뇌수막염에 취약한 영유아… "원인은 면역장벽"

IBS는 영유아가 뇌수막염에 취약한 원인이 바이러스 감염으로부터 뇌를 보호하는 뇌수막 대식세포의 미성숙과 연관성이 있다는 사실을 밝혀냈다. 사진은 뇌수막염 바이러의 이동 경로인 경막 정맥동혈관 주변으로 늘어나는 대식세포의 역할 IBS 제공

고규영 IBS 혈관 연구단장(공동교신저자)

국내 연구진이 성인보다 영유아가 뇌수막염에 취약한 원인을 찾아냈다. 성인에 비해 미성숙된 뇌수막 면역세포가 뇌에 바이러스 침입 시 방어 역할을 제대로 하지 못해 영유아 발병률이 높은 것으로 나타났다.

기초과학연구원(IBS)은 고규영 혈관 연구단장(KAIST 의과학대학원 특훈교수)과 김영찬 연구원(서울대병원 내과 전임의), 안지훈 선임연구원 연구팀은 영유아가 뇌수막염에 취약한 원인이 미성숙한 뇌수막 면역장벽에 있다는 사실을 규명했다고 10일 밝혔다.

뇌 수막염은 뇌에 직접적인 염증을 일으키는 뇌염으로 진행되는데, 영유아의 경우 뇌수막염 사망률이 15%에 달한다. 생존하더라도 다양한 신경학적 후유증이 남아 정상적인 생활이 어렵기도 하다.

뇌수막염은 바이러스, 세균, 진균에 의해 감염되는 것으로 알려져 있으나, 혈액을 통해 인체 내부로 침투한 감염원이 어떻게 뇌수막이나 뇌까기 도달하는지에 대해서는 명확하게 알려져 있지 않다. 또한 영유아에서 치명적인 뇌수막염을 일으키는 원인균은 보통 성인에게 뇌수막염을 일으키지 않는데, 그 원인은 수수께끼로 남아 있었다. 뇌수막은 외부에서 뇌로 유해물질 침입을 차단하고, 이상 면역반응이 일어나지 않도록 면역세포 이동이 특정 관문을 통해 이뤄지도록 보호하는 관문 역할을 하는 중추신경계 경계를 일컫는다.

연구팀은 중추신경계 경계 부위의 세부 조직인 경막, 연질막, 맥락막총의 특성을 비교해 뇌수막의 가장 바깥 부분인 경막이 감염에 취약한 조직임을 확인했다. 또한 경막에 있는 정맥동혈관이 뇌수막염 바이러스의 이동경로라는 것을 밝혀냈다.

이어 뇌수막염 바이러스 감염 생쥐 모델을 분석해 어른 생쥐(생후 28일)에서는 바이러스 감염이 뇌수막으로 진행되지 않은 반면 새끼 생쥐(생후 7일)에서는 뇌수막염 바이러스가 경막의 정맥동혈관에서 뇌로 퍼지면서 염증이 악화되고, 생존율이 10%로 떨어지는 것을 확인했다.

경막 내 면역세포에 따라 성인과 영유아 뇌수막염 감염 차이가 발생했다는 것을 의미한다. 연구팀은 면역세포에 대한 유전자 분석법을 통해 새끼 생쥐에서 어른 생쥐에 비해 성숙한 면역세포가 다양하게 관찰되지 않음을 확인했다. 아울러, 유전자 변형 생쥐 모델을 통해 경막 대식세포가 바이러스 감염으로부터 뇌를 보호하는 핵심 역할을 하고, 새끼 생쥐에서 대식세포가 결핍돼 있는 것도 알아냈다.

이와 함께 대식세포들이 혈류를 타고 경막 정맥동혈관을 통해 경막 조직으로 이동하고, 면역세포 이동을 촉진하는 세포접합단백질이 대식세포를 경막 정맥동혈관 주변으로 모여들게 한다는 사실도 밝혀냈다.

김영찬 연구원은 "영유아에서 뇌수막염이 치명적인 이유가 뇌수막 정맥동혈관 주변 면역세포가 바이러스 감염 보호에 중요한 역할을 한다는 것을 발견한 연구"라며 "뇌수막 면역개선을 통해 바이러스성 뇌수막염의 예방과 치료에 대한 새로운 방향을 제시했다는 데 의미가 크다"고 말했다.

이 연구결과는 국제 학술지 '사이언스 이뮤놀로지(지난 7일자)' 표지논문으로 선정됐고, 온라인에 게재됐다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr