 검출되면 이식이 성공적으로 이루어진 것입니다.

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병인

키메리즘 발생 기전은 키메리즘을 유발한 요인에 따라 달라집니다. 발병 기전은 다음과 같은 유형으로 분류됩니다.

1. 이식(의인성) 키메라
2. 1차 키메리즘

• 배아
• 불확실한

3. 2차 돌연변이

• 태아-태아 키메라("태아-태아")
• 모체-태아 돌연변이
• "태아-어머니" 유형의 키메라

과학자들은 서로 다른 정자에 의해 수정된 두 개의 난자가 융합하는 사배체 질환을 진단하는 데 성공했습니다. 이 질환의 발생 기전은 하나의 (생존하는) 배아에 두 가닥의 DNA가 존재한다는 것을 시사합니다. 미세키메리즘의 발병 기전은 아기의 세포가 어머니의 조혈계로 침투하거나 어머니의 세포가 태아의 몸으로 침투하는 것을 의미합니다.

결함 발생의 또 다른 변종은 이형접합 쌍둥이의 혈관 융합으로, 이들은 서로에게 유전 정보를 전달합니다. 이식 후 발생은 골수, 조혈 기관 이식, 그리고 수혈 과정에서 발생합니다. 과학자들이 개발한 키메라화 메커니즘에 따른 실험실 돌연변이 사례(동물과 식물을 대상으로 한 실험)도 알려져 있습니다.

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조짐 인간의 키메라주의

어떤 사람이 키메라인지 확인하려면 종합적인 유전자 검사를 실시해야 합니다. 대부분의 경우 병리학적 질환의 명백한 증상은 나타나지 않습니다. 물론, 돌연변이가 외부적으로 나타나지 않는 경우에는 그렇습니다.

키메리즘은 자궁 내 발달 과정에서 발생합니다. 두 개의 수정란이 합쳐져 하나가 다른 하나를 흡수할 때, 배아와 모체의 유전 정보가 섞일 때, 또는 수혈 과정의 합병증으로 발생할 때 발생합니다.

인간의 키메리즘은 서로 다른 인종이 교배할 때 외부적으로 나타납니다. 예를 들어, 아이의 눈 색깔이 다르거나 피부색이 모자이크처럼 보이는 경우가 있습니다. 하지만 대부분의 경우, 두 가지 DNA 계통의 존재를 나타내는 종합 혈액 검사를 통해 증상을 확인할 수 있습니다.

텍사스 키드

의학계에 알려진 가장 충격적인 키메라 사례 중 하나는 인종 간 돌연변이 이야기입니다. 텍사스 아기, 이 사건의 이름은 바로 그것입니다. 아기의 오른쪽 반쪽은 혼혈 여성이었고, 왼쪽 반쪽은 흑인 남성이었습니다. 이는 유전적으로 발달된 양성의 일차 및 이차 성징을 한 몸에 지닌 진정한 자웅동체의 한 예입니다. 키메라는 수술을 통해 남성으로 태어나고 여성의 외적 특징은 제거되었습니다. 물론 유전적으로 아이는 두 가닥의 DNA를 가진 양성애자였습니다.

또 다른 끔찍한 키메리즘 이야기는 11살 중국 소녀의 이야기입니다. 그녀에게 흡수된 쌍둥이 오빠가 그녀의 등에서 자라고 있습니다. 이러한 돌연변이는 자궁 내 발달 과정에서 발생하는데, 두 개의 접합자(미래의 쌍둥이)가 하나의 유기체로 합쳐지는 것입니다. 즉, 서로 다른 유전자를 가진 두 사람이 한 몸이 되는 것입니다.

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첫 번째 징후

한 사람에게 두 가닥의 DNA가 존재하는 것은 키메라증의 첫 징후입니다. 대부분의 경우, 돌연변이는 외부 증상으로 나타나지 않습니다. 유전자 검사를 통해서만 키메라증 환자임을 확인할 수 있습니다.

키메리즘의 몇 가지 사례를 살펴보겠습니다.

• 보스턴의 한 교사가 신장 이식을 받아야 했습니다. 그녀의 세 자녀는 신장 기증에 동의했지만, 유전자 검사 결과 두 명은 어머니의 친자식이 아니었습니다. 추가 검사 결과, 이 교사에게는 배아 발달 과정에서 살아남은 태아와 융합한 쌍둥이 자매가 있었습니다. 즉, 이 교사는 서로 간섭하지 않는 두 세트의 유전자를 가지고 있었기 때문에 키메라였습니다.
• 이식 과정에서 또 다른 키메리즘 검출 사례가 발생했습니다. 검사 결과, 해당 여성의 친자녀는 유전적으로 친자녀가 아닌 것으로 나타났습니다. 친자녀들은 할머니와만 관련이 있었습니다. 따라서 다양한 유전 물질을 함유한 모발을 분석하여 가족 관계를 확인했습니다.

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양식

돌연변이의 원인을 알아내기 위해 의사는 병력을 수집하고 다양한 진단 유전자 검사를 실시합니다.

유전적 키메리즘

임신 초기, 즉 배아 형성 과정에서 여러 돌연변이가 발생할 수 있습니다. 유전적 키메리즘은 수정란 한 쌍이 하나로 융합할 때 발생합니다. 각 접합자는 부모 DNA 가닥, 즉 고유한 유전적 특성을 가지고 있습니다. 결합하는 동안 세포들은 각자의 유전적 구성을 유지합니다. 즉, 그 결과로 생성되는 배아는 부모 DNA와 배아 DNA의 조합입니다. 대부분의 경우, 이러한 돌연변이를 가진 사람들은 신체의 모든 유전적 집단에 내성을 가진 면역 체계를 가지고 있습니다.

본질적으로 이러한 인간 돌연변이는 그 자체의 쌍둥이와 같으며 드물게 발생합니다. 이를 확인하기 위해 종합적인 유전자 검사가 시행됩니다. 부모와 자녀 모두 DNA 분석을 받습니다. 자녀는 다른 유전적 특성을 가지고 있기 때문에, 이러한 검사는 자녀와 부모 사이의 생물학적 연관성을 확립하기 위해 매우 자주 필요합니다.

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사중생 키메리즘

의학계에서는 검사 과정에서 부모와 자식 간에 유전적 유사성이 전혀 없는, 즉 생물학적으로 관련이 없는 경우가 있다는 것을 알고 있습니다. 사중생 키메리즘은 두 쌍둥이가 배아 발달 과정에서 하나로 합쳐지는 현상입니다. 한 아이는 죽고, 살아남은 아이는 자신의 DNA와 그 아이의 DNA를 물려받습니다.

이러한 키메리즘의 경우는 다음과 같은 몇 가지 징후로 식별할 수 있습니다.

• 양성애
• 적혈구 수
• 모자이크 피부색
• 다양한 눈 색깔

과학자들은 임신 중에 아이의 유전 정보가 아버지가 아닌, 사망하여 자궁에 흡수된 쌍둥이 형제로부터 전달된 사례를 설명했습니다. 즉, 유전학적 관점에서 부모는 사망한 쌍둥이 형제입니다. 이 사례를 연구한 결과, 아이와 아버지의 유전 정보가 10% 일치하는 것으로 나타났습니다.

생물학적 키메리즘

의학계에서 알려진 불가사의한 현상 중 하나는 한 몸 안에 여러 유전체가 결합하는 것입니다. 생물학적 키메리즘은 인간, 동물, 식물 모두에서 발생합니다. 인간의 이러한 돌연변이를 살펴보면, 다음과 같은 경우에 발생합니다.

• 배아 발달 중에 두 개의 수정란이 하나로 합쳐지는 현상.
• 장기 이식, 골수 이식, 수혈.
• 다른 인종 간의 근친상간.

같은 자궁에서 자라는 두 태아가 같은 태반을 사용하고 서로의 혈액에 대한 내성을 가질 때 완전 융합이 가능합니다. 즉, 유전자 수준에서 거부 반응이 억제되므로 필요한 경우 서로의 혈액을 수혈할 수 있습니다. 외부적으로는 생물학적 돌연변이가 한 사람에게 다양한 색깔의 홍채 또는 여러 피부색의 조합(보통 모자이크 배열)으로 나타납니다.

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혈액 키메리즘

의학에서 또 다른 놀라운 현상은 한 사람에게 두 가지 혈액형이 있다는 것입니다. 혈액형 키메리즘은 자궁 내 발달 과정에서 유전자 돌연변이로 인해 발생합니다. 자연에는 O형(I), A형(II), B형(III), AB형(IV)과 같은 혈액형이 존재합니다.

• A형 혈액형은 항원(신체에 항체를 생성하도록 하는 물질) A와 항체 B를 가지고 있습니다.
• B형 혈액형은 B 항원과 A 항체를 가지고 있습니다.
• AB형은 두 가지 유형의 항원을 모두 포함하고 있지만 항체는 없습니다.
• A군은 두 가지 유형의 항체를 모두 가지고 있지만 항원은 없습니다.

이를 바탕으로 A군은 A 및 O군과, B군은 B 및 O군과 호환됩니다. AB형 수혜자는 체액이 모든 기존 군과 호환되므로 유일한 수혜자입니다. O군은 만능 공여자 역할을 하지만, 동일한 O군과만 호환됩니다.

해부학적 과정에 따르면, 살아있는 유기체는 이 두 가지 유형 중 하나만 가질 수 있습니다. 면역 세포는 외부 혈액을 받아들이지 않기 때문에 수혈 시 거부 반응을 일으킵니다. 이 규칙의 예외는 혈액 키메라입니다. 이러한 사람들은 두 가지 유형의 혈액과 두 유형의 혈액 세포를 생성하는 조직을 가지고 있습니다. 이러한 병리는 사람과 동물 모두에서 발생합니다. 알려진 모든 키메라는 쌍둥이입니다. 혈액이 두 배아로 분배되고, 두 배아는 혈액을 생성하는 조직을 교환하여 거부 반응을 억제합니다.

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불완전 적혈구 키메리즘

불완전한 적혈구 키메리즘의 출현을 유발하는 자연적 요인과 인공적 요인이 있습니다.

• 이란성 쌍둥이의 경우, 혈관 문합을 통한 조혈 세포의 교환으로 인해 자연적 돌연변이가 발생합니다.
• 인공 키메리즘은 동종 골수 이식과 수혈 후 발생합니다. 이는 공여자의 적혈구가 제거되고 원래 혈액형으로 돌아가기 때문에 발생합니다. 장기 또는 골수 이식 시에는 환자 본인의 적혈구가 공여자의 적혈구로 대체됩니다.

불완전 키메리즘은 수혈자 내에 공여자 적혈구와 자가 적혈구가 존재하는 것을 특징으로 합니다. 이 유형은 재증식하기 시작했거나 골수에 수동적으로 수혈된 공여자 적혈구가 일시적으로 순환하는 현상입니다.

이 병리학적 상태는 매우 우려스럽습니다. 수혜자의 신체에 불특정한 신체적 변화가 동반되기 때문입니다. 또한, 키메리즘은 심리적 문제를 유발할 수 있습니다. 모든 환자가 자신의 변화된 해부학적 구조와 생리적 변화를 기꺼이 받아들이는 것은 아니기 때문입니다.

수혈 후 키메리즘

수혈학은 수혈을 통해 혈액의 형태학적 구성에 표적화된 영향을 미쳐 신체를 관리하는 과학입니다. 수혈 후 키메리즘은 두 개의 서로 다른 혈액형이 혼합될 때, 즉 기증자 세포가 수혜자의 유전자 코드를 완전히 대체하거나 공존할 때 발생합니다. 이러한 병리는 수혈이나 이식의 합병증이라고 할 수 있습니다.

다음과 같은 수혈제가 구별됩니다.

• 혈액과 그 성분(적혈구, 백혈구, 혈소판, 혈장)
• 혈액 대체제는 혈액 기능 장애가 있는 경우 혈액을 정상화하거나 대체하기 위해 사용되는 약물 용액입니다.
• 골수 및 조혈기관 이식.

수혈 후 키메리즘은 공여자 혈액에 백혈구가 존재하여 발생할 수 있습니다. 체액이나 적혈구 덩어리에서 백혈구를 제거하면 수혈 후 키메리즘, 동종면역화 및 기타 합병증의 위험은 최소화됩니다.

합병증 및 결과

키메리즘의 위험 중 하나는 인체에서 조절되지 않는 과정입니다. 키메리즘의 결과는 수혈 후 시술이나 자궁 내 발달 과정의 병리와 관련될 수 있습니다.

키메리즘은 DNA 검사의 유효성과 많은 법정 소송의 타당성에 의문을 제기합니다. 이 유전 질환은 친자 확인에 많은 문제를 야기합니다. 또한 이 돌연변이로 인해 불임이 되는 부부도 일정 비율 존재합니다.

한 생물체에 두 가닥의 DNA가 존재하면 여러 합병증이 발생할 수 있습니다. 무엇보다도 이는 신체적 병리와 관련이 있습니다. 과학은 아이들이 서로 다른 눈 색깔, 대리석 같은 색소, 또는 배아 발달 과정에서 흡수된 쌍둥이로 인해 추가 팔다리를 가지고 태어난 사례들을 많이 알고 있습니다.

이 돌연변이의 또 다른 합병증은 장기 이식이 필요할 때 관련 기증자가 선정될 때 유전적 불일치가 드러난다는 것입니다. 이는 많은 의문을 제기하고 이식 과정을 복잡하게 만듭니다. 이식 후 모발 구조, 혈액형, Rh 인자에 변화가 발생할 수 있습니다.

에이즈와 림프종을 앓고 있는 환자가 골수 이식을 받은 사례가 있습니다. 기증자는 바이러스에 대한 내성을 가진 돌연변이를 보유한 사람이었습니다. 이식 후, 수혜자는 골수와 함께 바이러스를 다른 사람에게 전달했습니다. 그 결과 환자는 질병이 완치되었습니다.

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진단 인간의 키메라주의

일반적으로 키메리즘은 DNA 분석, 즉 가족 관계를 확인하는 검사를 통해 진단됩니다. 이 연구를 선택한 이유는 세포 수준에서 키메리즘의 결함이 한 생물체에 두 가지 유전자형이 혼합되어 나타나기 때문이라고 설명할 수 있습니다.

검사에는 최첨단 분자학적 방법이 사용됩니다. 키메리즘이 의심되는 경우, 환자는 일련의 검사, 기기 진단 및 의무적 감별 진단을 받게 됩니다. 의사는 가족력, 즉 돌연변이에 대한 유전적 소인을 파악합니다.

테스트

한 가지 방법 또는 다른 방법을 사용할지는 가능한 질환 유형에 대한 정보의 가용성에 따라 달라집니다. 의심되는 키메리즘 검사는 혈액과 DNA의 유전자 검사를 목표로 합니다. 선별 및 검출 실험실 방법이 사용되는데, 다음과 같습니다.

1. 돌연변이 검사는 돌연변이의 본질이 알려지지 않았지만, 가족력을 통해 유전자 재배열이 존재함을 시사하는 경우에 사용됩니다.

• DNA 블로팅을 통한 거대재배열 분석.
• 헤테로듀플렉스 분석.
• 단일 가닥 DNA 형태 다형성 분석.
• 변성제 구배에서 이중 가닥 DNA의 전기영동.
• 변성 고성능 액체 크로마토그래피.

2. 짝을 이루지 않은 뉴클레오타이드의 화학적 검출 - 돌연변이 검출은 정상 DNA로 대조 샘플을 변성시키는 것을 기반으로 합니다. 샘플을 냉각시키면 듀프렉스가 형성되고, 그중 일부는 짝을 이루지 않은 염기를 가지고 있어 돌연변이를 나타냅니다.

• RNase 보호.
• 상영.
• 돌연변이 감지.

위에 설명된 분석은 키메리즘을 포함한 다양한 유전병리, 돌연변이에 대한 분자 DNA 연구에 사용됩니다.

기기 진단

키메리즘이 의심되는 경우, 환자는 다양한 진단 절차를 거치게 됩니다. 내부 장기 및 기타 신체 구조의 상태와 구조를 검사하기 위해서는 기기 진단이 필요합니다. 키메리즘이 있는 경우, 조혈 기관(골수, 흉선, 비장, 내분비선 등)에서 서로 다른 DNA 대립유전자를 가진 혈액이 생성된다는 것이 알려져 있습니다.

환자는 선별 검사, CT, MRI, 초음파 진단 및 기타 시술을 받습니다. 대부분의 경우, 환자가 기증자 또는 수혜자로서의 역할을 하기를 원할 때, 장기 이식이나 수혈을 위해 상세한 기기 진단이 필요합니다.

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감별 진단

키메라는 두 개 이상의 접합자에서 유래된 복합 생물입니다. 유사한 기원을 가진 병리학적 사례가 많이 있습니다. 감별진단은 이러한 사례들을 식별하는 것을 목표로 합니다.

키메라처럼 생겼지만 키메라가 아닌 사람은 누구일까요?

1. 하이브리드

• 유전적.
• 체감적.

2. 모자이크

• 염색체.
• 유전적.
• 후성유전학.

3. 여성형 유방
4. 발달 과정을 담당하는 유전자의 파괴로 인해 발생하는 다양한 심각도의 기형 발생 효과.
5. 돌연변이를 동반할 수 있는 자연 현상

• 프리마틴스.
• 거짓 양성체증.
• 심각한 선천적 기형.
• 진정한 양성체성.
• 난고환.
• 비정상적인 쌍둥이.

차별화 과정에서는 위에서 설명한 모든 유전자 돌연변이가 고려되고, 환자와 환자의 가족의 DNA가 검사됩니다.

치료 인간의 키메라주의

생명공학의 도구 중 하나는 유전공학입니다. 이 과학은 생물체에서 유전자를 분리하고, 다양한 조작을 거쳐 다른 생물체에 도입하고, 재조합 DNA와 RNA를 얻는 것을 목표로 하는 복잡한 방법입니다. 이러한 유전공학 기술을 통해 키메리즘의 치료, 연구 및 창조가 가능합니다.

유전공학의 도움으로 의사들은 키메라화 과정을 제어합니다. 이는 골수 이식, 다른 장기 이식, 또는 수혈 과정에서 가능합니다. 이는 임상 환경에서 방사선 키메라 현상을 만들어내는 일종의 현상입니다.

텍사스 아동의 경우처럼 모자이크 피부색, 눈 색깔 차이, 또는 자궁 내 쌍둥이의 추가 사지 등 외적 증상을 보이는 키메라의 경우, 치료는 외적 결함을 교정하는 데 중점을 둡니다. 치료는 환자의 생후 첫 몇 년 동안 시행됩니다. 이를 통해 좋은 결과를 얻고 사회화 과정의 차질을 최소화할 수 있습니다. 이 경우, 유전적 변형, 즉 DNA 가닥 중 하나를 제거하는 방법은 사용되지 않습니다.

예방

인체의 유전적 이상에 대한 연구는 다양한 돌연변이를 예방하는 것을 목표로 합니다. 자연적인 요인으로 인한 키메리즘을 예방하는 것은 불가능합니다. 현재로서는 모체 자궁 내 배아 발달 과정을 추적할 수 있는 안전하고 접근 가능한 방법이 없기 때문입니다.

하지만 수혈 후 시술(골수 이식, 장기 이식, 수혈)로 인한 키메리즘은 예방할 수 있습니다. 유전적 질환을 가진 아이를 가질 위험이 높은 부부는 유전 공학을 이용합니다. 이 경우, 돌연변이를 방지하기 위해 추가 세포를 배아에 이식하여 미래 아이의 염색체 세트를 정상화합니다.

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예보

인간의 키메라 현상은 한 생물체 내에서 서로 다른 유전적 코드를 보이는 현상입니다. 이러한 돌연변이의 예후는 원인에 따라 달라집니다. 만약 이러한 돌연변이가 혈액 키메라 현상이라면, 평생 동안 자신이 두 세트의 DNA를 가지고 있다는 사실을 알지 못할 수도 있습니다. 이는 이러한 이상을 발견하기 위해서는 특별한 연구가 필요하고, 대부분의 경우 이러한 유형의 질환은 외부적인 징후를 보이지 않기 때문입니다. 만약 키메라 현상이 인공적인 방법과 연관되어 있다면, 예후를 예측하기 어렵습니다. 따라서 골수 이식 수술 중 환자의 혈액형, Rh 인자, 그리고 기증자의 외모적 특징(눈 색깔, 머리카락)이 변할 수 있습니다.