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포스트 코로나19 증후군, 백혈구·적혈구 변형에서 온다

코로나19 환자, 혈구 크기와 경직도 비정상으로 변해

혈구 400만 개, 실시간 변형성 세포측정 기술로 분석

독일 막스 플랑크 협회, '바이오피지컬 저널'에 논문

 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 환자 중에는 감염 후유증으로 숨 가쁨, 피로감, 두통 등을 호소하는 경우가 적지 않다.

어떤 환자는 이런 증상이 6개월 이상 지속하기도 해, 통칭 '포스트 코로나19 증후군(post Covid-19 syndrome)'이라는 용어까지 등장했다.

과학자들은 아직 이런 후유증이 생기는 이유를 정확히 모른다.

확실한 건 이런 환자에게 혈액순환 장애나 혈관 폐색이 자주 발생하고 산소 운반이 제한적으로 이뤄진다는 사실이다.

이런 증상은 모두 혈구 세포와 이들 세포의 물리적 특성에 좌우될 수 있다.

그런데 코로나19가 실제로 적혈구와 백혈구의 크기와 경직도 등에 심한 변화를 가져온다는 게 처음 밝혀졌다.

독일 막스 플랑크 협회(MPG) 산하의 '막스 플랑크 물리학 의학 센터' 과학자들이 주도한 이 연구 결과는 유명 과학 학술지 '바이오피지컬 저널(Biophysical Journal)' 최신 호에 논문으로 실렸다.

30일 미국 과학진흥협회(AAAS) 사이트(www.eurekalert.org)에 공개된 논문 개요 등에 따르면 이 발견의 핵심은 혈구의 생물물리학적 특성이 달라질 경우 포스트 코로나19 증후군으로 이어질 수 있다는 것이다.

코로나 팬데믹이 장기화하면서 이 증후군을 곧 이어 닥칠 심각한 보건 위협으로 보는 과학자가 늘고 있다.

'장기 코로나19(long COVID)'로도 불리는 이 증후군에 대한 경고는 진작에 나왔다.

대표적인 게 지난 4월 22일(현지 시각) 저널 '네이처(Nature)' 온라인판에 발표된 미국 워싱턴의대 연구진의 논문이다.

코로나19를 만 30일 이상 앓고 회복한 환자가 6개월 이내(확진 시점 기준)에 코로나19 후유증으로 사망할 위험이 일반인보다 약 60% 높다는 게 요지였다.

또 코로나19 관련 진단 379건, 처방 약 380종, 시험 결과 62건 등의 교차 연관성을 분석한 결과, 코로나19는 인체의 거의 모든 기관에 후유증을 일으킬 수 있는 것으로 나타났다.

연구팀은 호흡계, 신경계, 심혈관계 등 11개 범주로 나눠 구체적인 질환과 증상을 공개했다.

미국 재향군인 관리국(VHA)의 DB(데이터베이스)를 이용해 코로나19 환자 8만7천여 명과 대조군 500만 명의 의료 기록을 분석한 이 연구는 최대 규모의 포괄적 '장기 코로나19' 연구로 주목받았다.

이번에 막스 플랑크 물리학 의학 센터 연구팀은 자체 개발한 '실시간 변형성 세포 측정(RT-DC)' 기술로 백혈구와 적혈구의 기계적 상태를 검사했다.

좁은 채널을 빠르게 통과하면서 길게 늘어난 혈구를 전자현미경으로 고속 촬영한 뒤 주문형 소프트웨어를 이용해 세포 유형별 존재와 크기, 변형 정도 등을 확인하는 기술이다.

이 기술을 쓰면 초당 1천 개까지 혈구를 분석할 수 있다고 한다.

논문의 교신저자를 맡은 이 센터의 요헨 구크(Jochen Guck) 교수는 "(RT-DC 기술 덕에) 적혈구와 백혈구에서 분명하고 장기간 지속하는 변화를 탐지할 수 있었다"라면서 "이런 변화는 급성 감염증이 진행되는 동안은 물론이고 그 이후에도 나타났다"라고 말했다.

연구팀은 코로나19 중증 환자 17명, 회복 환자 14명과 비감염자 24명으로부터 모두 400만 개의 혈구를 분리해 검사했다.

코로나19 환자의 적혈구는 크기와 변형도 면에서 비감염자의 그것과 크게 달랐다.

이는 코로나19 환자의 적혈구가 손상됐음을 보여주는 것이며, 이런 환자가 폐의 혈관 폐색과 색전증(embolisms) 위험이 큰 이유를 설명한다.

물론 이런 환자는 적혈구의 주 기능인 산소 공급에도 장애가 생길 수 있다.

코로나19 환자는 또 백혈구의 일종으로 획득 면역에 관여하는 림프구와 선천 면역에 개입하는 호중성 과립구(neutrophil granulocytes)가 모두 말랑해져 있었다.

이는 심한 염증을 일으킬 수 있는 강한 면역 반응을 시사하는 것이라고 과학자들은 말한다.

이들 혈구는 급성 염증이 생기고 7개월이 지난 뒤에도 심하게 변한 상태로 남아 있었다.

과학자들은 이들 면역세포의 기능 유지에 필요한 세포 골격(cytoskeleton)이 변한 것으로 추정했다.

이번 연구에 사용된 '실시간 변형성 세포 측정' 기술은 잠재적으로 코로나19의 일상적인 진단에도 쓸 수 있다고 과학자들은 말한다.

또 미지의 바이러스가 몰고 올 미래의 팬데믹(대유행)을 조기에 알려 주는 경보 시스템 역할도 할 거로 연구팀은 기대한다.