과학기술
인체 면역 기능에 있어서도 아군을 적군으로 오인해 공격하는 경우가 있다.
군사용어인 ‘아군 사격(friendly fire)’이라는 말을 사용하고 있는데 특히 코로나19 환자에게 있어 중증을 유발하고 오랜 기간 후유증을 유발할 수 있다.
15일 ‘가디언’ 지에 따르면 과학자들은 그동안 그 원인을 찾기 위해 많은 노력을 기울여왔다. 그리고 최근 예일 대학의 연구원들이 수수께끼를 밝혀냈다. 코로나19 환자의 혈액 속에서 착각에 빠진 ‘자가항체들(autoantibodies)’이 다수 활동하고 있다는 것.
코로나19 환자들의 혈액 속에서 자체 면역기능을 파괴하는 자가항체 들이 다수 생성되고 있다는 사실이 과학자들에 의해 처음 밝혀졌다. 중증으로 발전시키고 후유증을 유발하는 요인으로 대처방안을 마련 중이다. ⓒ게티 이미지
루프스보다 더 많은 자가항체 생성해
이들 항체들은 침투한 바이러스와 싸우기보다 자신을 맹렬히 공격하고 있는 것으로 밝혀졌다.
연구팀은 코로나19 바이러스에 감염된 환자 164명과 그렇지 않은 비감염자 30명의 면역 시스템을 비교해 감염자 혈액 속에 다수의 항체들이 비정상적인 활동을 하고 있다는 사실을 확인했다.
이들 비정상적인 항체들은 바이러스를 죽이거나 성장을 억제하는 항바이러스 기능을 차단하고, 항체를 만드는 면역세포를 제거하며, 뇌‧혈관‧간 등 자신의 장기들을 공격하는 등 다각적인 방식으로 자신의 인체를 공격하고 있는 것으로 밝혀졌다.
환자의 혈액 속에 이런 ‘자가항체’가 많을수록 환자의 증세는 더 악화되고 있었다.
의료계에서는 이를 자가면역(autoimmunity)이라고 하는데 인체 면역계가 이상을 일으켜 스스로 공격하는 현상을 말한다.
가임기 젊은 여성에게 자주 발생하는 ‘루푸스(lupus)’가 대표적인 사례다. 면역계의 이상으로 온몸에 염증이 생기는 만성 자가면역질환을 일으키는데, 코로나19 환자의 경우 ‘루프스’보다 더 많은 ‘자가항체’를 생성하고 있는 것으로 나타났다.
논문 주저자인 예일대 생물학자 아론 링(Aaron Ring) 교수는 “자가항체의 자살성 공격으로 면역기능, 장기 등에 이상이 발생해 오랜 기간 중증에 시달릴 수 있으며, 치료 후에도 후유증으로 고통 받을 수 있다.”고 말했다.
링 교수는 “코로나19 환자 나이와 자가항체 간의 관련성을 분석한 결과 18~49세의 경우 약 10%, 70세 이상인 경우 약 5분의 1까지 그 영향력이 증대되고 있었다.”고 설명했다.
그동안 연구를 지켜본 런던 임페리얼 칼리지의 면역생물학자 대니 알트만(Danny Altmann) 교수는 “예일대 연구 결과로 중증 환자들이 어떤 경로를 통해 증상이 악화되는지 그 원인을 설명할 수 있게 됐다.”고 말했다.
논문은 의학논문 사전공개 사이트 ‘메드아카이브(medRxiv)’ 12일(현지시간)에 게재됐다. 제목은 ‘Diverse Functional Autoantibodies in Patients with COVID-19’이다.
자가항체 억제할 수 있는 치료법 개발
예일대 링 교수는 같은 대학의 면역생물학자인 이와사키 아키코(Akiko Iwasaki) 교수 등 11명과 협력해 연구를 수행했다.
194명의 코로나19 환자와 비감염자 30명을 선정한 후 항체 반응을 비교분석한 결과 코로나19 환자의 일부 항체들이 잘못된 방식으로 바이러스를 방어하고 있으며, 정상적인 항체에 의해 차단된 바이러스를 다시 풀어주는 등 그릇된 활동을 하고 있다는 것을 발견했다.
더 놀라운 것은 코로나19에 걸린 후 이들 자가항체의 수가 빠르게 증가하고 있다는 것이다. 비감염자들과 달리 감염자들은 이 비정상적인 항체들을 빠르게 생성하면서 증상을 악화시키고 있었다.
연구 결과 환자의 5% 이상이 항바이러스성 단백질 인터페론(interferon)을 약화시키는 항체를 지니고 있었다. 때문에 환자들은 인체 내 바이러스의 증식을 조절할 수 없어 더 심각한 증상을 보이고 있는 것으로 나타났다.
또 다른 환자들은 면역계에 있어 항체를 생산하는 역할을 하는 B세포와 싸우는 자가항체를 지니고 있었다. 또 다른 환자들은 다른 면역 세포들을 활성화시키고 지휘하는 역할을 하는 T세포를 제거하는 자가항체를 지니고 있었다.
연구팀은 통해 한 명의 환자에게 이런 여러 유형의 자가항체들이 공존할 때 증세가 중증으로 발전할 수 있다고 말했다. 쥐를 대상으로 한 자가항체 감염시험을 통해 이들 자가항체들이 치명률을 높이고 있다는 사실을 확인할 수 있었다.
논문 저자들은 “코로나19 증세와 관련, 다양한 변화들이 자가항체와 관련돼 있음을 상당 부분 설명할 수 있게 됐다.”고 말했다. 또 이들 자가항체들의 활동을 어떻게 억제할 수 있을지에 대해 연구를 진행하고 있다고 밝혔다.
그동안 과학자들은 류마티스관절염, 루푸스, 다발성경화증과 같은 질병이 면역체계 오작동과 관련돼 있음을 알고 있었다.
바이러스를 막아야 할 항체들이 스스로 자신의 신체를 공격함으로써 예상치 못한 질병을 유발하게 된다는 것. 그러나 이처럼 오작동되고 있는 면역 반응을 어떻게 완화할 수 있는지에 대해서는 알려진 바 없다.
현재 사용하고 있는 방식은 면역억제제를 통해 우리 몸의 면역체계를 비활성화 하는 방식이다. 링 교수도 “류마티스 질환에 사용하는 것과 같은 면역억제 치료법이 효과적 일 수 있다.”고 말했다.
(2684)
- 이강봉 객원기자
- aacc409@hanmail.net
- 저작권자 2020.12.16 ⓒ ScienceTimes
관련기사
목록 보기전체 댓글 (0)
로그인후 이용 가능합니다.
-
종양 내 저산소증 찾아 암 진단…기초지원연, 신 조영기술 개발
종양 내부에 발생하는 저산소증만 감지해 암을 진단할 수 있는 신개념 조영기술이 개발됐다. 한국기초과학지원연구원(KBSI) 바이오융합연구부 홍관수 박사 연구팀은 미국 텍사스대 세슬러 교수 연구팀과 공동으로 종양의 저산소증에 반응해 신호를 내는 감응성 바이모달(MRI·광학 혼합) 이미징 프로브를 개발했다고 25일 밝혔다.
-
인공지능이 무기 된 시대, 중점 육성할 3가지 AI 기술은
인공지능(AI) 기술이 국가안보에도 중대한 영향을 미치는 상황에 우리나라가 대응해 필수적인 AI 기술을 중점 육성해야 한다는 제언이 나왔다. 24일 학계에 따르면 소프트웨어정책연구소가 최근 펴낸 '국가안보를 위한 인공지능과 3대 전략 기술'보고서는 우리 정부가 보호·육성해야 할 AI 기술로 ▲ 지능형 반도체 ▲ 자율무기 ▲ 생성적 적대 신경망(GAN) 등 3가지를 제시했다.
-
UNIST, 빛 없이도 오염물 제거·살균하는 광촉매 개발
울산과학기술원(UNIST)은 빛 없이도 화학반응을 일으키는 새로운 광촉매 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. UNIST에 따르면 신소재공학과 신형준 교수 연구팀은 기존 이산화 티타늄 광촉매 위에 탄소나노소재를 증착시킨 형태로 광촉매를 설계해 햇빛이 없을 때도 유기 오염물질 제거·살균 효과가 있는 광촉매를 개발했다. 광촉매가 물을 분해해 만드는 수산화 라디칼은 미세플라스틱, 폐염료 등 유기 오염물질 분해와 살균 효과가 있어 폐수 처리나 공기 정화 기수에 사용할 수 있다.
-
누리호 2차 발사 6월 15일…이번엔 실제 위성 싣고 우주로
과학기술정보통신부(과기정통부)는 25일 '누리호 발사관리위원회'를 열어 한국형발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)의 2차 발사일을 6월 15일로 확정했다고 밝혔다. 다만 기상 등에 따른 일정 변경 가능성을 고려해 발사예비일을 내달 16∼23일로 설정했다. 정확한 발사시각은 발사 당일에 2차례 열릴 발사관리위원회에서 확정되며, 시간대는 지난 1차 발사(2021년 10월 21일 오후 5시)와 비슷하게 오후 3∼5시 사이에 이뤄질 것으로 전망된다.
-
기초과학지원연 “나노미세먼지가 더 허파 깊숙이 침투 확인”
미세먼지 중에서도 가장 입자가 작은 나노미세먼지가 허파에 깊숙이 침투해 오래 머무르면서 영향을 끼친다는 연구결과가 나왔다. 23일 한국기초과학지원연구원(KBSI)에 따르면 바이오융합연구부 홍관수·박혜선 박사 연구팀은 형광 이미징이 가능한 초미세·나노미세먼지 모델입자를 제작해 생체에 주입한 뒤 최대 한 달 동안 장기별 이동 경로와 세포 수준에서의 미세먼지 축적량을 비교·분석했다.
-
5G·양자암호통신 등 정보보안 표준 4건, 국제표준 사전채택
과학기술정보통신부 국립전파연구원은 국제전기통신연합 전기통신표준화부문(ITU-T) 정보보호 연구반(SG17) 회의에서 우리나라 주도로 개발한 표준 4건이 사전 채택됐다고 23일 밝혔다.
-
“가장 많은 생체지표를 가장 적은 비용으로 가장 빨리 탐지”
한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 장재범 교수와 전기및전자공학과 윤영규 교수 연구팀이 기존보다 5배 더 많은 단백질 바이오마커(생체지표)를 동시에 찾아낼 수 있는 '멀티 마커 동시 탐지 기술'을 개발했다고 23일 밝혔다. 한 번에 15∼20개 단백질 마커를 동시에 탐지할 수 있는 피카소(PICASSO) 기술은 동시 탐지 기술 가운데 가장 많은 수의 단백질 마커를 가장 저렴한 비용으로, 가장 빨리 탐지한다.