국내 연구팀, ‘폐 손상 유발’ 코로나19 면역세포 기원·특성 규명

KAIST·충북대·지놈인사이트 연구팀, 페럿 이용한 동물시험서 확인
“코로나19의 증식 절정기·회복기 때 면역반응의 양·질적 변화 규명”
연구팀 “폐 손상 일으키는 특정 면역세포의 기원·특성 규명한 성과”
“코로나 환자에게서 과잉 면역반응으로 발생 폐 손상 조절 가능성↑”

폐 손상 유발 코로나19 면역세포 기원·특성 규명 연구 모식도. KAIST 제공

폐 손상을 일으키는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)의 면역세포의 기원과 특성이 국내 연구팀에 의해 밝혀졌다.

이는 코로나19 바이러스 증식의 절정기와 회복기에 나타나는 면역반응의 양적‧질적 변화를 규명해 폐 손상을 일으키는 특정 면역세포의 기원과 특성을 규명한 것이다.

이를 통해 코로나19 환자에게서 과잉 면역반응에 의해 발생하는 폐 손상을 조절할 수 있는 가능성을 높였다는 게 연구팀의 주장이다.

한국과학기술원(KAIST)은 의과학대학원 박수형 교수팀과 충북대 의대 최영기 교수, 지놈인사이트 이정석 박사팀 등 연구팀은 코로나19 폐 손상 유발 면역세포의 특성과 역동적 변화를 규명했다고 4일 밝혔다.

KAIST에 따르면 코로나19 감염 후 일어나는 초기의 면역반응과 그 시간에 따른 변화를 폐에서 면역세포를 여러 차례 얻어 연구하는 것은 환자를 통해서는 불가능하다

따라서 공동연구팀은 페럿(식육목 족제비과의 포유류)과 같은 호흡기 감염 동물모델을 이용해 코로나19 감염 초기부터 절정기, 회복기에 걸쳐 일어나는 폐 면역세포 변화를 첨단 연구기법인 단일세포 시퀀싱을 이용해 정밀하게 분석했다.

또한 폐 면역세포의 대부분을 차지하는 대식세포를 10가지 아형으로 분류해 이 가운데 어떤 대식 세포군이 폐 손상을 일으키는지도 분석했다.

그 결과, 코로나19 바이러스 감염 이틀 뒤부터 혈류에서 활성화한 단핵구가 급격하게 폐 조직으로 침투(침윤)해 대식세포로 분화하며 양적으로 증가함을 연구팀은 확인했다.

특히 이런 혈류 기원 침윤 대식세포들은 염증성 대식세포의 성질을 강하게 나타내며 바이러스 제거에 기여하는 동시에 조직 손상을 일으키는 주범이 될 수 있음을 제시했다.

이와 함께 이러한 대식세포 분화의 양상은 중증 코로나19 환자들의 폐 조직에서 관찰되는 변화와도 높은 유사도를 보임을 규명했다.

연구팀은 현재 면역억제제를 투약받은 코로나19 환자들의 면역반응 변화를 추적하며, ‘싸이토카인 폭풍’과 같은 치명적인 중증 코로나19의 과잉 면역반응의 적절한 제어와 약물의 면역학적 효과를 규명하는 후속 연구를 진행하고 있다.

이번 연구의 제1 저자인 지놈인사이트 이정석 박사와 KAIST 고준영 박사과정생은 “이번 연구 결과는 코로나19 환자의 폐가 경험하는 선천 면역반응을 다각적으로 분석해, 바이러스 감염으로 발생하는 대식세포 면역반응의 이중성을 이해하는 중요한 자료”라고 설명했다.

충북대 최영기 교수는 “시간 경과에 따른 바이러스의 증식성 변화를 관찰하고 병리학적으로 분석한 이번 결과는 전반적인 바이러스 감염 및 회복에 관여하는 병인 기전을 이해할 수 있는 중요한 연구자료”라고 덧붙였다.

KAIST 박수형 교수는 “이번 연구결과는 중증 코로나19 환자에서 사용되는 면역억제 치료 전략을 정교하게 만들 수 있는 근거를 마련한 것”이라고 설명했다.

이번 연구 결과는 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications) 지난달 28일 자에 게재됐다.

한편, 이번 연구는 보건복지부와 KAIST의 지원을 받아 수행했다.

이승구 온라인 뉴스 기자 [e-mail]