코로나19 사이토카인 폭풍은 인터페론 때문

카이스트 신의철 교수팀 첫 규명

중증 코로나19 환자에게서 나타나는 과잉 염증반응, 일명 ‘사이토카인 폭풍’의 원인이 항바이러스 물질인 인터페론에서 비롯된다는 사실이 국내 연구진에 의해 처음으로 밝혀졌다.

카이스트(KAIST) 의과학대학원 신의철 교수와 생명과학과 정인경 교수팀은 서울아산병원 김성한 교수·연세대 세브란스병원 최준용·안진영 교수, 충북대병원 정혜원 교수와의 공동연구를 통해 중증 코로나19 환자에서 나타나는 과잉 염증반응을 일으키는 원인을 발견했다고 13일 밝혔다. 

‘사이토카인 폭풍’으로도 불리는 이 증상은 면역 물질인 사이토카인(cytokine)이 과다하게 분비돼 이 물질이 정상 세포를 공격하는 현상을 말한다.

코로나19 바이러스는 전 세계적으로 이미 1300만 명 이상이 감염되고 50만 명 이상이 사망했다.

환자들은 경증 질환만을 앓고 자연적으로 회복되는 경우가 많지만 중증 질환으로 발전해 심한 경우 사망하기도 한다. 이 과정에서 사이토카인 폭풍 때문에 중증 코로나19가 유발되는 것으로 알려져 있다.

하지만 어떤 이유에서 과잉 염증반응이 일어나는지 구체적인 원인은 아직도 알려지지 않아 중증 코로나19 환자의 치료에 많은 어려움을 겪고 있다.

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, 인터페론이라는 사이토카인 반응이 중증 환자에게서만 특징적으로 강하게 나타남을 확인했다.

숙주 세포가 바이러스, 세균, 기생균 등 다양한 병원체에 감염되거나 혹은 암세포 존재 하에서 합성되고 분비되는 당단백질인 인터페론은 항바이러스 작용을 하는 착한(?) 사이토카인으로 알려져 있었다.

코로나19 사이토카인 폭풍 원인을 첫 규명한 카이스트 신의철 교수, 이정석·박성완 연구원(사진 왼쪽부터)

그러나 연구팀은 인터페론 반응이 코로나19 환자에서는 오히려 과도한 염증반응을 촉발하는 원인이 될 수 있다는 사실을 다양한 방법을 통해 이를 증명했다. 

신의철 교수는 “중증 코로나19 환자의 과잉 염증반응 완화를 위해 현재 스테로이드제와 같은 비특이적 항염증 약물이 사용하고 있는데 이번 연구 성과를 계기로 인터페론을 표적으로 하는 새로운 치료방법도 고려할 수 있게 됐다”며 “중증 코로나19 환자의 면역세포에서 어떤 일이 벌어지는지 상세히 알아냄으로써 치료에 새로운 패러다임을 제시한 획기적인 연구”라고 의미를 부여했다. 

연구팀은 중증 코로나19 환자의 과잉 염증반응을 완화해 환자 생존율을 높일 수 있는 약물을 시험관 내에서 효율적으로 검색하고 발굴하는 방법을 개발하는 후속연구를 진행중이다.

카이스트 의과학대학원 이정석 연구원 및 생명과학과 박성완 연구원이 주도한 이번 연구결과는 면역학 분야 국제 학술지인 사이언스 면역학(Science Immunology) 7월 10일자에 게재됐다.

대전=임정재 기자 [e-mail]