(In an in-depth study, NIH researchers consistently found blood vessel damage in the brains of COVID-19 patients but no signs of SARS-CoV-2 infections. Here is a high-resolution scan of a patient's brain stem. Arrows point to light and dark spots that are indicative of blood vessel damage observed in the study. Credit: NIH/NINDS.)
코로나 19는 기본적으로 호흡기 감염 질환이지만, 수많은 전신 합병증이 보고되고 있습니다. 뇌 및 신경과 관련된 합병증 역시 마찬가지인데, 바이러스 자체가 뇌 조직에 침투하는 것 같지는 않지만, 분명히 뇌 손상을 일으킬 수 있다는 보고가 늘어나고 있습니다. 미 국립 의료원 산하의 국립 신경 장애 및 뇌졸증 연구소의 아빈드라 나스 박사 (Avindra Nath, M.D., clinical director at the NIH's National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS))가 이끄는 연구팀은 중증 코로나 19로 사망한 19명의 환자를 부검해 SARS-CoV-2 바이러스가 어떻게 뇌로 직접 침투하지 않고도 뇌손상을 일으킬 수 있는지 조사했습니다.
코로나 19 사망자는 5세부터 73세까지 연령대가 다양으며 사망 시점도 진단 후 몇 시간에서 몇 개월 정도로 큰 차이가 있었지만, 조직학적으로 뇌 손상이 확인되었다는 공통점을 가지고 있었습니다. 연구팀은 부검에 앞서 일반 MRI 보다 4-10배 정도 정밀한 고출력 MRI (high-powered magnetic resonance imaging)를 이용해 후각을 담당하는 후구 (olfactory bulb)와 뇌와 척수를 연결하는 중요 부위인 뇌줄기 (brainstems)를 조사했습니다. 코로나 19 환자가에서 가장 뇌신경 관련 염증이 잘 발생한다고 알려졌기 때문입니다.
연구팀은 MRI 이미지에서 후구와 뇌줄기에 염증 반응을 의미하는 밝은 부분과 반복적인 출혈을 의미하는 어두운 부분 (사진)을 발견했습니다. 연구팀은 부검을 통해 얻은 조직에서도 더 자세한 이유를 알아낼 수 있었습니다. 밝은 조직은 혈관이 더 얇고 약해졌는데, 이는 염증 반응과 관련이 있는 소견입니다. 바이러스 자체 침투에 의한 것이 아니라 2차적인 면역 반응에 의한 것으로 이 조직에서는 T 세포와 함께 뇌의 자체 면역 세포인 미세아교세포 (microglia)를 관찰할 수 있었습니다. 반면에 어두운 부분은 면역 반응은 없는 대신 혈전과 약해진 혈관을 관찰할 수 있었습니다.
결론적으로 말하면 SARS-CoV-2 바이러스는 직접 뇌세포로 침투해 뇌손상을 일으키지는 않지만, 대신 면역 염증 반응을 통해 뇌 혈관 및 조직 손상을 유발하는 것으로 보입니다. 이렇게 복합적인 면역 반응을 일으켜 합병증을 유발하기 때문에 덱사메타손 같은 면역 억제제가 중증 환자에서 생존율을 높이는 데 오히려 도움을 유발하는 것으로 생각됩니다.
과학자들은 코로나 19의 다양한 합병증과 후유증에 대해서 다각도로 연구하고 있습니다. 결국 이런 바이러스 질환에 대한 이해가 생존율을 높이고 새로운 치료법을 개발하는 데 도움을 줄 것으로 생각합니다. (여담이지만, 1저자가 성함을 보니 NINDS 소속이지만 한국분인듯 하네요)
참고
Myoung-Hwa Lee et al, Microvascular Injury in the Brains of Patients with Covid-19, New England Journal of Medicine (2020). DOI: 10.1056/NEJMc2033369
https://medicalxpress.com/news/2020-12-results-deceased-covid-patients-brain.html
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