목포한사랑병원

국내 연구진이 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 중증 환자에서 나타나는 과잉 염증반응,

 속칭 ‘사이토카인 폭풍(cytokine storm)’을 일으키는 원인을 규명했다. 

KAIST 의과학대학원 신의철 교수와 생명과학과 정인경 교수팀은 서울아산병원 김성한 교수·연세대 세브란스병원 최준용·안진영 교수,

 충북대병원 정혜원 교수와의 공동 연구 결과를 ‘사이언스 면역학(Science Immunology)지’ 지난 10일자에 게재했다. 

과잉 염증반응은 면역 물질인 사이토카인이 과다하게 분비돼 정상 세포를 공격하는 현상이다.

빠르게 확산하고 있는 코로나19 바이러스는 전 세계적으로 이미 1,300만명 이상이 감염됐고 이 중 50만명 이상이 사망했다. 

코로나19에 감염된 환자들은 경증 질환만을 앓고 자연적으로 회복되는 경우가 많으나,

 어떤 환자들은 중증 질환으로 발전해 심한 경우 사망에 이르기도 한다. 

그리고 사이토카인 폭풍이 중증 코로나19를 유발한다는 사실이 널리 알려져 있다. 

하지만 어떤 이유에서 과잉 염증반응이 일어나는지 구체적인 원인은 아직도 알려지지 않아

 중증 코로나19 환자의 치료에 많은 어려움을 겪고 있다.

이에 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. 

특히 중증과 경증 환자를 비교 분석한 결과, 인터페론(interferon)이라는 

사이토카인 반응이 중증 환자에게서만

 특징적으로 강하게 나타남을 확인했다.

인터페론은 사이토카인의 일종으로 숙주 세포가 바이러스, 세균, 기생균 등 다양한 

병원체에 감염되거나 혹은

 암세포 존재 하에서 합성되고 분비되는 당단백질이다. 

일반적으로 바이러스에 감염된 세포에서 분비되는 제 1형 인터페론이 많이 알려져 있으며 

주변 세포들이 

항바이러스 방어 효과를 나타낼 수 있도록 돕는다.

지금까지 인터페론은 항바이러스 작용을 하는 소위 착한 사이토카인으로 알려져 있으나,

연구팀은 인터페론 반응이

 코로나19 환자에서는 오히려 과도한 염증반응을 촉발하는 원인이 될 수 있다는 사실을 

다양한 방법을 통해 증명했다. 

연구팀은 코로나19 중증 환자의 과잉 염증반응 완화를 위해 현재에는 스테로이드제와

같은 비특이적 항염증 약물이

 사용하고 있는데 이번 연구 성과를 계기로 인터페론을 표적으로 하는 새로운 치료방법도 

고려될 수 있다고 전했다. 

관련 학계와 의료계에서도 코로나19의 재확산 등 팬데믹이 지속되는 현 상황에서 KAIST와 대학병원 연구팀이

 긴밀한 협력을 통해 코로나19의 면역학적 원리를 밝히고 새로운 치료전략을 

제시한 이번 연구를 

중개 연구(translational research)의 주요 성과로 높게 평가했다. 

연구팀은 현재 중증 코로나19 환자의 과잉 염증반응을 완화해 환자 생존율을 높일 수 

있는 약물을 시험관 내에서

 효율적으로 검색하고 발굴하는 방법을 개발하는 후속연구를 진행 중이다.

이번 연구를 주도한 KAIST 의과학대학원 이정석 연구원(내과 전문의)은

“코로나19 중증 환자의 의료적 문제를 

해결하기 위해 이번 연구를 긴박하게 시작했는데 서울아산병원과

연세대 세브란스병원·충북대병원의 

적극적인 지원에 힘입어 불과 3개월 만에 마칠 수 있게 됐다”고 설명했다. 

KAIST 정인경 교수는 “코로나19와 같은 신규 질환의 특성을 신속하게 규명하는데 있어

최신 단일세포 전사체 

빅데이터 분석법이 매우 효과적”이라고 설명했다.

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 평했다. 

이어  “중증 코로나19 환자의 생존율을 높일 수 있도록 새로운 면역기전 연구 및

환자 맞춤 항염증 약물 사용에 관한

 연구를 지속적으로 수행할 것”이라고 전했다. 

한편 이번 연구는 삼성미래기술육성재단과 서경배과학재단의 지원을 받아 수행됐다.