본 기사는 ENN이 전하는 최신 환경뉴스입니다. 앞으로 본지는 ENN은 물론 전세계 환경전문 언론에서 전하는 세계 환경문제도 함께 전달, 보도할 예정입니다. (편집자주)
코의 초기 항바이러스 반응이 코로나19의 경과를 결정할 수 있다
심각한 코로나19로 발전한 환자에게서 초기에 채취한 세포에서는 항바이러스 반응이 약하다는 연구 결과가 나왔다.
[2021년 7월26일 = ENN] 지난 18개월 동안 연구진들은 코로나19와 그 바이러스 원인인 SARS-CoV-2에 대해 많은 것을 배웠다.
연구진들은 바이러스가 코와 입을 통해 어떻게 몸에 들어가 비강의 점액층에서 감염을 시작하는지 알게 되었다.
또한, 상기도에 남아 있는 감염이 대수롭지 않거나 무증상일 가능성이 있지만, 기도를 따라 폐로 진행되는 감염은 훨씬 더 심각하고 치명적인 질병으로 이어질 수 있다는 것을 알고 있다.
그리고 나이, 성별, 비만과 같은 심각한 질병에 대한 일반적인 위험 요소를 확인했다. 그러나 심각한 코로나19의 경과가 언제, 어디서 결정되는지와 같이 아직 답이 없는 질문이 많이 남아 있다.
중증 질환으로 가는 경로는 신체가 경증 질환을 통제하지 못한 후에만 시작되는가, 아니면 훨씬 더 일찍 시작될 수도 있는가?
MGH, MIT 및 Harvard의 Ragon Institute 연구원; MIT와 하버드의 브로드 인스티튜트; 보스턴 아동 병원(BCH); MIT; 미시시피 대학 의료 센터(UMMC)는 심각한 질병으로 가는 이 경로가 예상보다 훨씬 일찍 시작될 수 있는지 궁금해했다 - 아마도 바이러스가 코에 들어갈 때 생성되는 초기 반응에서도 마찬가지였다.
이를 테스트하기 위해 연구진들은 초기 코로나19 진단 당시 환자의 비강 면봉에서 채취한 세포를 연구하여 경증 코로나19에 걸린 환자와 더 심각한 질병으로 진행되어 결국 호흡 지원이 필요한 환자를 비교했다.
그들의 결과에 따르면 심각한 코로나19에 걸린 환자는 가벼운 질병 경과를 가진 환자에 비해 초기 면봉에서 수집한 세포에서 훨씬 더 약한 항바이러스 반응을 나타냈다. 이 연구는 Cell에 발표되었다.
공동선임 저자이며 Broad의 Klarman Cell Observatory, BCH 및 Harvard Medical School의 조교수인. 호세 오르도바스-몬타녜스(José Ordovás-Montañés)는 "질병이 진행됨에 따라 다양한 중증도와 관련된 질병 초기에 채취한 샘플에 뚜렷한 차이가 있는지 알고 싶었다"라고 말했다.
"우리의 연구 결과는 심각한 코로나19의 경과가 초기 감염에 대한 신체의 고유한 항바이러스 반응으로 결정될 수 있음을 시사하며, 심각한 질병을 예방할 수 있는 조기 개입을 위한 새로운 길을 열었다."
감염에 대한 초기 반응을 이해하기 위해 UMMC의 소화기 질환 부서의 Sarah Glover와 그녀의 연구진은 58명에게서 비강 면봉을 수집했다.
35개의 면봉은 진단 당시 코로나19 환자에게서 채취했으며 경증에서 중증까지 다양한 질병 상태를 나타냈다.
17개의 면봉은 건강한 지원자에게서 얻었고 6개는 다른 원인으로 인한 호흡 부전 환자에게서 얻었다. 팀은 각 샘플에서 개별 세포를 분리하고 염기서열을 분석하여 세포가 어떤 종류의 단백질을 만들고 있는지 나타내는 RNA를 찾았다.
세포는 RNA를 명령으로 사용하여 다양한 기능을 수행하고 환경에 반응하기 위해 세포 내에서 사용되는 도구, 기계 및 빌딩 블록과 같은 단백질을 만든다.
연구진들은 세포의 RNA 수집(전사체)을 연구함으로써 특정 시점에 세포가 바이러스 감염과 같은 환경 변화에 어떻게 반응하는지 이해하고 전사체를 사용하여 개별 세포가 SARS-CoV-2와 같은 RNA 바이러스에 감염되었는지 확인할 수도 있다.
이 연구의 공동선임 저자이자 MGH, MIT, Harvard의 Ragon Institute 회원이자 Broad의 연구소 회원인 Alex Shalek 은 개별 세포의 전사체 연구를 전문으로 한다.
그의 연구실은 코로나19 환자의 비강 면봉과 같은 저 입력 임상 샘플에서 수천 개의 단일 세포를 시퀀싱(연속)이라는 혁신적인 접근 방식을 개발하는 데 도움을 주며 결과 데이터를 사용하여 감염에 대한 신체의 조직화한 반응에 대한 고해상도 사진을 생성한다.
"우리의 단일 세포 시퀀싱 접근 방식을 통해 특정 시점의 질병에 대한 신체의 반응을 종합적으로 연구할 수 있다."라고 MIT의 의학 공학 및 과학 연구소, 화학과 및 Koch 통합 암 연구 연구소의 부교수인 Shalek이 말했다.
"이것은 질병의 한 과정을 다른 질병과 구별하는 특징과 그렇지 않은 세포에서 감염된 세포를 체계적으로 탐색할 수 있는 능력을 제공한다. 그런 다음 이 정보를 활용하여 코로나19 및 기타 바이러스 감염에 대한 보다 효과적인 예방 및 치료법 개발을 찾을 수 있다.“
Ordovás-Montañés의 연구실은 상피 세포에서 발견되는 염증 반응과 기억을 전문으로 연구하며 상피는 비강을 따라 늘어서 있고 비강 면봉으로 수집되는 세포의 최상층이다.
Shalek 연구소 및 BCH 응급의학과 수석 부 의사인 Bruce Horwitz와 협력하여 연구자들은 단일 세포 전사체 데이터에서 상피 세포와 면역 세포가 초기 코로나19 감염에 어떻게 반응하는지 조사했다.
첫째, 팀은 인터페론이라고 불리는 단백질 계열에 의해 유도되는 항바이러스 반응이 심각한 코로나19에 걸린 환자에서 훨씬 더 약하다는 것을 발견했다.
둘째, 중증 코로나19 환자는 중증 또는 치명적인 코로나19에서 종종 발견되는 다량의 염증에 이바지하는 면역 세포인 고 염증성 대식세포의 양이 더 많았다.
이 샘플은 코로나19가 환자의 최고 질병 상태에 도달하기 훨씬 전에 채취되었기 때문에, 이 두 발견은 코로나19의 경과가 비강 상피 및 면역 세포의 초기 또는 매우 초기 반응으로 결정될 수 있음을 나타낸다.
강력한 초기 항바이러스 반응이 없으면 바이러스가 더 빨리 퍼질 수 있으며, 상기도에서 하기도로 이동할 수 있는 기회를 증가시키고, 염증성 면역 세포의 모집은 심각한 질병에서 위험한 염증을 유발하는 데 도움이 될 수 있다.
마지막으로, 팀은 또한 감염에 대한 보호와 관련된 감염된 숙주 세포 및 경로, 즉 가벼운 질병으로 발전한 환자에게 고유한 세포 및 반응을 확인했다.
이러한 발견을 통해 연구자들은 코로나19 및 기타 호흡기 바이러스 감염에 대한 새로운 치료 전략을 발견할 수 있다.
연구에서 알 수 있듯이 감염의 초기 단계가 질병을 결정할 수 있다면 과학자들이 심각한 코로나19 발병을 예방하는 데 도움이 될 수 있는 조기 개입을 개발할 수 있는 길을 열어준다.
연구팀의 연구는 경증의 코로나19에서는 발현되지만, 중증의 코로나19에서는 발현되지 않는 유전자인 중증 질환의 잠재적인 표시까지 식별했다.
첫 번째 공동 저자이며 MIT와 하버드의 보건 과학 및 기술 프로그램 대학원생이자 이 연구의 공동 연구자 중 한 명인 칼리 지글러(Carly Ziegler)는 "거의 모든 심각한 코로나19 샘플에서 우리가 일반적으로 항바이러스 반응에서 볼 것으로 예상되는 여러 유전자의 발현이 부족했다."고 말했다.
또한 "추가 연구가 우리의 발견을 뒷받침한다면 코로나19를 진단하는 데 사용하는 것과 같은 비강 면봉을 사용하여 심각한 질병이 발병하기 전에 잠재적으로 심각한 사례를 식별하여 효과적인 조기 개입의 기회를 만들 수 있다." 라고 말했다.
다음은 ENN과 Broad Institute of MIT and Harvard가 전하는 뉴스링크입니다.
https://www.broadinstitute.org/news/early-antiviral-response-nose-may-determine-course-covid-19
본지 객원기자(외신) 이상현 소개
서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.
미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.
