KAIST는 충북대, 지놈인사이트와 공동연구로 코로나19 바이러스 감염 후 회복까지 면역반응의 연속적 변화와 폐 손상을 일으키는 면역세포의 특성과 기원을 규명했다고 4일 밝혔다.

이는 코로나19 환자에서 과잉 면역반응에 의해 발생하는 폐 손상을 조절할 수 있는 타깃(대상)을 제시하는 연구 결과다.

코로나19에 걸리면 처음 바이러스가 유입돼 감염되는 폐 조직 내에서 즉각적인 면역세포의 활성화가 일어난다. 이 면역세포의 대부분은 대식세포다.

코로나19에 환자가 감염된 후 혈류를 통해 활성화된 단핵구가 폐 조직으로 들어와 추가로 대식세포로 분화하며 바이러스에 감염된 폐 조직 세포들을 제거해 초기 방어로 대응을 하게 된다.

KAIST-충북대-지놈인사이트 공동연구팀은 코로나19 바이러스 감염 동물모델을 이용해 감염이 진행되는 동안 폐 내 면역세포의 변화를 첨단 연구기법인 단일세포 시퀀싱을 이용해 정밀하게 분석했다.

공동연구팀은 폐 면역세포의 대부분을 차지하는 대식세포를 10가지 아형으로 분류하고, 이중 어떤 대식 세포군이 폐 손상에 기여하는지를 조사했다.

연구팀은 코로나19 바이러스 감염 2일 후부터 혈류에서 활성화된 단핵구가 급격하게 폐 조직으로 침윤하며 대식세포로 분화, 양적으로 증가한다는 사실을 확인했다.

특히 이러한 혈류 기원 침윤 대식세포들은 염증성 대식세포의 성질을 강하게 나타내며, 바이러스 제거에 기여할 뿐만 아니라 조직손상을 일으키는 주범이 될 수 있음을 제시했다.

또 이 같은 대식세포 분화 양상이 중증 코로나19 환자들의 폐 조직에서 관찰되는 변화와도 높은 유사도를 보임을 규명했다.

보건복지부 등의 지원을 받아 KAIST 의과학대학원 박수형 교수 연구팀과 충북대학교 의과대학 최영기 교수, 지놈인사이트 이정석 박사팀이 공동 수행한 이번 연구 결과는 국제 저명 학술지인 네이처 커뮤니케이션스지 7월 28일자에 게재됐다.

이번 연구의 제1 저자인 지놈인사이트 이정석 박사와 KAIST 고준영 박사과정은 "이번 연구 결과는 코로나19 환자의 폐가 경험하게 되는 선천 면역반응을 단일세포 전사체라는 오믹스 데이터를 이용해 다각적으로 분석해, 바이러스 감염 시에 발생하는 대식세포 면역반응의 이중성을 이해하는 중요한 자료"라고 설명했다.

박수형 KAIST 교수는 "코로나19에 감염된 직후 시간에 따른 변화를 감염 전과 비교해 정밀하게 규명한 것이 이 연구의 가장 큰 수확"이라며 "감염 후 폐 손상이 특정 염증성 대식세포에 의한 것임을 규명해 중증 코로나19 환자에 사용되는 면역억제 치료 전략을 정교하게 만들 수 있는 근거를 마련했다"고 말했다.