국내 공동 연구팀이 코로나19 증식의 절정기와 회복기에 걸쳐 나타나는 면역반응의 양적·질적 변화를 규명해 폐 손상을 일으키는 특정 면역세포의 특성과 기원을 규명했다. 이로써 코로나19 환자가 과잉 면역반응에 의해 발생하는 폐 손상을 조절할 수 있는 길을 틀 수도 있을 것으로 기대된다. 이번 연구는 KAIST(총장 이광형) 의과학대학원 박수형 교수 연구팀이 충북대 의과대(총장 김수갑) 최영기 교수(현 한국바이러스기초연구소장)팀, 지놈인사이트 이정석 박사팀과의 공동 연구로 이뤄졌다.
코로나19에 감염되면 처음 바이러스가 유입돼 감염되는 폐 조직 내에서 즉각적인 면역세포의 활성화가 일어난다. 이를 확인하기 위해 페럿(식육목 족제비과의 포유류)과 같은 호흡기 감염 동물 모델을 통해 감염 후 면역반응의 면모를 밝혔다. 감염이 진행되는 동안 폐 내 면역세포의 변화를 첨단 연구 기법인 단일 세포 시퀀싱을 이용해 정밀하게 분석하고 대식세포를 열 가지 아형으로 분류해 어떤 대식세포군이 폐 손상에 기여하는지를 연구했다.
연구팀은 코로나19 감염 2일 후부터 혈류에서 활성화된 단핵구가 급격하게 폐 조직으로 침윤하며 대식세포로 분화하며 양적으로 증가하는 것을 확인했다. 이러한 혈류 기원 침윤 대식세포들은 염증성 대식세포의 성질을 강하게 나타나며 바이러스 제거에 기여할 뿐 아니라 조직 손상을 일으키는 주범이 될 수 있음을 제시했다. 이러한 대식세포 분화의 양상은 중증 코로나19 환자들의 폐 조직에서 관찰되는 변화와도 높은 유사도를 보였다.
공동 연구팀은 면역억제제를 투약받은 코로나19 환자들의 면역반응 변화를 종적으로 추적하며 ‘사이토카인 폭풍’ 등 치명적인 과잉 면역반응의 적절한 제어와 약물의 면역학적 효과를 규명하는 후속 연구를 하고 있다.
이번 연구의 제1저자인 지놈인사이트 이 박사와 KAIST 고준영 박사과정은 “이번 연구는 바이러스 감염 시에 발생하는 대식세포 면역반응의 이중성을 이해하는 중요한 자료”라고 의미를 부여했다. “전반적인 바이러스 감염 및 회복에 관여하는 병인 기전을 이해할 수 있는 자료”(최 교수) “중증 코로나19 환자에서 사용되는 면역억제 치료 전략을 정교하게 만들 수 있는 근거”(박 교수)라는 평가도 나왔다.
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