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코로나19 '사이토카인 폭풍' 원인은 '인터페론'
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코로나19 '사이토카인 폭풍' 원인은 '인터페론'
KAIST, "인터페론이 과도한 염증반응 촉발해 중증 코로나19 환자에 치명적"
국내 연구진이 중증 코로나19 환자에서 나타나는 과잉 염증반응, '사이토카인 폭풍'을 일으키는 원인을 발견했다.

KAIST는 의과학대학원 신의철 교수와 생명과학과 정인경 교수 연구팀이 서울아산병원 김성한 교수·연세대 세브란스병원 최준용·안진영 교수, 충북대병원 정혜원 교수와의 공동연구를 통해 이 같은 사실을 확인했다고 13일 발표했다.

과잉 염증반응이란 흔히 '사이토카인 폭풍'이라고도 불리는 증상으로 면역 물질인 '사이토카인(cytokine)'이 과다하게 분비돼 이 물질이 정상 세포를 공격하는 현상이다.

빠르게 확산 중인 코로나19로 인해 전 세계적으로 감염자 1300만 명, 사망자 50만 명을 넘어섰다. 코로나19 바이러스에 감염된 환자들은 경증 질환만을 앓고 자연적으로 회복되는 경우가 많으나, 어떤 환자들은 중증 질환으로 발전해 심한 경우 사망하기도 한다. 

흔히 사이토카인 폭풍 때문에 중증 코로나19가 유발된다는 사실이 널리 알려져 있지만 어떤 이유에서 과잉 염증반응이 일어나는지 구체적인 원인은 아직도 알려지지 않아 중증 코로나19 환자의 치료에 많은 어려움을 겪고 있다.

 
단일세포 유전자발현 분석 기법 개념도. [사진=한국과학기술원]

이번 연구에서 공동연구팀은 중증 및 경증 코로나19 환자로부터 혈액을 얻은 후 면역세포들을 분리하고 단일 세포 유전자발현 분석이라는 최신 연구기법을 적용해 그 특성을 상세히 분석했다. 그 결과 중증 또는 경증을 막론하고 코로나19 환자의 면역세포에서 염증성 사이토카인의 일종인 종양괴사인자(TNF)와 인터류킨-1(IL-1)이 공통으로 나타나는 현상을 발견했다. 연구팀은 특히 중증과 경증 환자를 비교 분석한 결과 '인터페론'이라는 사이토카인 반응이 중증 환자에게서만 특징적으로 강하게 나타남을 확인했다.

인터페론은 숙주 세포가 바이러스, 세균, 기생균 등 다양한 병원체에 감염되거나 혹은 암세포 존재 하에서 합성되고 분비되는 당단백질이다. 지금까지 인터페론은 주변 세포들이 항바이러스 방어 효과를 나타내도록 돕는 착한 사이토카인으로 알려져 있었으나, 공동연구팀은 오히려 과도한 염증반응을 촉발하는 원인이 될 수 있다는 사실을 증명했다.

연구팀은 "중증 코로나19 환자의 과잉 염증반응 완화를 위해 현재에는 스테로이드제와 같은 비특이적 항염증 약물이 사용하고 있는데 이번 연구 성과를 계기로 인터페론을 표적으로 하는 새로운 치료방법도 고려할 수 있음을 보여준다"며 "중증 코로나19 환자 치료에 새로운 패러다임을 제시한 획기적인 연구"라고 의미를 부여했다. 

공동연구팀은 현재 중증 코로나19 환자의 과잉 염증반응을 완화해 환자 생존율을 높이는 약물을 시험관 내에서 효율적으로 검색하고 발굴하는 방법을 개발하는 후속연구를 진행 중이다.

이번 연구를 주도한 이정석 연구원은 "중증 코로나19 환자의 의료적 문제를 해결하기 위해 이번 연구를 긴박하게 시작했는데 서울아산병원과 연세대 세브란스병원·충북대병원의 적극적인 지원에 힘입어 불과 3개월 만에 마칠 수 있었다"고 말했다. 

정인경 KAIST 교수는 "코로나19와 같은 신규 질환의 특성을 신속하게 규명하는데 있어 최신 단일세포 전사체 빅데이터 분석법이 매우 효과적"이라고 말했다.

신의철 교수도 "이번 연구는 코로나19 환자의 면역세포에서 어떤 일이 벌어지는지 상세히 연구함으로써 향후 치료전략을 설계할 수 있는 토대를 마련했다는 점에서 매우 중요하고 의미가 있는 연구"라고 평가했다. 

또한, 신의철 교수와 정인경 교수는 "중증 코로나19 환자의 생존율을 높일 수 있도록 새로운 면역기전 연구 및 환자 맞춤 항염증 약물 사용에 관한 연구를 지속적으로 수행할 것ˮ이라고 강조했다. 

삼성미래기술육성재단과 서경배과학재단의 지원을 받아 수행한 공동연구팀의 이번 연구결과는 면역학 분야 국제 학술지인 사이언스 면역학誌 7월 10일 字에 게재됐다.
와이어드 코리아=박준영 기자 pjy60@wired.kr
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