호중구의 과발현 '중증 코로나19' 일으킨다

한국과학기술원, 중중환자 구별 바이오 마커 발견
호중구의 과발현, 중증 코로나19의 새로운 원인
당질코르티코이드 억제제를 활용해 중증도 개선

[아시아경제 황준호 기자] 신종 코로나바이러스감염증(코로나19) 중증 환자와 경증 환자를 쉽게 구별할 수 있는 바이오 마커(표시물)가 국내 연구진에 의해 발견됐다. 중증 환자에 대한 신속한 대응과 함께, 치료제 개발에 대한 기대감까지 높아지고 있다.

이흥규 한국과학기술원 의과학대학원 교수의 연구팀은 코로나19의 중증도를 결정짓는 인자를 발견해, 관련 연구 논문이 면역 분야 국제 학술지인 '프론티어스 인 이뮤놀로지'에 실렸다고 7일 밝혔다.

'호중구의 과발현' 중증 코로나19로

경증 환자들은 코로나19 감염에 의해 정상적으로 T 세포 매개의 면역반응이 일어난다. 글루코코르티코이드 수용체의 높은 발현으로 CXCL8의 발현이 억제돼 호중구 유입이 조절받고 있는 것이다. 반면, 글루코코르티코이드 수용체 발현이 낮은 중증 환자들은 CXCL8의 발현이 높아져 호중구의 유입이 증가한다. 호중구의 과도한 염증성 반응에 의해 폐 조직 상피세포들이 손상을 입고 심한 호흡기 증상을 보이게 된다.

연구팀은 호중구의 과활성화로 인해 중증 코로나19가 발생한다고 밝혔다. 호중구는 혈액의 전체 백혈구의 50~70%를 차지하는 선천 면역세포다. 세균이나 곰팡이 감염에 대응하는 세포로 알려져 있다. 연구팀은 코로나19에 대한 호중구의 역할을 규명하던 중 이같은 결과를 얻었다.

연구팀은 유전자 발현 옴니버스(GEO)에 공개된 코로나19 감염 경증 환자와 중증 환자의 기관지 폐포 세척액에 존재하는 단일세포 유전 정보를 분석하던 중 중증 환자들의 폐 조직 상피세포에 큰 손상이 있음을 발견했다. 또 이같은 손상은 호중구의 유입과 연관이 있음을 밝혀냈다. 폐 조직에 유입된 호중구들로부터 과도한 염증을 유발시키는 유전자들의 발현이 유도되면서 폐 조직 손상이 일어난다는 것을 확인한 것이다. 반면, 호중구들의 항바이러스 면역에 관련된 유전자 발현은 낮게 나타났다.

이흥규 교수는 "중증 코로나19가 일어나는 기전을 밝혀낸 연구"라며 "바이러스를 죽이러 폐로 몰려든 호중구가 폐의 조직을 망가뜨린다는 것을 확인한 것"이라고 밝혔다.

CXCL8 등 케모카인에 의해 폐 조직에 호중구 유입 증가

중증 환자의 폐세척액에서 더 높은 CXCL8 케모카인 발현과 호중구 유입이 관찰됐다.

특히 연구팀은 폐 조직에 호중구가 증가하는 이유도 밝혔다. 중증 환자의 폐 조직에 존재하는 골수 유래 면역세포들은 경증 환자에 비해 글루코코르티코이드 수용체(NR3C1)의 발현이 낮았다. 이는 대식세포 등의 골수 유래 면역세포 내에서 발현하는 CXCL8과 같은 케모카인을 발현시키고, 이에 따라 호중구의 유입이 증가하게 됐다는 게 연구팀의 설명이다.

NR3C1는 콩팥 근처 부신의 부신 겉질에서 생성되는 호르몬으로, 다양한 신체 기능 조절에 관여한다. 면역반응을 억제하는 호르몬으로도 알려져 있다.

이흥규 교수는 "이번 연구 결과로, 덱사메타손 등의 당질코르티코이드 억제제를 활용해 코로나19의 중증도를 개선할 치료제 개발에 단초를 제공할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr