코로나19에 왜 브레인 포그? 바이러스가 ‘혈뇌장벽’ 뚫는다

과학기술

코로나19에 왜 브레인 포그? 바이러스가 ‘혈뇌장벽’ 뚫는다
스파이크 단백질, 분리 손상으로 뇌 염증 유발

2020.12.22 07:07 연합뉴스

신종 코로나바이러스가 뇌에서 이물질 차단 기능을 하는 혈뇌장벽(BBB)을 통과한다는 동물 실험 결과가 나왔다.

이는 신종 코로나바이러스가 뇌에 침투해 여러 가지 병증을 일으키거나 심화할 수 있다는 걸 시사한다.

특히 일부 코로나 감염증(코로나19) 환자에게 ‘브레인 포그(brain fog)’ 같은 인지 장애가 생기는 이유를 설명할 수 있다는 점에서 주목된다.

브레인 포그는 머릿속에 안개가 낀 것처럼 멍한 느낌이 지속하면서 집중력 및 기억력 감퇴, 식욕 저하, 피로감, 우울증 등이 나타나는 걸 말한다.

미국 워싱턴 의대 연구진이 수행한 이 연구 결과는 최근 저널 ‘네이처 신경과학(Nature Neuroscience)’에 논문으로 실렸다.

21일 미국 과학진흥협회(AAAS) 사이트(www.eurekalert.org)에 공개된 논문 개요 등에 따르면 신종 코로나의 세포 감염에 중요한 역할을 하는 스파이크 단백질은 뇌의 염증 유발에도 관여했다.

논문의 제1 저자인 윌리엄 뱅크스 의학 교수는 “스파이크 단백질의 유도 작용으로 뇌가 사이토카인과 염증 유발 부산물을 분비하는 것 같다”라고 말했다.

뇌의 염증이 브레인 포그의 원인으로 지목된 건 처음이 아니다.

영국 버밍엄대 연구진은 지난해 11월 뇌 신경회로 염증이 브레인 포그와 연관돼 있다는 요지의 논문을 발표했다.

그 후 신종 코로나가 급속히 확산하면서 ‘사이토카인 폭풍(면역 과민반응)’을 일으킨 중증 코로나19 환자에게 브레인 포그 등 인지 장애가 많이 나타나 관심을 모았다.

신종 코로나가 인체에 감염하려면 스파이크 단백질이 세포 표면의 ACE2 수용체와 결합해야 한다.

이런 결합 단백질은 바이러스에서 분리될 때 스스로 손상을 일으키고 염증을 유발한다고 한다.

에이즈 바이러스(HIV)의 BBB 투과를 오래 연구한 뱅크스 교수는 결합 단백질의 이런 특성을 알고 있었다.

연구팀은 이를 토대로 지난 4월 스파이크 단백질의 BBB 투과성 연구를 시작했다.

실험 결과 신종 코로나의 스파이크 단백질은 HIV의 gp 120 단백질과 아주 유사한 기능을 했다.

두 단백질 모두 바이러스가 세포 수용체에 달라붙을 때 손이나 팔 같은 역할을 했고, 뇌의 혈뇌장벽을 통과해 뇌 조직에 독성 작용을 하는 것도 비슷했다.

두 단백질은 또한 끈끈한 성질의 당단백질(glycoprotein)이라는 공통점도 가졌다. 이는 세포 수용체에 달라붙는 결합 단백질의 특징이다.

뱅크스 교수는 “사람들은 코로나19에 걸리면 폐 감염으로 호흡 곤란이 온다고 생각한다”라면서 “하지만 신종 코로나가 뇌의 호흡 중추에 들어가 문제를 일으킬 수도 있다”라고 지적했다.

결론적으로 코로나19의 여러 증상은 바이러스가 뇌에 침투했을 때 더 심해질 수 있고, 이렇게 나빠진 증상은 매우 오래간다고 연구팀은 강조한다.

한편 이번 연구에 참여한 오리건 의대의 제이컵 레이버 신경학 교수팀의 실험에선, 스파이크 단백질이 여성보다 남성의 후(嗅) 신경구(olfactory bulb)와 신장에서 더 빨리 운반된다는 것도 확인됐다.

이는 여성보다 남성에게서 코로나19 중증 환자가 더 많이 나오는 것과 관련이 있다고 과학자들은 말한다.

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