호흡기 바이러스 감염 환자에서 중복감염을 예방해 사망률을 낮출 연구 결과가 나왔다.
연세대학교 의과대학 의생명과학부 유지환·정연욱 교수, 문성민 연구원 연구팀은 바이러스 감염 시 호흡기관 표면 세포에서 비정상적으로 증가하는 수용체가 체내 중복감염을 유발하며, 이를 억제하면 세균 중복감염이 일으키는 균혈증으로 인한 전신 감염 사망률을 최대 55% 낮출 수 있다고 17일 밝혔다.
호흡기관인 코, 목, 폐 등의 가장 표면에 있는 ‘호흡기 상피세포’는 외부 자극, 유해물질 등으로부터 신체를 보호하는 장벽기능을 한다. 또한, 병원균을 감지하면 다양한 면역세포를 활성화해 후천면역 반응을 촉진하기도 한다.
이런 호흡기 상피세포마저 감염될 경우 면역 기능에 이상이 생긴다. 숙주를 이용해 번식하는 바이러스는 호흡기 상피세포 표면에서 세포 수용체의 정상적 발현을 방해하고, 장벽기능을 떨어뜨린다. 바이러스는 이와 같은 방식으로 호흡기 상피세포의 방어 기전을 해치면서 호흡기 질환에서 나아가 한 번 더 감염을 유발하는 중복감염을 발생시킨다.
황색포도상구균이 그 대표적인 예로, 호흡기관에 붙어(attachment) 기생하다가 다른 호흡기 바이러스에 감염돼 면역력이 떨어진 환자, 면역력이 약한 영·유아, 노인에서 폐렴, 균혈증 등의 중복감염을 일으킨다.
중복감염을 치료하기 위한 항생제는 계속 개발되고 있지만, 항생제에 내성을 보이는 세균도 계속 증가해 근본적인 치료법은 요원한 상태다.
연구팀은 인플루엔자 바이러스와 황색포도상구균을 이용해 호흡기 상피세포로 인한 중복감염 기전을 확인했다. 인플루엔자 바이러스에만 감염된 마우스 A군과 인플루엔자 바이러스 감염과 함께 호흡기 상피세포에 황색포도상구균을 부착한 마우스 B군을 대상으로 염증 정도와 생존율을 비교했다.
그 결과 B군의 염증 정도가 더 심할 뿐 아니라 생존율도 낮았다. B군의 호흡기 상피세포를 분석해보니 세포 수용체 CD47의 발현이 비정상적으로 증가했다. CD47은 장벽기능을 담당하는 단백질의 발현은 감소시키면서 면역기능을 떨어뜨리고, 황색포도상구균의 호흡기 상피세포 부착률을 높였다.
CD47이 유발한 황색포도상구균의 부착률 증가는 세균이 세포 내로 침입하는 정도도 늘렸다. 이에 따라 B군 마우스의 혈액에 세균이 침투하는 균혈증이 발생해 전신 감염이 생기면서 생존율이 급격히 떨어졌다.
연구팀이 CD47을 억제한 결과 염증 반응은 최대 45%, 중복감염이 유발하는 균혈증으로 인한 사망률은 최대 55% 감소하는 것을 확인했다.
유지환 교수는 “호흡기 바이러스 감염에 더해 중복감염이 일어나는 기전을 확인했다”며 “이번 연구 결과를 기반으로 면역력이 약한 영‧유아, 노인들에서 특정 세포 수용체를 조기에 억제하면 세균 중복감염으로 인한 2차 피해를 줄일 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈 (Nature communications, IF 16.6)’ 최신호에 실렸다.
