국내 연구진이 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 중증 환자와 경증 환자를 쉽게 판별할 수 있는 바이오 표시물(마커)을 발견했다.

KAIST는 의과학대학원 이흥규 교수 연구팀이 '호중구'와 '당질코르티코이드'의 연관성을 규명해 코로나19의 중증도를 결정짓는 인자를 발견했다고 7일 밝혔다.

호중구(neutrophil)는 혈액 내 전체 백혈구 중 50~70%를 차지하는 선천 면역세포로, 세균이나 곰팡이 감염 등에 대응한다.

면역반응을 억제하는 호르몬으로도 알려진 당질코르티코이드(glucocorticoid)는 콩팥 근처 부신 겉질에서 생성되는 호르몬으로 다양한 신체 기능 조절에 관여한다. 글루코코르티코이드라도고 한다.

중증 코로나19 환자들은 급성 호흡곤란 증후군의 증상을 보이고 특히 폐 조직의 심한 손상이 관찰된다. 호중구 등 다양한 면역세포들이 바이러스 감염으로부터 숙주를 보호키 위해 면역반응을 보이지만 사이토카인 폭풍(과잉 염증반응)처럼 과도한 면역반응으로 오히려 장기를 손상시킬 수도 있다.

이번 연구에서 이 교수팀은 유전자 발현 옴니버스(GEO)에 공개된 코로나19 감염 경증 및 중증 환자의 기관지 폐포 세척액에 존재하는 단일세포 유전 정보를 분석했다.

분석 결과, 그동안 곰팡이나 세균 감염에서만 중요성이 알려졌고 바이러스 감염 시에는 상대적으로 중요성이 알려지지 않았던 호중구의 과활성화로 인해 중증 코로나19가 발생한다는 사실이 확인됐다.

또 연구팀은 대식세포 등의 골수 유래 면역세포 내에서 발현하는 CXCL8과 같은 케모카인(저분자 단백질)에 의해 호중구 유입이 증가한다는 사실도 규명했다.

이를 통해 연구팀은 골수에서 유래한 면역세포 내의 당질코르티코이드 수용체 발현에 따라 CXCL8의 생성이 조절받고 결국 호중구의 유입 및 활성도와 연관된다는 사실을 밝혀냈다.

이 교수는 "중증 환자 폐 세척액에서 더 높은 CXCL8 케모카인 발현과 호중구 유입이 관찰됐고 중환자는 경환자에 비해 낮은 당질코르티코이드 수용체 발현을 보였다"며 "이번 연구는 코로나19의 중증도를 결정하는 바이오 마커를 발굴한 것 뿐만 아니라 덱사메타손 등 당질코르티코이드 억제제를 활용해 중증도를 개선할 치료제 개발에 단초를 제공한 것"이라고 말했다.

KAIST 의과학대학원 박장현 석박사통합과정 대학원생이 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제면역학회연합에서 발간하는 면역학 전문 학술지인 '프론티어스 인 이뮤놀로지(Frontiers in Immunology)' 온라인판에 지난달 28일자로 게재됐다. (논문명:Re-analysis of Single Cell Transcriptome Reveals That the NR3C1-CXCL8-Neutrophil Axis Determines the Severity of COVID-19)

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