국내 연구진이 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 중증 환자의 상태를 급격히 악화시키는 '사이토카인 폭풍(과잉 염증반응)'의 원인 중 하나를 밝혀냈다.

14일 한국과학기술원(KAIST) 의과학대학원에 따르면 신의철 교수와 생명과학과 정인경 교수 연구진은 코로나19 경증·중증 환자와 독감(인플루엔자) 중증 환자의 혈액을 최신 유전자 연구 기법으로 분석해, 항바이러스 작용을 하는 사이토카인으로 알려진 인터페론(IFN-1)이 오히려 과잉 염증반응을 촉발할 수 있다는 사실을 발견했다고 밝혔다. 서울아산병원 김성한 교수, 연세대 세브란스병원 최준용·안진영 교수, 충북대병원 정혜원 교수도 연구에 공동 참여했다.

공동 연구진은 중증·경증 코로나 환자로부터 혈액을 얻은 후 면역세포들을 분리하고 '단일 세포 유전자발현 분석'이라는 최신 연구기법을 적용해 그 특성을 상세히 분석했다.

그 결과, 중증 또는 경증을 막론하고 코로나 환자의 면역세포에서 종양괴사인자(TNG)와 인터류킨-1(IL-1)이라는 사이토카인에 의한 염증반응이 공통으로 나타나는 현상을 발견했다. 또한 중증 독감 환자에서는 다양한 인터페론에 의한 염증반응이 나타나는 것으로 밝혀졌다.

연구팀은 이어 코로나19 경증과 중증 환자를 비교 분석해 인터페론(IFN-1)에 의한 과잉 염증반응이 중증 환자에게서만 특징적으로 강하게 나타난다는 사실을 확인했다.


이들은 인터페론은 지금까지 항바이러스 작용을 하는 좋은 사이토카인으로 알려져 있었으나 이 연구를 통해 인터페론 반응이 코로나19 환자에서는 오히려 과도한 염증반응을 촉발하는 원인이 될 수 있음을 증명했다고 설명했다.

연구팀은 코로나19 중증 환자의 과잉 염증반응 완화에는 현재 스테로이드제 같은 비특이적 항염증 약물이 사용되는데 이 결과는 인터페론을 표적으로 한 새 치료방법도 고려할 수 있음을 보여준다며 이는 중증 환자 치료에 새 패러다임을 제시하는 것이라고 밝혔다.

연구팀은 현재 후속 연구로 코로나19 중증 환자의 과잉 염증반응을 완화해 생존율을 높일 수 있는 약물을 시험관 내에서 효율적으로 검색, 발굴하는 방법을 개발하고 있다.

신의철 교수는 "이는 코로나19 환자의 면역세포에서 어떤 일이 벌어지는지 밝혀내 향후 치료전략 설계에 기반을 제공하는 연구"라며 "중증 코로나19 환자의 생존율을 높일 수 있는 새로운 면역기전 연구 및 환자맞춤 항염증 약물 연구를 계속하겠다"고 말했다.

한편 미국 예일대 의대 연구팀은 학술논문 사전 공개 사이트 '바이오아카이브'(bioRxiv.org)에 유전자 조작으로 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)의 인체 감염경로인 인간 안지오텐신 전환효소2(hACE2)를 발현시킨 생쥐 모델을 개발, 실험한 결과 인터페론이 코로나19 환자에서 항바이러스 작용을 하지 않고 오히려 염증 병리 반응을 촉발할 수 있음을 확인했다며 신 교수팀의 연구 결과를 뒷받침하는 논문을 공개했다. ​