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쟤는 증상없는데 왜 나만 중증?…코로나 환자별 증상 다른 이유 밝혔다

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쟤는 증상없는데 왜 나만 중증?…코로나 환자별 증상 다른 이유 밝혔다

2020.10.07 17:40
코로나19를 일으키는 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 현미경 사진. NIAID 제공
코로나19를 일으키는 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 현미경 사진. NIAID 제공

신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19)에 감염된 환자들은 제각기 다른 증상을 보인다. 무증상에서부터 경미한 증상, 중증, 위중 등 환자들마다 다른 양상으로 감염병이 진행된다. 확진자마다 달리 나타나는 증상의 원인은 글로벌 팬데믹 상황에서 과학자들의 중요한 연구 주제였다. 원인을 파악하기 위해선 체내의 다양한 면역세포가 코로나19 바이러스에 어떻게 반응하는지 심층적인 이해가 필요하다. 

 

미국 라호야 면역학연구소와 영국 리버풀대·사우스햄튼대 연구진이 국제 공동연구를 통해 첫 실마리를 제시했다. 체내의 면역세포인 T세포가 코로나19 바이러스에 어떤 반응을 보이는지 규명한 것이다. 

 

연구결과에 따르면 중증으로 입원한 코로나19 환자는 감염 초기에 림프구의 일종으로 항체 생성을 유도하는 B세포를 죽일 수 있는 새로운 유형의 T세포를 생성하고 바이러스에 대응할 수 있는 항체 생성이 감소되는 것으로 분석됐다. 연구결과는 국제학술지 ‘셀’ 6일자(현지시간)에 발표됐다. 

 

연구진은 코로나19 바이러스를 특이적으로 인식하는 T세포에 의해 발현하는 RNA 분자를 분석하기 위해 단일 세포 RNA-시퀀싱 기술을 활용했다. RNA는 DNA가 지닌 유전정보를 복제해 인체에 필요한 단백질을 합성할 때 유전정보를 전달한다. 단일세포 RNA-시퀀싱은 세포를 하나하나 분리하고 개별 세포 수준에서 전체 유전자가 발현되는 정도를 측정하는 기술이다. 연구 샘플에 포함된 모든 세포에 대한 정보를 동시에 얻을 수 있어 최근 생명과학 분야에서 각광받고 있다. 

 

연구진은 코로나19 환자별로 면역반응이 다르게 나타나게 하는 유전자 발현 패턴을 분석했다. 특히 체내 대표적인 면역세포인 T세포의 면역반응에 초점을 맞췄다. 

 

연구논문의 공동1저자인 벤자민 메키프 라호야 면역학연구소 박사후연구원은 “T세포는 면역반응을 조정하는 데 중심적인 역할을 한다”며 “T세포는 광범위한 기능을 수행하는 이질적인 면역세포 집단으로 이번 연구에서 코로나19에 대한 T세포의 면역반응을 상세하게 분석했다”고 밝혔다. 

 

연구진은 지난 3월 초 코로나19 환자의 샘플 사용 승인을 신청하고 수집했다. 이에 따라 환자 40명의 샘플을 수집하고 이들을 중환자실에 입원한 9명이 포함된 입원 환자 22명과 상대적으로 경미한 증상을 보인 환자 18명으로 2개의 그룹으로 나눴다. 각 환자들에게 얻은 샘플을 단일 세포 RNA 시퀀싱 기술을 활용해 코로나19에 반응하는 T세포의 유형을 분석했다. 

 

분석 결과 일부 T세포(CD4+ T cell)는 바이러스 감염을 경고하며 다른 면역세포를 불러들이는 역할을 했다. 일부 T세포(TFH)는 B세포에 항체를 생성하도록 신호를 보냈다. 또다른 T세포(Tregs)는 과잉 면역 반응이 일어나 인체 조직을 파괴하지 않는 면역체계를 유지할 수 있도록 T세포를 적절히 억제하는 중요한 역할을 했다.  

 

그런데 입원한 환자의 경우 B세포에 신호를 보내는 T세포인 TFH가 감염 증상을 더 악화시킬 가능성이 있는 것으로 나타났다. B세포가 항체를 생성하도록 돕는 본연의 역할이 아닌 B세포를 오히려 사멸시키기 때문으로 분석됐다. 

 

이번 연구가 있기 전 기존 연구에서도 이른바 ‘독성 TFH’가 B세포를 사멸시킨다는 분석이 있었는데 이같은 연구결과와 유사한 연구결과가 단일세포 RNA-시퀀싱을 통해 규명된 것이다. 연구진은 또 각 그룹 환자들의 항체 농도를 조사한 결과 TFH의 기능에 장애가 생긴 입원 환자들에게서 항체가 더 적게 분포한다는 사실을 확인했다. 

 

메키프 연구원은 “코로나19로 입원한 환자들의 TFH는 기능 장애가 있는 것으로 나타났다”며 “항체 생성을 유도하는 또다른 면역세포인 B세포에 도움을 주지 않는다는 사실을 보여주는 RNA 시퀀싱 결과가 나왔다”고 밝혔다. 

 

연구진은 “코로나19 바이러스에 반응하는 면역세포의 특성을 알아낸 것으로 중증 환자의 면역반응을 비교하기 위한 기준점을 제시했다”고 연구의 의미를 설명했다. 또 “다만 특정 T세포 집단이 코로나19의 증상을 더 심각하게 만든다는 확정적인 결론을 내리기는 어렵다”며 “다양한 후속 연구가 이어져야 한다”고 밝혔다. 

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