과잉 염증반응은 면역 물질인 사이토카인이 과다하게 분비돼 정상 세포를 공격하며 나타난다.

대부분의 코로나19 환자들은 경증 질환만을 앓고 자연적으로 회복되는 경우가 많으나 사이토카인 폭풍으로 인한 중증 환자들은 심한 경우 사망에 이른다.

그러나 어떤 이유에서 과잉 염증반응이 일어나는지 구체적인 원인은알려지지 않아 중증환자 치료에 많은 어려움을 겪고 있다.

이에 공동연구팀은 중증 및 경증 코로나19 환자로부터 혈액을 얻은 후 면역세포들을 분리하고 단일 세포 유전자발현 분석이라는 최신 연구기법을 적용해 그 특성을 상세히 분석했다.

그 결과 중증 또는 경증을 막론하고 코로나19 환자의 면역세포에서 염증성 사이토카인의 일종인 종양괴사인자(TNF)와 인터류킨-1(IL-1)이 공통으로 나타나는 현상을 발견했다. 

특히 중증과 경증 환자를 비교 분석한 결과, 인터페론(interferon)이라는 사이토카인 반응이 중증 환자에게서만 특징적으로 강하게 나타났다.

지금까지 인터페론은 항바이러스 작용을 하는 소위 착한 사이토카인으로 알려져 있었지만 해당 물질이 코로나 환자에게는 오히려 과도한 염증반응을 촉발하는 원인이 될 수 있는 것이다.

연구팀은 코로나19 중증 환자의 과잉 염증반응 완화를 위해 현재 스테로이드제와 같은 비특이적 항염증 약물이 사용하고 있는데, 이번 연구 성과를 계기로 인터페론을 표적으로 하는 새로운 치료방법도 고려될 수 있다고 전했다.

이와 함께 중증 코로나19 환자의 과잉 염증반응을 완화해 환자 생존율을 높일 수 있는 약물을 시험관 내에서 효율적으로 검색하고 발굴하는 후속연구를 진행 중이다.

이번 연구를 주도한 KAIST 의과학대학원 이정석 연구원(내과 전문의)은 “코로나19 중증 환자의 의료적 문제를 해결하기 위해 이번 연구를 긴박하게 시작했다"며 "서울아산병원과 세브란스병원·충북대병원의 적극적인 지원에 힘입어 불과 3개월 만에 마칠 수 있게 됐다”고 설명했다.

한편, 이번 연구는 삼성미래기술육성재단과 서경배과학재단의 지원을 받아 수행됐다.