경상국립대학교 “결핵 감염 시 숙주의 면역 반응이 중증 결핵으로 진행되는 기전 규명”

중증 결핵 마우스 모델을 통해 공통 면역 병리 기전 확인

[시사토픽뉴스]국내 연구진이 결핵 감염 시 숙주의 면역 반응이 중증 결핵으로 진행되는 과정을 결정짓는 핵심 기전을 상세히 규명했다.

경상국립대학교(GNU·총장 권진회) 의과대학 미생물학교실 권기웅 교수(제1저자)와 연세대학교 의과대학 미생물학교실 신성재 교수(교신저자), 김홍민 박사(제1저자) 공동연구팀은 중증 결핵 마우스 모델을 활용한 비교 분석을 통해 폐 내 호중구 대 T세포 비율(N/T ratio)과 골수 내 호중구-단핵구 전구세포(GMP)의 확장이 결핵의 중증도를 결정하는 결정적 지표임을 입증했다.

이번 연구 성과는 국제 저명 학술지인 《국제 생물과학 저널(IJBS, International Journal of Biological Sciences》 2월호에 게재됐다.

연구팀은 중증 결핵 마우스 모델이 감염 초기에는 저항성 모델과 유사한 세균 수치를 보이다가, 특정 시점 이후 급격한 괴사성 폐 병변과 세균 증식을 보이는 현상에 주목했다.

분석 결과, 중증 결핵으로 진행되는 과정에서 공통적으로 제1형 인터페론(Type I IFN) 신호 전달이 강화됐으며, 이는 혈청 내 G-CSF 수치 상승과 골수 내 GMP 세포의 비정상적인 확장을 유도했다.

이러한 골수 수준의 변화는 폐 내로 과도한 호중구가 유입되게 만들어 N/T 비율의 불균형을 초래하고, 결국 심각한 폐 조직 파괴로 이어진다는 사실을 확인했다.

특히 연구팀은 항체 치료를 통해 호중구를 선택적으로 제거하거나 제1형 인터페론 신호를 차단했을 때, 폐 내 N/T 비율이 정상화되면서 세균 증식이 억제되고 염증 지표가 개선되는 것을 확인하여 호중구 조절이 중증 결핵 치료의 유효한 표적이 될 수 있음을 입증했다.

또한 마우스 모델별로 노화나 BCG 백신 접종이 GMP 확장 및 N/T 비율에 미치는 영향이 각기 다르게 나타남을 밝혀내어, 숙주의 유전적 배경에 따른 차별화된 보호 기전을 제시했다.

이는 향후 환자 개별 특성에 맞춘 정밀한 결핵 예방 및 치료 전략 수립에 중요한 단서가 될 것으로 보인다(그림1).

이번 연구는 중증 결핵 환자에서 관찰되는 과도한 염증 반응의 원인을 골수의 조혈 작용부터 폐 국소 부위의 세포 구성 변화까지 통합적으로 설명해 냈다는 점에서 큰 의의가 있다.

연구진은 “이번 연구 결과는 중증 결핵의 진행을 예측할 수 있는 바이오마커로서 폐 내 N/T 비율의 중요성을 확인했을 뿐만 아니라, 골수-폐 축(Bone marrow-Lung axis)을 표적으로 하는 새로운 숙주 지향 치료법(Host-Directed Therapy) 개발의 가능성을 시사한다.”라고 말했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 중견연구, 한국생명공학연구원 주요사업, 국립보건연구원의 결핵균의 생존에 영향을 주는 표적 발굴 기반 확보 및 이를 활용한 항결핵제 후보물질 개발 과제의 지원을 받아서 수행했다.