[메디게이트뉴스 박도영 기자] 사이토카인 폭풍을 경험한 코로나19(COVID-19) 환자는 장기 면역 발달에 어려움이 있을 수 있다는 연구결과가 나왔다.

미국 하버드대학 연구팀은 일부 사이토카인 수치가 높은 코로나19 감염인에서는 면역 반응을 지속시키는데 필요한 B세포 유형이 거의 만들어지지 않는 것이 관찰됐다고 19일 국제학술지 셀(Cell)에 발표했다.

공동저자인 하버드의대 쉬브 필라이(Shiv Pillai) 교수는 "항체가 시간이 지남에 따라 감소하기 때문에 코로나19에 대한 면역력이 지속되지 않는다는 연구를 많이 봤다"면서 "이 연구는 면역 반응의 질이 왜 낮은지 설명하는 메커니즘을 제공한다"고 밝혔다.

연구팀은 항체를 생산하는 면역세포인 B세포가 분화하는 림프절과 비장 내 부위인 배중심(germinal centers)에 집중했다. 감염원에 대한 면역력을 구축하려면 항체 유전자의 분화와 변화가 필요하다.

공동저자인 하버드대 병리학과 로버트 파데라(Robert Padera) 교수는 "질병에 걸린 직후 사망한 환자 일부를 포함해 코로나19로 사망한 환자의 림프절과 비장을 살펴본 결과 이러한 배중심 구조가 형성되지 않았음을 확인했고, 우리는 그 이유를 파악하기로 결정했다"고 연구 배경을 설명했다.

새로운 질병이기 때문에 연구를 시작할 당시 코로나19 감염을 연구하기 위한 동물 모델을 구할 수 없었다. 대신 연구팀은 사이토카인 폭풍 증후군을 유발하는 다른 감염 마우스 모델(말라리아 모델과 배중심이 손실된 세균 감염 중 하나)에 대한 이전 연구를 통해 인사이트를 얻었다.

많은 수의 면역세포가 사이토카인을 방출하면 염증이 증가하고 이로인해 더 많은 면역세포가 활성화되는 피드백 고리(feedback loop)가 생성되는데, 이를 사이토카인 폭풍(cytokine storm)이라 한다.

중증 코로나19 환자에서 가장 많이 분비되는 사이토카인 중 하나는 TNF다. 감염된 마우스에서 TNF는 배중심 형성을 차단하는 것으로 나타났다. 이전 사이토카인 폭풍 모델에서 TNF를 차단하는 항체를 투여하거나 그들의 TNF 유전자를 삭제했을 때 배중심이 형성될 수 있었다. 연구팀은 질병으로 사망한 환자의 림프절을 연구했을 때 이 기관에서 높은 수준의 TNF를 발견했다. 이를 통해 TNF가 코로나19 환자에게도 배중심 형성을 막을 수 있다는 결론을 내렸다.

필라이 교수는 "연구에 따르면 이러한 배중심 부족은 사스(SARS) 감염과 함께 발생한다. 심지어 이 현상은 일부 에볼라 환자에게서도 발생한다고 생각하기 때문에 놀랍지는 않았다"고 말했다.

또한 연구팀은 다른 단계에 있는 코로나19 활동성 감염 환자들의 혈액과 림프 조직을 연구했다. 그 결과 배중심이 형성되지 않았음에도 B세포가 여전히 활성화돼 혈액에 나타났고, 이는 환자들이 일부 중화항체를 만들 수 있게 한다는 것을 발견했다. 배중심에서 오는 것이 아닐뿐 면역반응은 있다는 것이다.

필라이 교수는 "배중심이 없으면 항원에 대한 장기 기억이 없다"면서 "감기를 일으키는 다른 코로나바이러스에 대한 연구에서 누군가는 같은 해 같은 코로나바이러스로 3~4회 감염될 수 있음을 시사했다"고 지적했다.

연구팀은 이러한 결과에도 여전히 코로나19 백신이 높은 수준의 사이토카인이 방출되지 않도록 하기 때문에 성공적으로 개발될 수 있다고 믿는다고 했다.