고령층, 코로나에 '치명상' 이유보니..믿었던 '면역의 배신'

기초과학연구원, 페렛 동물실험으로 원인 규명"고연령, 면역세포 과활성화로 심각한 염증 유발"

코로나19(COVID-19) / 사진=이미지투데이

국내 연구진이 동물실험을 통해 고령층에게 코로나19(COVID-19)가 치명적인 이유를 입증했다. 면역 세포 과(過)발현으로 심각한 염증이 유발되기 때문이다. 그동안 경험적으로 고령층이 코로나19에 취약하다는 사실을 알았지만, 이를 실험으로 입증한 건 이번이 처음이다.

기초과학연구원(IBS)은 최영기 한국바이러스기초연구소장 연구팀이 고연령 코로나19 감염자의 중증도와 전파율이 저연령 감염자보다 높은 사실을 동물실험으로 입증했다고 12일 밝혔다.

연구진은 동물모델 페렛을 3개 연령 그룹(6개월 이하, 1년 이상 2년 이하, 3년 이상)으로 나눠 연구를 진행했다. 페렛은 사람과 호흡기 구조가 유사해 인체에서 나타나는 임상 증상(발열·재채기·콧물 등) 관찰에 유용한 동물이다.

페렛에 코로나19를 감염시킨 결과, 저연령 페렛은 병원성·증식성이 낮아 밀접 접촉한 다른 동물에 바이러스를 전파하지 못했다. 반면 고연령 페렛은 증식성이 높아 다른 동물로의 전파율이 매우 높았다. 폐에서 바이러스 RNA(리보핵산) 양성 세포가 다수 검출되고, 중증 폐병변이 나타나는 등 중증도도 높았다.

연구진은 RNA 염기서열분석(RNA sequencing)을 통해 감염된 폐 조직의 유전자 발현 양상을 분석했다. 저연령 페렛은 빠른 면역 반응 후 조직재생을 위한 다양한 유전자를 발현했다. 하지만 고연령 페렛은 감염 초기부터 염증성 사이토카인 발현이 나타났고, 결국 면역세포가 과(過)활성해 심각한 염증을 유도했다. 사이토카인은 면역세포가 분비하는 단백질인데, 과잉 분비되면 병원체뿐만 아니라 정상 세포까지 공격하여 장기 조직을 마비시킨다.

연구진은 또 감염 초기 제 I형 인터페론(IFN-1)과 M1 대식세포의 과활성이 고령층에서 중증 질환을 일으키는 핵심 인자임을 밝혀냈다.

최영기 소장은 "숙주 연령에 따라 코로나19의 병원성과 전파율이 큰 차이가 있음을 실험을 통해 최초 증명한 것"이라면서 "이번 연구는 향후 중증·고령환자의 맞춤형 코로나19 치료에 기여할 수 있다"고 설명했다.

이번 연구 성과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인판에 게재됐다.

a) 코로나19에 감염된 연령별 (G1: 6개월령 이하, G2: 1년이상 2년이하, G3: 3년이상) 페렛이 정상 페렛에 전파하는 양상. b·c) 연령별 감염 페렛과 접촉한 정상 페렛의 바이러스 감염 12일째에 항체생성 여부를 측정. G2와 G3와 접촉시킨 페렛에선 중화항체가 생성됐지만, G1과 접촉시킨 페렛에선 중화항체가 생성되지 않았다. / 사진제공=기초과학연구원(IBS)

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김인한 기자 science.inhan@mt.co.kr

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