국내 연구진 코로나19 고령층에 치명적인 이유 밝혀내

IBS 바이러스기초연구소, 고령일수록 높은 병원성 및 전파율 입증

감염 초기 제 I형 인터페론·M1 대식세포 과활성이 중증 요인

[대전=뉴시스] 감염된 폐 조직에서 코로나19바이러스 RNA 검출(노란색 화살표) 비교. 정상 페렛의 폐(b)에서는 검출되지 않는 바이러스 RNA 양성세포가 고령 페렛일수록 다수 검출되는 양상을 보인다.(G1:6개월령 이하, G2:1년 이상 2년이하, G3:3년 이상). *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 코로나19가 고령층에 치명적인 사실을 과학적으로 증명했다.

기초과학연구원(IBS)은 한국바이러스기초연구소 신변종바이러스연구센터 최영기 센터장팀이 고연령 코로나19 감염자의 중증도와 전파율이 저연령 감염자보다 높다는 사실을 동물실험으로 입증했다고 12일 밝혔다.

이번 실험에서 연구진은 코로나19 바이러스에 감염시킨 동물모델 페렛(족제비과 포유류)을 6개월 이하, 1년 이상 2년 이하, 3년 이상의 3개 연령 그룹으로 나눠 병원성을 비교 분석했다.

분석 결과, 저연령 페렛은 병원성과 증식성이 낮아 밀접 접촉한 다른 동물로의 전파원이 되지 못했다.

반면 고연령 페렛은 증식성이 높아 다른 동물로의 전파율이 매우 높게 나타났으며 폐에서 바이러스 RNA 양성 세포가 다수 검출됐고 중증 폐병변이 나타나는 등 중증도도 높았다.

이어 연구팀은 정확한 원인 파악을 위해 RNA 염기서열분석(RNA sequencing) 기법으로 감염된 폐 조직의 유전자 발현 양상을 분석, 저연령 페렛에서 빠른 면역 반응 후 조직재생을 위한 다양한 유전자 발현 증가를 확인했다.

[대전=뉴시스] (a)코로나19에 감염된 연령별 페렛의 바이러스 전파양상 분석. G2와 G3의 페렛과 접촉한지 3일째에 바이러스가 전파돼 높은 역가로 증식했으나 어린 그룹인 G1에서는 낮은 역가를 보이며 접촉 7일째에는 바이러스가 검출되지 않았다. *재판매 및 DB 금지

하지만 고연령 페렛에서는 감염 초기부터 염증성 사이토카인 발현이 현저히 증가하고 면역세포(대식세포·자연살해세포 등)가 과활성돼 심각한 염증이 유발됐다.

사이토카인(Cytokine)은 신체의 방어체계를 제어하고 자극하는 신호물질로 사용되는 당단백질이다. 과도하게 발현하면 바이러스 뿐 아니라 정상세포까지 공격하는 '사이토카인 폭풍(cytokine storm)'이 발생한다.

이는 중증을 겪거나 사망한 코로나19 환자에서 나타나는 면역학적 변화와 매우 유사하다.

특히 연구진은 중증 환자와 고연령 페렛의 유전체를 비교분석해 감염 초기 제 I형 인터페론(사이토카인)과 M1 대식세포의 과활성이 고령층에서 중증 질환을 일으키는 요인임을 밝혔다.

또 고령층은 어린이와 청소년에 비해 바이러스 전파율과 병원성이 모두 높게 나타난다는 사실도 입증했다.

이번 연구성과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications, IF 14.919) 온라인판에 지난 10일 게재됐다.(논문명:Age-dependent pathogenic characteristics of SARS-CoV-2 infection in ferrets)

최영기 센터장은 "숙주 연령에 따라 코로나19 바이러스의 병원성과 전파율이 큰 차이가 있음을 실험을 통해 최초로 증명했다"며 "이런 결과는 중증 및 고령환자에서의 맞춤형 코로나19 치료제 개발을 앞당길 것으로 기대한다"고 말했다.


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