KAIST, 기저질환 없는 코로나19 환자 중증 위험인자 확인

서울대병원·분당서울대병원·경북대병원·국립중앙의료원·지놈오피니언 공동연구

기저질환 없는 집단 내 중증 환자서 '클론성조혈증' 확인

생물정보학 및 단일세포 오믹스로 저위험군 중증 신규 유전 위험인자 규명

[대전=뉴시스] 기저질환 없는 코로나19 환자 그룹의 중증 진행 기전 연구 모식도. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = KAIST는 생명과학과 정인경 교수팀이 산·학·병 공동연구를 통해 기저질환이 없는 저위험군의  코로나19 중증 신규 위험 인자를 발굴하고 발굴된 인자의 과잉 염증반응에 대한 메커니즘을 제시했다고 29일 밝혔다.

이번 연구에는 서울대병원 강창경·고영일 박사, 분당서울대병원 송경호 교수, 경북대병원 문준호 교수, 국립중앙의료원 이지연 교수, 지놈오피니언社가 참여했다.

코로나19 바이러스의 병리에 관한 연구가 활발히 진행되면서 단핵구(큰 크기의 백혈구·Monocyte)의 과잉 염증반응으로 인한 중증 진행 메커니즘이 밝혀지기도 했으나 아직 환자마다 면역반응의 편차가 크게 나타나는 현상에 대해서는 상세히 설명할 수 없다.

이번 공동연구에서 기저질환이 없는 중증 코로나19 환자의 중증 요인을 알아내기 위해 국내 4개 병원이 합동해 총 243명의 코로나19 환자에 대한 임상정보를 수집해 집단 임상적 특징, 단일세포 유전자 발현, 중증 코로나19 내 과잉 염증반응 간 유전자 발현 조절 메커니즘 등을 분석했다.

분석 결과, 기저질환이 없는 집단 내 중증 환자에서 '클론성조혈증'이란 특징이 관찰됐다.

클론성조혈증(CHIP)은 혈액 및 면역세포를 형성하는 골수 줄기세포 중 후천적 유전자 변이가 있는 집단을 말한다. 이 집단은 유전적 변이로 정상 줄기세포에 비해 단핵구/대식세포(macrophage)로의 분화가 활발하게 일어난다.
 
또 단일세포 유전자발현 분석을 통해 클론성조혈증을 가진 중증환자의 경우 단핵구에서 특이적인 과잉 염증반응이 확인됐고 클론성조혈증으로 인해 변화한 후성유전학적 특징이 단핵구의 특이적인 과잉 염증반응을 일으키는 유전자 발현을 유도하는 것도 관찰했다.

이를 통해 공동 연구팀은 클론성조혈증이 코로나19의 신규 중증 인자임을 명확하게 밝혔다.
 
이번 연구는 기저질환이 없는 저위험군 환자라도 클론성조혈증을 갖는 경우 코로나19 감염 때 더 체계적인 치료 및 관리가 필요하다는 것을 보여줬다.

연구 결과는 국제 학술지 '헤마톨로지카(haematologica, IF=11.04)'에 지난 15일자로(논문명: Clinical impact of clonal hematopoiesis on severe COVID-19 patients without canonical risk factors) 온라인 게재 됐고 '실험 및 분자 의학(Experimental & Molecular Medicine, IF=11.590)'에도 지난달 1일자로(논문명: Single-cell transcriptome analyses reveal distinct gene expression signatures of severe COVID-19 in the presence of clonal hematopoiesis) 게재 승인됐다.

특히 연구는 연구·의료·산업계가 긴밀한 협력을 통해 코로나19 환자의 신규 중증 인자를 밝히고 환자별 맞춤 치료전략을 제시한 성과로 중개연구(translational research)의 좋은 예시로 평가받는다.

KAIST 최백규 석박사통합과정은 "최신 분자실험 기법인 단일세포 오믹스 실험과 생물정보학 분석 기술의 융합을 통해 신규 코로나19 중증 환자의 아형과 관련한 유전자 조절 기전을 규명했다"고 말했고 분당서울대병원 송경호 교수는 "이번 연구는 임상 현장에서 코로나 환자별 맞춤 치료전략을 정립하는 데 있어 중요한 정보를 제공할 것"이라고 기대했다.

지놈오피니언 대표 겸 서울대병원 고영일 교수는 "회사에서 개발한 클론성조혈증 탐지 및 분석 기술이 코로나19 팬데믹 해결에 도움이 돼 보람이 크다"며 "새로운 바이오마커를 발굴·분석 기술을 개발해 인류의 건강한 삶에 지속 기여하고 싶다"고 밝혔다.


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