면역 반응에 따라 중증 질환으로 발전 여부 달려
'시토카인 폭풍' 이후 면역 체계가 숙주도 공격해
[서울=뉴스핌] 김사헌 기자 = 코로나19(COVID-19)의 치명적인 특징은 바로 인체 면역 체계와의 상호작용에 있다는 것이 알려지고 있다.
이제까지 코로나19에 감염된 환자 다수가 증상이 경미한 것으로 확인되면서 독감보다도 우려가 낮은 질병이 아닌가 하는 의견이 나온다. 하지만 어떤 사람은 치명적인 폐렴으로 강력한 의료적 대처에도 불구하고 빠르게 사망하고, 그 사망율이 독감보다 수십배 높기 때문에 공포스러운 대상인 것은 분명해 보인다.
이 새로운 코로나바이러스가 어떻게 사람을 아프게 하는지, 또 왜 어떤 사람들은 사망하는지 잘 알려져 있지 않기 때문에 의문이 증폭되고, 잘못된 대처 방안이나 그릇된 정보가 넘쳐나는 것이 현실이다. 미국 바이러스학자들은 인체의 면역 반응이 바이러스 손상과 상호작용하는 방식이 치명적인 결과를 낳는 기전이라고 설명한다.
 |
| [서울=뉴스핌] 김사헌 기자 = 이 전송 전자현미경 사진은 미국 환자로부터 분리해 연구실에서 배양한 코로나19(COVID-19) 감염증을 일으키는 바이러스인 사스-CoV-2(SARS-Cov-2)가 세포 표면 위로 등장한 모습을 보여준다. 바이러스 입자의 바같 가장자리에 돌출한 돌기들은 '왕관과 같은' 코로나바이러스의 이름을 부여한다. [사진=NIAID-RML] 2020.02.24 herra79@newspim.com |
현재 알려진 바로는 코로나19 바이러스로 인한 감염자의 2% 내외가 사망한다. 이 바이러스가 어떤 방식으로 왜 사람을 사망에 이르게 하는지 정확하게 밝혀진 것은 없지만, 과거 급성호흡기증후군(사스, SARS)과 중동호흡기증후군(메르스, MERS) 사태의 경험 등에서 알려진 정보를 토대로 한다면, 바이러스와 사람의 면역체계 간의 상호작용에 따라 치명적인 사례가 발생하는 것으로 보인다는 것이 미국 의료과학자들의 일치되는 견해다.
23일자 워싱턴포스트(WP)는 미국 의학전문가들의 의견을 빌어 "[코로나]바이러스는 모든 경우에 세포를 공격하고 죽이지만 숙주가 심각한 질병을 앓게 되는 것은 사람의 면역 체계가 어떻게 반응하는가에 달려 있으며, 이는 또한 환자의 나이와 성별, 유전적인 특징 그리고 기초질환 여부에 영향을 받을 수 있다"고 전했다.
바이러스에 의한 초기 손상 이후 면역 체계 자체가 강력하고 역효과적인 과민 반응을 보일 수 있다는 데 주목해야 한다는 것이다.
WP가 인용한 메릴랜드대 의과대학의 바이러스학자인 매슈 프리먼 박사는 "초기에는 손상에 따른 염증성 세포가 급격히 늘어나는 정도이지만, 손상이 대규모화하면 인체 면역 반응이 압도적이게 되어 더욱 거센 면역 반응, 더 많은 면역 세포 그리고 이어서 더 많은 손상이 발생하게 된다"고 설명했다.
설명에 따르면, 코로나바이러스는 이에 감염된 사람이 재채기를 하거나 기침을 할 때 쏟아져 나온 방울 속에 섞여서 공기 중으로 혹은 표면을 통해 건강한 사람들에게 알게 모르게 전염된다. 감염된 순간 바이러스는 기도에 늘어선 머리카락 구조처럼 둘러싸인 세포들 안에서 증식하기 시작한다. 감기를 유발하는 코로나바이러스는 상부기도 감염에 탁월한 반면, 사스(SARS) 바이러스의 경우 폐의 하부로 더 깊이 들어가는 경향이 있다. 코로나바이러스가 힘을 얻게 되면, 죽은 세포들이 떨어져나와 기도에 모이게 되면서 호흡을 곤란하게 만든다.
 |
| [서울=뉴스핌] 김사헌 기자 = 이 전자현미경 스캔 사진은 미국의 환자로부터 분리해 연구실에서 배양한, 세포(파랑/분홍) 표면 위로 등장한 코로나19(COVID-19) 감영증을 일으키는 '사스-코로나바이러스-2'(SARS-CoV-2)(노랑)를 보여준다. [사진=NIAID-RML] 2020.02.24 herra79@newspim.com |
또다른 바이러스학자인 캔자스대학의 앤서니 페어 교수는 "바이러스가 너무 빨리 복제되거나 이에 대한 인체 면역 반응이 실패하거나 너무 늦게 되거나 하면, 바이러스를 통제할 수 없어 흥분해 날뛰는 상태가 된다"고 설명했다.
과학자들은 이런 상태를 '시토카인 폭풍(cytokine storm)'이라고 부르는데, 이렇게 되면 몸의 면역 체계가 폐로 전투할 준비가 된 세포를 보내기 시작한다. 바로 그 시점에서는 사람의 인체에 손상을 주는 것은 바이러스 만이 아니다. 감염된 사람, 의학적인 용어로는 '숙주(host)'에게 면역 체계가 피해를 주는 것이다.
미국 하버드의과대햑 메사추세츠종합병원의 에리카 S. 세노이 감염병 전문학자는 "다른 호흡기 바이러스들의 사례를 보면 바이러스가 기도에 손상을 주는 것과 2차 감염 그리고 숙주의 면역 반응이 결합되어 나타난다"고 이러한 피해 양상을 설명했다.
면역 체계와 호흡기 질환 사이의 부조화를 일으키는 일반적인 위험 요인에는 고령이나 당뇨 및 고혈압과 같은 만성 기저질환 등이 포함된다. 아직 어떤 요인이 가장 취약한지는 연구자들이 필사적으로 알아내려는 중이다.
앞서 캔자스대학의 페어 교수는 "사람마다 모두 다르다"고 했다. 젊은 사람과 나이 든 사람, 남성과 여성의 면역 체계가 반응하는 방식에 차이가 있다는 것이다. 그는 "각 개인이 어떻게 이 바이러스 때문에 사망하거나 혹은 바이러스를 이기고 생존했다고 설명할 때, 너무 많은 역학관계가 작동한다"고 말했다.
바이러스로 인한 문제들이 누적될 수도 있다. 텍사스대 의학부의 바이러스학자인 비닛 메나체리 교수는 이번 코로나바이러스가 앞서 사스 때와 유사하게 작동할 수도 있다고 의심한다. 바이러스가 폐 깊숙히 침투하면서 허파꽈리(폐포)에 손상을 주고, 세포 손상이 증가하면서 폐 조직이 경직되기 시작하면 심장이 제한된 산소를 장기로 보내기 위해 훨씬 더 힘들게 움직여야 하는 상태가 된다는 것이다. 메나체리 교수는 "이번 새로운 바이러스가 타격이 큰 것은 폐 기능을 잃게 되기 때문이며, 이것이 신체 모든 장기에 부담을 주게 된다"고 주장했다.
한편, 회복한 환자의 면역 체계 반응은 염증이 줄어들면서 바이러스를 제거하는 방식으로 제대로 작동했지만, 의학전문가들은 이들이 장기적으로 면역력을 얻을 수 있는지에 대해서도 알지 못한다.
회복된 환자는 면역력을 얻고 재감염을 방어할 수도 있지만, 나중에 좀더 약한 감염증을 앓을 수도 있고 아예 면역 보호를 전혀 받지 못할 수도 있다. 일시적으로만 면역력을 얻을 수도 있다. 이런 점이 코로나바이러스에 대해 아직 해결하지 못한 질문들이다.
herra79@newspim.com
