코로나 장기 후유증, 세로토닌 고갈시켜...‘브레인 포그’의 잠재적 원인
#참고1: Serotonin reduction in post-acute sequelae of viral infection
#참고2: Researchers offer hypothesis for long COVID brain fog
#참고4: Long COVID, ‘Long Cold’: What to Know About Post-Acute Infection Syndromes
#참고5: What Do We Know About Long COVID? (미국국립보건원 NIH, National Institutes of Health)
2020년 코로나바이러스감염증-19(이하 코로나19)가 등장한 이후 코로나19의 미스터리를 추적해왔다면, 인터페론*과 세로토닌*이 코로나 바이러스에 맞서 싸운 ‘전투원’의 단서가 되었다는 것을 알게 될 것입니다.
코로나19의 급성 감염이 사라진 후에도 증상이 오랫동안 지속되는 것에는 종종 두 가지 이유가 지목됩니다. 하나는 SARS-CoV-2(코로나 바이러스)가 바이러스 저장소에 여전히 남아 있는 것과 다른 하나는 감염에 의해 가라앉지 않고 지속되는 염증입니다.
▪인터페론(interferon): 시토카인(cytokine)의 일종으로 숙주 세포가 바이러스, 세균, 기생균 등 다양한 병원체에 감염되거나 혹은 암세포 존재 하에서 합성되고 분비되는 당단백질이다. 일반적으로 바이러스에 감염된 세포에서 분비되는 제 1 형 인터페론이 많이 알려져 있으며 주변 세포들이 항바이러스 방어 효과를 나타낼 수 있도록 돕는다.
▪세로토닌(serotonin):모노아민 신경전달물질(monoamine neurotransmitter)로 5-hydroxytryptamine(5-HT) 라고도 한다. 세로토닌은 트립토판(tryptophan)으로부터 생합성되며 위장관, 혈소판, 그리고 중추신경계에서 주로 발견된다. 세로토닌은 잘 살기(well-being)와 행복감 등을 느끼는 데 필요한 것으로 잘 알려져 있다.
월요일 Cell에 발표된 새로운 연구는 이러한 가설을 통합하는 방식으로 만성 코로나19 후유증*은 그 원인이 인터페론과 세로토닌에 있음을 밝혔습니다. 이를 통해 "브레인 포그(brain fog)*" 또는 사람들이 겪고 있는 신경 인지 장애도 설명할 수 있게 되었습니다.
▪만성 코로나19 후유증(long COVID): 미국국립보건원(NIH, National Institutes of Health)에 따르면 코로나19의 증상이 4주 또는 그 이상 지속되는 경우를 ‘long COVID’ 즉, 코로나 장기 후유증이라고 한다.
▪브레인 포그(brain fog): 머리에 안개가 낀 것처럼 멍한 느낌이 지속돼 생각과 표현을 분명하게 하지 못하는 상태를 일컫는다. 집중력 감소, 기억력 저하, 피로감, 우울 등의 증상을 동반하며 방치할 경우 치매 발병 위험이 높아진다.
펜실베이니아 대학 연구진이 이끄는 연구팀은 코로나19가 장기간 지속되어 말초 세로토닌(뇌뿐만 아니라 우리 몸에서 순환하는 세로토닌)이 고갈되면, 그 결핍이 기억력과 기타 뇌 기능을 손상시킨다는 결론을 내렸습니다. 연구진은 향후 추가 연구를 통해 만성 코로나19 후유증에 대한 치료법 개발이 가능해지기를 희망했습니다.
이 연구는 만성 코로나19 후유증에 걸린 사람과 완전 회복된 사람의 혈액 내 대사산물 분석뿐만 아니라, 감염 및 바이러스 지속성을 재현하는 동물 모델에 기초합니다. 세로토닌 수치는 만성 코로나19 후유증 환자에게서 현저히 낮았는데, 이는 인터페론 수치의 상승으로 인해 발생했을 가능성이 높습니다. 일부 만성 코로나19 후유증 환자의 대변에는 여전히 바이러스가 검출되는 것으로 보아 위장기관에 바이러스 저장소가 있을 것으로 추측됩니다. 위장기관은 바이러스와 싸우기 위해 면역 체계에서 방출되는 단백질인 인터페론이 염증을 유발하여 세로토닌 전구체인 아미노산 트립토판의 수준을 낮추는 곳입니다.
낮은 세로토닌 수치는 장(腸)과 뇌(腦)의 연결인 미주 신경* 신호를 약화시킵니다. 세로토닌 신호는 또한 혈액 응고, 위장관 및 중추 신경계에 영향을 미칠 수 있어, 불안과 우울증에 영향을 끼칠 수 있는 뇌뿐만 아니라 몸에서 가장 중요한 신경 전달 물질 중 하나가 됩니다. 연구에 따르면 코로나19 증상이 오래 지속될수록 말초 세로토닌 수치가 낮아지는 것으로 나타났습니다.
▪미주 신경: 12쌍의 뇌신경 중 열번째에 해당되는 뇌신경으로, 심장, 폐, 부신, 소화관 등의 무의식적인 운동을 조절하는 자율신경계의 부교감 신경 가지의 중요한 구성 요소입니다. 목 부근에서 결장의 일부까지 운동 부교감신경 섬유를 제공하며, 골격근의 운동 조절, 심박수 조절, 장의 연동운동 등에 관여합니다.
지난 달 아이칸 마운트 시나이(Icahn Mount Sinai)에 있는 코헨 복합 만성 질환 회복 센터의 데이비드 푸트리노(David Putrino)와 Yale 면역학자인 Akiko Iwasaki가 포함된 팀은 Nature에 다른 환자와 비교하여 만성 코로나19 후유증 환자의 혈액 샘플에서 뚜렷한 차이를 발견했다고 보고했습니다. 비정상적인 T 세포 활동, 잠복 바이러스의 재활성화, 코티솔 수치 감소 등 만성 코로나19 후유증 환자에게서 면역 및 호르몬 기능 장애가 나타났습니다.
Putrino는 해당 논문에 대한 인터뷰에서 "이것은 오랜 코로나바이러스에서 반복적으로 나타난 장내세균 불균형과 직접적인 관련이 있다."라고 언급하며, “모든 만성 코로나19 후유증 환자가 세로토닌 수치가 낮은 것은 아니다. 모든 환자가 아침에 코티솔 수치가 낮은 것은 아니다. 또한 T세포 피로를 겪는 것도 아니다. 하지만 이 증상들은 우리가 검토해야만 하는 것들이다.”라고 말했습니다.
또한 “만성 코로나19 후유증을 더 잘 이해하고 치료하기 위해서는 시험해야 할 가설을 구축한 다음, 구축한 가설과 일치하는 발견들을 가지고 미래의 전염병과 감염 후유증에 적용하는 것”이라고 하면서, “현재로서는 해당 연구 결과로 개별 환자에 대하여 수행해야 하는 테스트나 만성 코로나19 후유증에 효과적일 수 있는 치료법 측면에서 어떠한 변화도 없을 것이지만, 장기적으로는 코로나19를 더 잘 파악할 수 있고, 이것이 향후 실효적인 치료법으로 이어질 수 있을 것”이라고 하였습니다.