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[바이오토픽] 회복기 COVID-19 환자에서 T세포 발견, 장기면역에 희소식
의학약학 양병찬 (2020-05-18)

회복기 COVID-19 환자에서 T세포 발견, 장기면역에 희소식

Credit: Cell

연구의 하이라이트
① Measuring immunity to SARS-CoV-2 is key for understanding COVID19 and vaccine development
② Epitope pools detect CD4+ and CD8+ T cells in 100 and 70% of convalescent COVID patients
③ T cell responses are focused not only on spike but also on M, N and other ORFs
④ T cell reactivity to SARS-CoV-2 epitopes is also detected in non-exposed individuals


T세포(T cell)로 알려진 면역계의 전사(戰士)는 인체가 일부 바이러스와 싸우도록 도와주지만, COVID-19를 초래한 SARS-CoV-2와의 싸움에서 얼마나 중요한 역할을 하는지는 아직 알려져 있지 않았다. 이제 두 연구팀은 "COVID-19 환자가 보유한 T세포가 SARS-CoV-2를 겨냥하며, 환자가 COVID-19에서 회복되도록 도와줄 수 있다"고 보고했다. 또한 그들은 "SARS-CoV-2에 감염된 사람들 중 일부도 그런 세포성 면역반응(cellular defense)을 보이는데, 그 이유는 종전에 다른 코로나바이러스에 감염된 적이 있기 때문인 듯하다"고 보고했다.

"이것은 고무적인 데이터다"라고 컬럼비아 대학교의 안젤라 라스무센(면역학)은 말했다. "이번 연구들은 'SARS-CoV-2 감염에서 벗어난 사람들이 미래에 바이러스를 무찌를 수 있는지'를 명확히 밝히지는 않았지만, 강력한 T세포 반응을 확인했다. 이는 그들이 장기적인 방어면역(protective immunity)을 획득했음을 보여주는 청신호다." 또한 이번 연구는 연구자들이 더 나은 백신을 개발하는 데 도움이 될 것으로 보인다.

현재 개발 중인 100여 가지 COVID-19 백신들은 주로 다른 면역반응, 즉 항체(antibody)에 초점을 맞추고 있다. 항체란 B세포가 만드는 단백질로서, 전형적으로 SARS-CoV-2에 달라붙어 세포에 침입하지 못하게 한다. 그에 반해, T세포는 두 가지 상이한 방법으로 감염을 물리친다. 첫째로 도움 T세포(Thp: helper T cell)는 B세포와 다른 면역반응에 시동을 걸며, 둘째로 킬러 T세포(CTL: killer T cell)는 감염된 세포를 색출하여 파괴한다. 질병의 중증도(severity)는 두 가지 T세포의 힘에 의존할 수 있다.
 

☞ 바이러스에 대한 면역반응 총정리: 우리는 어떻게 면역성을 획득하나?(한글번역: 참고 3)

(이미지를 누르시면 원본으로 보실 수 있습니다. )


라호야 면역학연구소(La Jolla Institute for Immunology)의 셰인 크로티와 알레산드로 세테(면역학)가 이끄는 연구팀은 생물정보학 도구를 이용하여, 어떤 바이러스 단백질 단편(viral protein piece)이 가장 강력한 T세포반응을 촉발하는지 예측했다. 그런 다음, 그들은 (경미한 COVID-19에서 회복된) 10명의 환자에게서 채취한 면역세포를 그런 바이러스 단백질 단편에 노출시켰다.

그 결과, 모든 환자들은 Thp를 보유하고 있으며, 그것들이 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질(바이러스의 세포내 침투를 가능케 하는 단백질)을 인식하는 것으로 밝혀졌다(참고 1). 또한 환자들은 SARS-CoV-2의 다른 단백질에도 반응하는 Thp를 보유한 것으로 밝혀졌다. 다음으로, 연구팀은 70%의 환자에게서 바이러스 특이적 CTL(virus-specific CTL)를 탐지했다. "면역계는 SARS-CoV-2를 인식하여 효과적인 면역반응을 작동시킨다"라고 세테는 말했다.

라호야팀의 연구결과는, 베를린 샤리테 대학병원의 안드레아스 틸(면역학)이 4월 22일 《medRxiv》에 포스팅 한 논문과 일치한다(참고 2). 그는 COVID-19로 병원에 입원한 18명의 환자 중 15명에서 스파이크 단백질을 겨냥하는 Thp를 확인했다고 발표했다.

또한 두 연구팀은 'SARS-CoV-2에 감염되지 않은 사람도 그 바이러스와 싸우는 면역세포를 만들까?'라는 의문을 품었다. 틸과 동료들이 68명의 미감염자에서 채취한 혈액을 분석한 결과, 그중 34%가 SARS-CoV-2를 인식하는 Thp를 보유하는 것으로 밝혀졌다. 그리고 라호야팀은 2015-2018년 사이(현행 팬데믹이 시작되기 한참 전)에 수집하여 저장한 혈액 중 절반에서 그런 교차반응성(crossactivity)을 발견했다. 그런 '착한 면역세포'들이 존재하는 이유가 뭘까? 연구자들은, 그게 과거의 감염에 의해 촉발되었을 가능성이 높다고 생각하고 있다. 왜냐하면 과거에 인간에게 감기를 초래한 네 가지 인간코로나바이러스들이 SARS-CoV-2와 비슷한 단백질을 보유하고 있었기 때문이다.

"이번 연구들이 시사하는 것은, 많은 사람들이 SARS-CoV-2를 처치할 수 있는 이유 중 하나는 과거에 흔한 바이러스성 감기에 노출되었을 때의 잔여면역성(residual immunity)을 약간 보유하고 있기 때문이라는 것이다"라고 아이오와 대학교의 스티븐 바가(바이러스면역학)는 말했다. 그러나 두 연구 모두, 교차반응성을 보유한 사람들이 COVID-19에 걸리지 않는다는 사실을 확립하려고 시도하지는 않았다.

이번 연구결과가 발표되기 전까지, 연구자들은 'T세포가 SARS-CoV-2를 제거하는 데 일익을 담당하는지', 심지어 'T세포가 위험한 면역계 과잉반응을 촉발할 수 있는지' 여부를 알지 못했다. "이번 논문은 정말로 유용하다. 왜냐하면 면역반응에서 T세포라는 요소를 정의하기 시작했기 때문이다"라고 라스무센은 말했다. 그러나 라스무센을 비롯한 다른 과학자들은 "이번 연구결과가 'COVID-19에서 회복한 사람들은 재감염에서 보호될 수 있다'고 시사하지 않는다"고 경고하고 있다.

"항체 생산을 촉진하기 위해, 항(抗)바이러스 백신은 Thp를 자극해야 한다"라고 크로티는 말했다. "COVID-19 사례에서 SARS-CoV-2에 대항하는 '훌륭한 Thp'를 발견했다는 것은 고무적이다." "이번 연구결과는 백신을 설계하는 데 유의미한 시사점을 던진다"라고 노스캐롤라이나 채플힐의 레이철 그레이엄(바이러스학)은 말했다. 현재 개발되고 있는 백신들은 대부분 스파이크 단백질에 대한 면역반응을 촉발하는 것을 목표로 하고 있다. 그러나 라호야팀의 연구는 'T세포가 여러 가지 바이러스 단백질에 반응한다'는 점을 확인했다. 이는 T세포를 자극하는 백신의 효과가 우수할 수 있음을 시사한다. "하나의 단백질에만 집중하지 않는다는 것이 중요하다"라고 그레이엄은 말했다.

※ 참고문헌
1. http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30610-3
2. https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.17.20061440v1
3. https://drive.google.com/file/d/1xVgwnOrfilf7rwKzvZ91yQdqrfsJ6yak/view?fbclid=IwAR0wQXHQ7FRvyTP1tJ6SL3VWuigHyhvcYVLkELxBgmSQTkiOkP3olsgHLMs

※ 출처: Science https://www.sciencemag.org/news/2020/05/t-cells-found-covid-19-patients-bode-well-long-term-immunity

 

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양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로...
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