코로나19에 감염된 환자에게서 급성호흡곤란증후군을 동반한 폐렴과 혈관, 신경계 등 인체기관 손상이 나타나는 사례가 속속 보고되고 있다. 급성호흡곤란증후군을 비롯해 중증으로 발전하는 이유가 호중성 백혈구와 관련 있다는 주장이 제기됐다.  

국제 의학저널 NEJM에 게재된 연구에 따르면, 3월 3일부터 4월 3일까지 코로나19로 인한 급성호흡곤란증후군(ARDS)으로 프랑스 중환자실에 입원한 환자에게서 뇌졸중, 운동장애 등 신경학적 질병이 나타난 것을 확인할 수 있었다. 

호중성 백혈구와 급성호흡곤란증후군

호중성 백혈구란 감염 부위에서 볼 수 있는 면역 세포로 이물질 및 병원균이 인체에 들어왔을 때 가장 먼저 반응하는 백혈구 중 하나다. 사람의 전체 백혈구 중 50~80%가 호중성 백혈구로 구성돼 있다. 호중성 백혈구가 체내에서 이물질을 감지하면 건강한 조직 세포가 손상되기 전에 침입자를 먹어치우는 식균 작용을 수행해 이물질을 모두 제거한다.

혈류를 순환하는 호중성 백혈구 수가 증가하면 호중성 백혈구 증가증이라는 질병으로 이어질 수 있다. 원인은 박테리아성 감염 때문인데 부작용이 나타나기 전에 해결해야 하는 증상이다. 부작용의 하나인 급성 염증 반응이 나타나면 조직 손상이 유발될 수 있다.

급성호흡곤란증후군은 허파꽈리라는 폐 속의 미세한 주머니에 체액이 차는 호흡기 증상을 일컫는다. 체액이 차면 호흡이 곤란해져 마치 익사하는 듯한 느낌을 받을 수 있다. 그리고 치료하지 않고 방치하는 경우 주요 기관에 산소를 공급하지 못해 조기 사망할 수 있다. 주로 부상자나 치명적인 증상의 환자에게 발병한다.

패혈증, 중증 폐렴, 독성 물질 과잉 흡입, 주요 외상, 내부 염증, 코로나19 등은 급성호흡곤란증후군의 원인으로 알려져 있다. 합병증으로는 혈전과 폐허탈, 폐섬유증 등이 있다.

막대 모양의 입자가 중요한 이유 

미시간대학 연구팀은 코로나19 환자에게서 급성호흡곤란증후군을 완화할 수 있는 막대 모양 입자를 확인했다. 이 입자는 감염 부위에서 특정 백혈구를 혼란시켜 염증 반응을 줄일 수 있다.

연구팀은 호중성 백혈구와 단핵 백혈구, 대식세포 등 포식세포라고 하는 여러 가지 유형의 백혈구의 면역 반응을 조사했다. 세포들은 감염 초기와 후기 단계에서 식균 작용을 하는 것으로 알려져 있다. 중점을 둔 질병이 코로나19이기 때문에 식균 작용에 영향을 미치는 외부 요인과 바이러스가 호흡계에서 어떤 작용을 하는지 주로 분석했다.

또한, 다양한 고분자 입자 형태와 관련해 백혈구의 효과를 조사할 수 있도록 실험을 고안했다. 특정 입자에 반응하는 백혈구 유형에 초점을 맞춘 것이다. 이후 가장 공격적인 세포 유형이 무엇인지 확인하기 위해 연구 결과를 비교했다.

호중성 백혈구 관련 실험을 진행한 미시간대학 연구팀은 “호중성 백혈구로 사이토킨 폭풍을 일으킬 수 있다. 그런데 막대 형태 입자를 감지하자 호중성 백혈구가 분열되고 감염에서 멀어졌다”고 말했다. 

연구팀은 코로나19의 합병증과 호중성 백혈구, 막대 형태 세포가 서로 관련이 있는 것으로 보고 추가 연구를 진행한다고 밝혔다.