국내 연구진이 신종코로나바이러스감염증(코로나19) 중증 환자들에게서 독특한 면역학적 특징을 발견했다.
서울대는 이창한·김항래·신현무 의과학과 교수, 이승재 디엔에이링크 연구원, 김익수 가천대 의예과 교수, 강창경 서울대병원 교수 등 공동 연구진이 중증 코로나19 환자에게서 T세포 과잉 반응과 미발달 T세포 증가, 세포독성 T세포의 작용 증가 등 현저한 차이를 확인했다고 16일 밝혔다.
코로나19 같은 감염병에서 항원에 특이적으로 반응하는 T세포의 역할은 매우 중요하다. 하지만 환자의 증상이 진행되는 동안 T세포만을 특정화해 추적하는 일은 거의 불가능하다. 연구진은 코로나19 감염 환자 중 무증상, 경증, 보통 중증, 지연 중증이 나타난 환자의 단일세포 약 1만5500개를 종단적, 심층적으로 분석해 비교했다.
먼저 T세포가 감염세포를 알아보는 수용체(TCR) 클론형 추적 기술을 통해 항원 특이적 T세포의 반응을 비교했다. 그 결과 지연된 중증 환자에서 T세포의 활동이 과잉돼 있거나, 항원 반응에 적합하지 않은 클론형이 증폭돼 있다는 사실을 알아냈다.
T세포의 발달 단계를 단일세포 수준에서 재구성한 모델에서 항원 특이적 클론형을 가진 세포를 추적해 본 결과, 중증 환자의 클론형은 면역 반응에 필요한 활성 T 세포나 세포 독성 T 세포로 발달하지 못하는 세포에서 발견됐다.
또한 감염세포를 직접 공격하는 세포독성 T세포의 작용이 일반적인 중증 환자에 비해 지연 중증 환자에서, 특히 감염의 중기 및 후기 단계에서 현저하게 증가했다는 사실을 알아냈다.
결과적으로 연구진은 단일 세포 TCR 클론형 추적 방법을 통해 면역학적 특징 차이의 구분으로 환자 중증도를 구별할 수 있으며, 시간에 따른 면역 반응의 역학을 분석함으로써 감염성 질환의 중증도 차이를 쉽게 이해할 수 있다고 분석했다.
연구진은 “항원 특이적인 T 세포를 기존에 알려진 대로 분석하려면 환자의 주조직적합항원(MHC) 타입에 따른 항원결정기를 확보해야 하고 많은 환자 시료로 분석해야 하는 한계가 있다”며 “하지만 이번 연구에서는 적은 환자 시료를 이용해 단일세포 전사체 분석으로 이 한계를 극복했다”고 설명했다. 이 연구 결과를 활용하면 향후 코로나19 중증도와 질병 진행 경과에 따라 면역세포를 표적으로 한 맞춤형 치료 전략을 찾을 수 있을 전망이다.
이 연구 결과는 국제 학술지 ‘바이러스학 저널’ 11월호에 실렸다.
참고 자료
Journal of Medical Virology(2023), DOI: https://doi.org/10.1002/jmv.29199