코로나19 사망률 높이는 유전자 발견

이상준 UNIST 교수팀 연구

코로나19 바이러스의 전신 염증 유발 기전. UNIST 제공

신종 코로나바이러스 감염증(COVID19·코로나19)에 감염된 환자를 사망에 이르게 하는 결정적 유전자가 발견됐다.

울산과학기술원(UNIST)은 이상준 생명과학과 교수 연구팀이 ‘선천 면역 센서’로 알려진 ‘ZBP1’ 유전자가 코로나19 환자의 사망률을 높인다는 사실을 알아냈다고 21일 밝혔다. 연구 관련 논문은 국제학술지 ‘사이언스 이뮤놀로지’에 5월 게재됐다.

연구팀이 발견한 ZBP1 유전자는 세포 속에 침투한 바이러스를 인지하고 면역 단백질인 사이토카인을 만들라는 신호를 주는 역할을 한다. 코로나19 바이러스가 침투한 경우 사이토카인이 과하게 만들어진다. 사이토카인이 너무 많아지면 동시다발적인 염증성 세포 사멸이 발생한다. 이런 세포 사멸은 전신 염증인 '사이토카인 폭풍'을 일으켜 결국 사망을 유발하게 된다.

연구팀은 코로나19 바이러스에 감염된 대식세포의 유전자를 제거하는 유전자 가위 기술을 이용해 ZBP1 유전자를 찾았다. 이 유전자가 존재하는 대식세포는 코로나19 바이러스 감염에 의한 사이토카인 폭풍으로 사멸했지만 유전자를 제거한 대식세포는 코로나19 바이러스에 감염되어도 사멸하지 않았다.

이상준 교수는 “면역세포는 병원체와 싸우는 중요한 역할을 하지만 잘못하면 스스로 공격하는 ‘양날의 검’으로 면역세포 활성화의 균형이 중요하다”며 “이번 연구는 어떤 선천 면역 센서가 균형을 깨고 사이토카인 폭풍과 사망을 일으키는지 규명했다"고 밝혔다.

연구팀은 또 바이러스 치료에 흔하게 사용하는 ‘인터페론(IFN) 요법’이 코로나19 환자에게는 잘 통하지 않는 이유도 찾아냈다. 인터페른은 면역 센서가 바이러스 등을 인지한 다음에 분비되는 면역물질이다. 연구팀에 따르면 인터페론은 ZBP1 유전자를 강력하게 발현시켜 염증성 세포 사멸과 사이토카인 폭풍을 유도하는 것으로 나타났다.

코로나19 바이러스에 감염된 소동물 실험에서도 인터페론과 ZBP1 유전자의 관련성이 입증됐다. ZBP1 유전자가 있는 상태에서 인터페론을 주입한 경우만 소동물이 모두 사망한 것이다. 두 조건 중 하나만 주어지면 소동물이 모두 사망하지는 않았다. 

이 교수는 “ZBP1 유전자의 발현을 조절할 수 있다면 면역세포의 활성화 균형을 맞춰 코로나19 환자를 치료하는 새로운 약물을 만들 수 있다”며 “이 방식은 우리 몸이 가진 면역체계를 조절해 면역 염증반응을 막는 것이므로 어떤 바이러스에 감염돼도 치료 가능한 범용성을 가질 수 있을 것”이라고 말했다.

[박정연 기자 hesse@donga.com]