사이토카인 폭풍이란? 스페인 독감, 스톰

1918년에 세계적으로 유행했던 스페인 독감(Spanish flu)은 전 세계적으로 감염자 6억명, 사망자 4000 ~ 5000만명에 이르렀다고 합니다. 당시의 인구가 18억명 정도였으니 전세계인구의 약 1/3이 감염된 것이 됩니다. 감염자는 15~35세의 젊은층에 집중되었고 사망자의 사망 원인의 대부분은 바이러스 감염으로인한 급성 폐렴이었습니다.

당시에는 독감 바이러스에 관한 지식도 연구 기술도 확립되어 있지 않아 어떻게 그런 강력한 병원성을 가지고 있었는지는 의학계에서도 알수없었으며 당시 유행한 바이러스는 사라져 더 이상 그 바이러스에 대한 연구도 할 수 없었습니다.

그런데 일본의 연구 기관이 스페인 독감 바이러스의 유전자를, 이미 공표된 유전자 배열을 바탕으로 재구축해 인공 합성하는데 성공했습니다.

이 연구로 스페인 독감으로 많은 사람이 사망한 원인 중 하나는 바이러스에 대한 자연면역의 이상 반응(사이토카인 폭풍, 사이토카인 스톰)인 것이 확인됩니다 

 

 

 

 

 

사이토카인이란?

 

사이토카인은 세포에서 방출되어 면역 작용 및 항종양 작용, 항 바이러스 작용, 세포 증식과 분화 조절 작용등 특정 세포에 정보를 전달하는 단백질의 총칭을 말합니다.

면역은 세포 내에 이물질이 진입했을 때에 이물질을 침입자로 인식하고 방어하는 기능을 말하는데 면역 기능을 담당하는 백혈구, 대식 세포, 호중구, 림프구(T세포, B세포 및 기타)등의 각 세포가 공동 작업을 실시하기 위한 상호 작용을 지휘하는 것이 사이토카인입니다.

 

 

주요 사이토카인

 

▣ 인터류킨(Interleukin : IL)

(백혈구가 분비하는 면역계 세포 간의 조절 기능을 한다. IL-6은 대식 세포를 자극하여 급성 반응을 유도하고 IL-8은 호중구의 특정 방향으로의 이동을 유도하는 기능을 가진다)

▣ 림프구가 분비하는 것을 림포카인이라고 한다.

▣ 단핵구와 대식 세포가 생성하는 성분을 모노카인이라고 한다.

▣ 인터페론(Interferon : IFN)

(바이러스 증식 저지와 세포 증식 억제 기능을 가지고 있으며 면역계에서도 중요하다.)

 

 

사이토카인 폭풍(사이토카인 스톰)이란?

 

체내에 면역이 없는 신종 바이러스가 진입하면 몸 속에서 과잉 면역 반응을 일으킬 수 있습니다. 사이토카인 폭풍은 면역계의 방어 반응으로 사이토카인이 과잉 생산되어 알레르기 반응과 비슷한 증세를 일으키고 최악의 경우 사망에 이르는 작용을 말합니다.

 

 

 

 

 

 

 

면역 반응의 사이토카인의 역할

 

통상의 면역 반응을 살펴보면, 대식 세포는 이물질(병원체)를 잡아채 죽이는데 그 때 T세포에 이물질의 종류를 제시하는 형태로 "경고"를 발생합니다.

 

T세포는 그 경고에 따라 B세포에 항체 생산을 명령하지는데 그 명령을 전달하는 것이 인터류킨(IL-6)입니다. 그런데 B세포가 충분한 양의 항체를 만들기까지에는 시차가 있으니 대식 세포는 그 동안 병원체를 물어 죽이는 작용을 가진 호중구를 부릅니다.

 

이 때도 IL-6이 작동합니다. 주목해야 하는 것은 이들은 모두 감염 초기의 반응이라는것입니다. 만약 면역 반응이 순조롭게 진행된다면 인터류킨(IL-6)은 서서히 그 역할을 마치고 감소하게 됩니다.

 

 

바이러스 감염에 대한 면역 반응

 

바이러스는 세균과 다르게 혼자 분열, 증식할 수 없습니다. 왜냐하면 바이러스는 유전자를 단백질 껍질로만 감싼 존재이며 유전자를 토대로 새로운 바이러스를 생성하는 기능이 없기 때문입니다.

 

그래서 바이러스가 증식하기 위해서는 살아 있는 세포에 침투해 자신의 유전자를 설계도로 새로운 바이러스를 만들 필요가 있습니다. 인터페론(INF)은 세포에 작용하여 이 "바이러스의 유전자를 토대로 새로운 바이러스를 만드는 행위"를 차단하는 작용이 있습니다. 통상의 면역 반응이라면 INF가 증가하면서 바이러스의 증식이 억제됩니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

사이토카인 폭풍의 발생

 

과잉 면역 반응(사이토카인 폭풍, 사이토카인 스톰)의 발생에 대해서 알아보겠습니다.

스페인 독감에서는 일반적인 면역 반응일때 바이러스가 퇴치되면 감소해야할 인터류킨(IL-6)이 증가하고 바이러스 증식의 억제를 촉진하는 인터페론(INF)이 증가하고 있음을 실험을 통해서 알아냈습니다.

 

특히 생체 내의 인터류킨(IL-6)의 농도가 감염된 국소(인플루엔자로 말하면"폐"에 해당)에서 비정상적으로 증가하였습니다.

 

사이토카인 폭풍에 의한 폐의 질환

 

앞서 말한대로 감염된 국소(폐)에 사이토카인 폭풍이 일어난 경우에 어떤 상태가 되는지 알아보겠습니다.

폐 속은 매우 작은 방(폐포)으로 나뉘며 그 벽은 혈관이 밀집되어 있습니다. 받아들인 산소와 이산화 탄소를 효율적으로 가스 교환하기 위해 혈관과 공기가 대부분 직접 접촉하는데 그 표면적을 높이기 위해 안쪽이 잘게 나누어져 있습니다.

IL-6이 과잉 증가하면 급성 염증 반응을 일으키고 폐포의 내부에 수분과 호중구, 호중구의 사체 등이 쌓입니다. 그렇게되면 그 부위에서 가스 교환을 할 수 없고 점차 "폐렴"으로 악화되게 됩니다.

사이토카인 폭풍이 발생하면 이 과정이 더욱 강하게 일어나고 호흡 곤란이 발생하며 최악의 경우는 사망에 이르게 됩니다.

스페인 독감으로 사망(사이토카인 폭풍)한 것이 젊은층인 이유

 

앞선 연구에서 "스페인 독감은 어떠한 원인으로 체내에 사이토카인 폭풍이 발생하면서 급성 폐렴을 야기하고 다수의 사망자를 발생시킨 질병"이란것을 알수있었습니다.

그러나 여기서 의문스러운것은 스페인 독감의 사망자가 일반 독감으로는 사망하지 않는 15~35세의 젊은 층에 집중했다는 것입니다.

지금까지의 정설은 면역반응의 과잉으로 나타나는 증상이기 때문에 면역력이 높은 젊은층일수록 면역이 활성화되기 쉽고 과잉 반응을 일으킬 확률이 높다는 것입니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

전문지식이 있는것은 아니고 국내외의 여러 자료를 바탕으로 작성한 내용이라 다소 오류가 있을 수도있습니다. 하지만 대략적인 증상의 원인과 흐름은 충분히 파악되시리라 생각합니다.

잘못된 설명이 있으면 지적해주세요.

 

메르스로 온 대한민국이 고통받고있는 지금 안타깝게도 젊은 30대인 35번의사와 119번경찰관이 심각한 상태에 빠져있는데 이 사이토카인 폭풍이 의심된다고 합니다. 앞서 설명드린 과정을 겪고 있을것을 생각하니 마음이 아프네요. 모두가 봉사하는 직업이신데.....

두분과 함께 나머지 모든 환자 모두가 쾌유되시기를 바랍니다.