IgA(면역글로불린 Aㆍimmunoglobulin A)는 주로 장과 호흡기 등 외부 환경과 맞닿아 있는 점막에서 세균과 바이러스를 막는 ‘방어 항체’로, 특히 장에서는 수많은 장내 미생물이 우리 몸 안으로 침투하지 못하도록 방어하는 점막 면역의 중요한 요소다. 그동안 알코올 연관 간질환 환자에서 혈중 IgA 수치가 높다는 사실은 진료 현장에서도 흔히 관찰되는 잘 알려져 있던 사실이었다. 그러나 왜 IgA가 증가하는지, 높아진 IgA가 간질환의 결과인지 혹은 간의 염증이나 손상에도 관여하는지는 명확하게 밝혀지지 않았다. 이런 가운데 가톨릭대 서울성모병원 소화기내과 성필수 교수 연구팀(공동 제1저자 서울성모병원 소화기내과 탁권용 임상강사ㆍ가톨릭대 의과학과 김민구 석사과정생)은 알코올 연관 간질환에서 증가한 IgA가 간으로 이동해 대식세포 등 면역세포와 상호작용하고, 강한 염증반응과 간세포 손상으로 이어지는 ‘장-간 IgA 면역축’을 규명했다고 28일 밝혔다. 연구팀은 ‘장-간 IgA 면역축’을 규명하기 위해 환자의 혈액과 간 조직 분석에 동물모델, 공간전사체 분석, 사람 면역세포 실험을 결합했다. 특히 이물질 제거와 조직 회복을 돕지만 과도하게 활성화되면 염증을 일으킬 수 있는 단핵구와 대식세포에 주목했다. 분석 결과, 혈중 IgA 수치가 높을수록 간 조직에도 IgA가 많이 축적됐고, 간의 단핵구와 대식세포에 IgA가 결합한 모습이 확인됐다. 이처럼 IgA가 면역세포와 맞닿아 있는 양상은 염증반응에 관여하는 인터루킨-1베타(IL-1β)의 증가와도 관련이 있었다. 연구팀은 이를 바탕으로 높아진 IgA가 단순히 질환에 따라 증가한 검사 수치가 아니라, 간 면역세포의 염증반응에 관여할 가능성을 제시했다. 알코올을 투여한 동물모델에서도 혈중 IgA 증가, 간 대식세포의 IgA 결합, IL-1β 발현과 간손상이 함께 나타났다. 면역세포의 이동을 조절하는 약물인 FTY720을 투여했을 때는 혈중 IgA와 함께 IgA가 결합한 간 대식세포가 줄고, 염증반응과 간손상도 감소했다. 이번 연구는 그동안 알코올 연관 간질환에서 단순한 혈액검사 이상으로 여겨졌던 IgA를 질환의 발생과 진행에 직접 관여할 가능성이 있는 면역인자로 새롭게 제시했다는 점에서 의미가 있다. 또한 기존의 ‘장-간 축’ 연구가 장내 미생물이나 세균에서 유래한 물질에 주로 집중돼 있었던 것과 달리, 이번 연구는 우리 몸이 장에서 만들어내는 면역항체 자체가 간의 염증을 조절할 수 있다는 새로운 관점을 제시했다. 공동 제1저자인 서울성모병원 소화기내과 탁권용 임상강사는 “이번 연구는 장에서 증가한 IgA가 실제 간 조직으로 이어져 면역세포의 염증반응을 증폭시키고 간세포 손상에 관여할 수 있다는 연결고리를 사람과 실험모델에서 함께 보여줬다는 데 의미가 있다” 며 “향후에는 혈중 IgA가 어떤 환자에서 실제 간 내 염증을 잘 반영하는지 확인한다면 임상에서 활용할 수 있는 바이오마커로 발전할 가능성이 크다”고 설명했다. 교신저자인 서울성모병원 소화기내과 성필수 교수는 “알코올 연관 간질환은 전 세계적으로 중요한 간질환이지만, 질환을 직접적으로 억제할 수 있는 치료법은 여전히 제한적”이라며 “이번 연구는 그동안 주로 장내 미생물의 관점에서 바라봤던 장-간 연결고리를 ‘IgA라는 우리 몸의 면역체계’까지 확장했다는 점에서 의미가 크다”고 밝혔다. 성 교수는 이어 “본래 우리 몸을 보호하기 위해 반드시 필요한 항체인 IgA 전체를 단순히 억제하는 것이 치료 목표가 될 수는 없다”며, “앞으로 IgA가 간의 특정 면역세포와 만나 염증을 증폭시키는 과정을 보다 정밀하게 규명해, 정상적인 면역기능은 유지하면서 병적인 장-간 IgA 면역축만 선택적으로 조절할 수 있는 치료전략을 찾는 것이 중요하다”고 강조했다. 연구팀은 추후 혈중 IgA와 간 내 IgA 면역반응을 알코올 연관 간질환의 새로운 바이오마커 후보로 검증하는 한편, IgA와 간 대식세포 사이의 상호작용을 선택적으로 차단하는 새로운 치료전략을 규명할 계획이다. 보건복지부와 한국보건산업진흥원, 과학기술정보통신부와 한국연구재단, 대한소화기학회의 지원을 받아 수행된 이번 연구는 소화기·간질환 분야의 저명한 국제학술지 ‘Gut’(IF 24.6)에 ‘알코올 연관 간질환에서 장–간 IgA 면역축 차단을 통한 대식세포 매개 염증 및 간손상 완화 (Blocking the Gut-Liver IgA Axis Attenuates Macrophage-Mediated Inflammation and Injury in Alcohol-Associated Liver Disease)‘ 라는 제목으로 최근 게재됐다.

질병관리청은 지난 11일 인플루엔자 유행주의보를 발령했다. 게다가 코로나19 의심환자도 증가하고 있어서 두 감염병이 동시에 유행하는 ‘트윈데믹’에 대한 우려가 커지고 있다. 코로나19는 중증 폐렴을 일으켜 기도 세포를 망가뜨리는 일이 벌어지게 된다. 그런데 과학자들이 코로나19 감염으로 인한 중증 폐렴의 원인이 바이러스가 아닌 다른 이유 때문이라는 사실을 밝혀내 눈길을 끈다. 미국 글래드스톤 연구소, 국립 알레르기·감염병 연구소(NIAID), 샌프란시스코 캘리포니아대(UCSF) 공동 연구팀은 코로나19를 심하게 앓을 경우 바이러스와 싸워야 할 면역세포가 도리어 감염돼 염증을 퍼뜨리면서 중증 폐렴으로 발전하고 이 과정을 촉발시키는 ‘ORF8’이라는 바이러스 단백질을 발견했다고 25일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 9월 18일 자에 실렸다. ORF8은 코로나19 바이러스로 알려진 사스코로나바이러스-2가 만들어 세포 밖으로 내보내는 작은 단백질이다. 따로 떼어낸 폐 상피세포에서는 ORF8이 오히려 바이러스 증식을 억제했다. ORF8 유전자가 결손된 변이 바이러스에 감염된 환자들은 증상이 더 가벼웠다. ORF8이 있으면 병이 심해진다는 뜻이다. 이 때문에 억제 인자와 병독성 인자라는 정반대 해석이 6년 동안 공존해 왔다. 이렇게 정반대의 모습을 보여주는 이유를 연구팀은 대식세포에서 찾았다. 감염된 세포가 ORF8을 분비하면 ORF8은 대식세포 표면 면역 수용체 ‘IL-17RA’에 달라붙는다. 이 신호가 세포 안에서 TRAF6와 JNK라는 중계 지점을 거쳐 ACE2 유전자의 스위치를 켠다. ACE2는 바이러스가 세포에 들어올 때 붙잡는 손잡이로, 손잡이가 늘어난 대식세포는 감염되기 쉬운 표적으로 바뀐다. 실제로 ORF8을 만드는 야생형 바이러스는 그렇지 못한 변이 바이러스보다 대식세포에서 감염성 바이러스를 10배 많이 뿜어냈다. 감염된 대식세포는 세포막이 터지며 내용물을 쏟아내는 ‘염증성 세포사멸’로 죽으면서 염증 물질 인터루킨-1베타(IL-1β)를 방출한다. IL-1β가 이웃한 폐 상피세포에 작용해 TMPRSS2를 늘린다. TMPRSS2는 ACE2와 짝을 이뤄 바이러스의 침입을 돕는 효소다. 결국 대식세포의 죽음이 주변 상피세포를 더 감염되기 쉬운 상태로 만들고 늘어난 감염이 다시 ORF8을 더 많이 만들어 낸다는 것이다. 기존에 서로 다른 해석이 있었던 이유도 여기서 찾을 수 있다. 상피세포만 있는 배양접시에서는 ORF8이 바이러스 활동에 제동을 걸지만 대식세포를 함께 넣으면 야생형 바이러스의 RNA가 단독 배양 대비 감염 48시간에 20배까지 늘었다. 대식세포가 곁에 있는 실제 폐에서는 억제 효과를 압도할 만큼 감염이 증폭된다는 뜻이다. 연구진이 생쥐에 IL-17RA를 막는 항체를 투여하자 폐 속 감염성 바이러스가 최대 7.3배 줄었고, 염증 세포와 폐 섬유화 면적도 함께 감소했다. 반면 애초에 ORF8을 만들지 못하는 바이러스에 감염된 생쥐에게는 같은 항체가 아무 변화도 주지 못했다. 항체가 다른 경로가 아니라 ORF8이 만든 고리만 정확히 겨냥했다는 증거다. 연구를 이끈 멜라니 오트 글래드스톤 감염질환연구소장은 “이번 연구는 단 하나의 바이러스 단백질이 바이러스 증식과 조직 손상을 잇는 주된 다리 역할을 한다는 점을 보여 줌으로써 새로운 치료의 분명한 표적을 찾았다는 데 의미가 있다”고 말했다. 오트 소장은 “지금까지 중증 코로나19 치료는 스테로이드로 면역 전체를 눌러 염증을 잡되 바이러스를 제거하는 능력까지 함께 떨어뜨리는 방식이었다”며 “IL-17RA를 차단하는 항체 ‘브로달루맙’은 2017년 미국에서 이미 건선 치료제로 승인된 약물이어서 기존 약을 다른 질환에 쓰는 ‘약물 재창출’ 가능성도 있다”고 덧붙였다.

미세먼지, 그중에서도 입자 크기가 2.5㎛ 이하인 초미세먼지는 작은 크기 때문에 폐 안쪽 깊숙한 곳까지 침투해 염증을 유발하고 심혈관 질환의 위험을 높일 수 있다. 따라서 미세먼지와 초미세먼지 오염이 심할 때는 노약자의 경우 마스크 착용을 권장한다. 물론 공기가 나쁠 때일수록 잘 챙겨 먹는 것도 중요하다. 흔히 미세먼지나 대기오염에는 삼겹살처럼 기름기 많은 음식이 좋다는 속설이 있지만, 이는 의학적으로 근거가 빈약하다. 오히려 미세먼지 속 유해 물질은 지방에 잘 녹는 성질(지용성)이 있어 고지방 음식 섭취가 체내 흡수를 돕는 역효과를 낼 수 있다. 식약처는 미세먼지가 심할 때 충분한 수분 섭취와 함께 미나리, 배, 마늘, 해조류(미역, 다시마), 등푸른 생선(고등어), 버섯, 녹차, 양파 등 항산화, 염증 완화, 중금속 배출 등에 도움을 줄 수 있는 식품을 자주 추천해왔다. 여기에는 물론 과학적 근거가 있다. 예를 들어 과일과 채소에 풍부한 비타민 C는 이전부터 미세먼지와 대기오염에 의한 호흡기 염증을 감소시킨다. 호주 시드니 공대(UTS)와 울콕 의학 연구소(Woolcock Institute of Medical Research) 과학자들은 비타민 C가 초미세먼지가 기관지와 폐 조직에 일으키는 염증을 완화하는 기전을 좀 더 자세히 연구했다. 연구팀은 쥐를 이용한 동물 모델과 인간의 폐세포를 이용한 실험실 모델을 통해 초미세먼지가 염증 세포 증가, IL-1β, TNF-α, IL-17과 같은 사이토카인 수치 상승, 그리고 산화 스트레스 증가를 유발한다는 것을 확인했다. 또 초미세먼지는 쥐와 사람 세포에서 주요 세포 소기관인 미토콘드리아의 팽창과 파괴를 유발하고 해로운 활성산소 생성을 촉진해 세포 파괴를 유도했다. 하지만 초미세먼지에 노출된 쥐에 비타민 C를 투여한 결과 염증 지표가 감소하고 SOD2 및 GPX4와 같은 항산화 효소가 회복되고 미토콘드리아 구조와 기능 역시 보존되는 효과가 나타났다. 이 효과는 인체 세포에서도 비슷하게 확인할 수 있었다. 만성적인 초미세먼지 노출에 의한 염증과 손상을 막기 위해 비타민 C를 충분히 섭취하는 것이 좋다는 것을 시사하는 결과다. 해당 연구는 저널 국제 환경 학회지(Environment International)에 게재됐다. 이번 연구에서 쥐에 투여한 비타민 C의 용량은 사람으로 치면 하루 1000mg에 달하는 고용량이었다. 하지만 쥐와 사람의 비타민 C 필요량이 다른 만큼 식품으로 섭취하기 힘든 수준의 고용량 비타민 보충제 요법을 일반적으로 권장하기는 힘들다. 그보다는 비타민 C뿐 아니라 다른 항산화 물질과 미네랄, 식이섬유 등을 충분히 포함한 균형 잡힌 식단과 충분한 수분 섭취를 권장한다. 특히 비타민 C는 수용성이므로 조리 시 파괴되기 쉬워 가급적 신선한 생과일이나 채소 형태로 섭취하는 것이 유리하다. 특정 음식을 많이 먹거나 영양제에 의존하는 것보다 균형 잡힌 식단을 유지하는 것이 질병을 예방하고 건강을 지키는 첫걸음이다.

미세먼지, 그중에서도 입자 크기가 2.5㎛ 이하인 초미세먼지는 작은 크기 때문에 폐 안쪽 깊숙한 곳까지 침투해 염증을 유발하고 심혈관 질환의 위험을 높일 수 있다. 따라서 미세먼지와 초미세먼지 오염이 심할 때는 노약자의 경우 마스크 착용을 권장한다. 물론 공기가 나쁠 때일수록 잘 챙겨 먹는 것도 중요하다. 흔히 미세먼지나 대기오염에는 삼겹살처럼 기름기 많은 음식이 좋다는 속설이 있지만, 이는 의학적으로 근거가 빈약하다. 오히려 미세먼지 속 유해 물질은 지방에 잘 녹는 성질(지용성)이 있어 고지방 음식 섭취가 체내 흡수를 돕는 역효과를 낼 수 있다. 식약처는 미세먼지가 심할 때 충분한 수분 섭취와 함께 미나리, 배, 마늘, 해조류(미역, 다시마), 등푸른 생선(고등어), 버섯, 녹차, 양파 등 항산화, 염증 완화, 중금속 배출 등에 도움을 줄 수 있는 식품을 자주 추천해왔다. 여기에는 물론 과학적 근거가 있다. 예를 들어 과일과 채소에 풍부한 비타민 C는 이전부터 미세먼지와 대기오염에 의한 호흡기 염증을 감소시킨다. 호주 시드니 공대(UTS)와 울콕 의학 연구소(Woolcock Institute of Medical Research) 과학자들은 비타민 C가 초미세먼지가 기관지와 폐 조직에 일으키는 염증을 완화하는 기전을 좀 더 자세히 연구했다. 연구팀은 쥐를 이용한 동물 모델과 인간의 폐세포를 이용한 실험실 모델을 통해 초미세먼지가 염증 세포 증가, IL-1β, TNF-α, IL-17과 같은 사이토카인 수치 상승, 그리고 산화 스트레스 증가를 유발한다는 것을 확인했다. 또 초미세먼지는 쥐와 사람 세포에서 주요 세포 소기관인 미토콘드리아의 팽창과 파괴를 유발하고 해로운 활성산소 생성을 촉진해 세포 파괴를 유도했다. 하지만 초미세먼지에 노출된 쥐에 비타민 C를 투여한 결과 염증 지표가 감소하고 SOD2 및 GPX4와 같은 항산화 효소가 회복되고 미토콘드리아 구조와 기능 역시 보존되는 효과가 나타났다. 이 효과는 인체 세포에서도 비슷하게 확인할 수 있었다. 만성적인 초미세먼지 노출에 의한 염증과 손상을 막기 위해 비타민 C를 충분히 섭취하는 것이 좋다는 것을 시사하는 결과다. 해당 연구는 저널 국제 환경 학회지(Environment International)에 게재됐다. 이번 연구에서 쥐에 투여한 비타민 C의 용량은 사람으로 치면 하루 1000mg에 달하는 고용량이었다. 하지만 쥐와 사람의 비타민 C 필요량이 다른 만큼 식품으로 섭취하기 힘든 수준의 고용량 비타민 보충제 요법을 일반적으로 권장하기는 힘들다. 그보다는 비타민 C뿐 아니라 다른 항산화 물질과 미네랄, 식이섬유 등을 충분히 포함한 균형 잡힌 식단과 충분한 수분 섭취를 권장한다. 특히 비타민 C는 수용성이므로 조리 시 파괴되기 쉬워 가급적 신선한 생과일이나 채소 형태로 섭취하는 것이 유리하다. 특정 음식을 많이 먹거나 영양제에 의존하는 것보다 균형 잡힌 식단을 유지하는 것이 질병을 예방하고 건강을 지키는 첫걸음이다.

전남 완도군은 5일 해조류 추출물이 미세먼지 유사물질에 의한 염증을 억제하거나 완화하는 효과가 있는 것으로 확인됐다고 밝혔다. 완도군의 지원으로 해양바이오연구센터와 전북대, 순천대가 공동으로 ‘해조류 유래 미세먼지 독성 저감 물질 발굴 연구’를 수행한 결과 곰피와 청각, 감태 등 해조류 추출물이 미세먼지 유사 물질(ERM-CZ100, ERM-CZ120)에 의한 염증을 억제하거나 완화하는 효과를 확인했다. 미세먼지는 호흡기 염증, 알레르기, 피부 질환 등 다양한 질환을 야기한다고 알려졌다. 연구팀은 곰피로부터 푸코잔틴(fucoxanthin), 청각으로부터 시포나잔틴(siphonaxanthin), 감태로부터 디엑콜(Dieckol)과 플로로푸코퓨로엑콜-A(Phlorofucofuroeckol A)를 각각 추출, 정제해 미세먼지 유사물질의 염증 반응 효과를 연구했다. 연구결과 4가지 물질 모두 초기 염증 반응에 관여하는 TNF-ɑ와 IL-1β의 발현량은 감소했고, IL-6 발현량은 플로로푸코퓨로엑콜-A(PFF-A)에서 현저하게 감소하는 것을 확인했다. 특히 감태의 플로로푸코퓨로엑콜-A는 미세먼지 유사 물질에 의해 유도된 염증의 발현을 억제할 뿐만 아니라 세포에서 염증 및 세포 사멸에 관련된 유전자 발현 수준을 감소시키는 것을 확인했다. 이 연구 논문은 지난달 20일 국제 학술지인 메디시나(Medicina)에 게재됐다. 신우철 완도군수는 “이번 연구 결과는 해조류 우수성을 또 한 번 확인하는 계기가 됐다”며 “지속적인 연구 지원을 통해 해조류의 가치를 입증하고 해조류 소비 촉진과 해조류 특화 해양바이오산업에도 도움이 되도록 하겠다”고 말했다. 완도군은 국내 최대 해조류 생산지로 지난해 미국 항공우주청(NASA)을 방문해 해조류의 우수성을 알리고 해양 생태계 탄소 흡수원인 블루카본 인증과 연구에 대해 논의했다.

결핵 예방을 위한 유아 BCG 백신 접종 여부에 따라 국가별로 코로나19 사망자 수에 큰 차이가 있다는 연구 결과가 나왔다. 연구진은 BCG 백신 접종이 전반적인 호흡기 감염으로부터 보호하는 효과가 있다는 분석을 내놨다. 뉴욕공과대학(NIC) 연구진은 28일(현지시간) BCG 예방 접종이 코로나19 사망률을 크게 감소시켰다고 밝혔다. 정책적으로 BCG 백신을 접종하는 국가의 인구 100만명당 사망자 수가 그렇지 않은 국가보다 훨씬 적은 것으로 나타났다는 것이다. BCG 백신 주사는 볼록한 흉터가 남아 ‘불주사’로도 불린다. BCG 백신 예방접종을 의무적으로 시행하지 않는 미국과 이탈리아 등은 오랫동안 BCG 백신 접종을 실시했던 국가들에 비해 더 심각하게 코로나19의 영향을 받고 있다고 연구진은 설명했다. 이 연구는 해외 의학논문 사전공개 사이트인 메드아카이브(MedRxiv)에 게재됐다. BCG는 비병원성 BCG 균주를 이용해 결핵에 대한 면역을 형성하도록 만든 결핵 예방 백신이다. 특히 소아의 결핵과 결핵성 뇌수막염 등 중증 결핵 발병 예방에 효과가 있다. 결핵은 바이러스가 아닌 결핵균 때문에 발병하지만, 과거 연구에 따르면 BCG 백신이 항바이러스 면역에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 인터루킨-1베타(IL-1β) 생성에 영향을 미친다. 인터루킨은 인체가 생성하는 면역 관련 물질이다. 이로 인해 결핵뿐만 아니라 다른 호흡기 질환 퇴치에도 도움을 준다는 분석이 있다. 지난 3월 21일 수치를 기준으로 분석한 결과 BCG 백신 접종을 시행 중인 55개 국가들의 코로나19 사망자는 인구 100만명당 평균 0.78명이었지만, 보편적인 BCG 백신 접종 정책이 없는 5개 국가는 16.39명으로 확연한 차이가 나타난다. 수치상 약 21배에 가깝다. BCG 백신 접종 정책을 하지 않는 주요 국가는 이탈리아, 미국, 레바논, 네덜란드, 벨기에 등이다. 연구진은 BCG 접종 시행 기간과 사망률도 관계가 있다고 설명했다. 스페인은 16년간(1965~1981년) BCG 접종을 시행했다. 반면 덴마크는 1946년부터 1986년까지 40년간 시행했다. 두 국가의 인구 100만명당 사망자 수는 각 29.5명과 2.3명으로 약 10배 가까이 차이난다. 1947년부터 BCG 백신 접종을 시행한 일본은 100만명당 사망자가 0.28명이며, 1920년대 BCG 접종을 시작한 브라질은 사망자가 100만명당 0.0573명이다. 현재 BCG 접종을 시행하고 있지만 높은 확진자와 사망자를 기록한 국가도 있었다. 논문은 이란의 경우 1984년에야 백신 접종이 시작돼 이전 출생자들은 백신으로 인한 면역 효과를 보지 못했다고 분석했다. 또한 1950년대부터 BCG접종을 시작했던 중국에 대해서는 문화혁명(1966~1976년) 당시 결핵예방 및 치료기관 해산으로 일부 연령층이 감염에 더 취약했을 것으로 추측했다. 우리나라는 지난 1962년부터 세계보건기구(WHO) 지침에 따라 생후 4주 이내 영아를 대상으로 BCG 접종을 시작했다. 21일 0시 기준 사망자인 102명을 기준으로 계산하면 국민 100만명 중 1.9명 정도가 코로나19로 사망했다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr