중증환자에게서 호중구·케모콰인 다량 발현·활성화

코로나19 중증도 구별 연구 모델 요약도(KAIST 제공) 2020.09.07 / 뉴스1
코로나19 중증도 구별 연구 모델 요약도(KAIST 제공) 2020.09.07 / 뉴스1

(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 국내 연구진이 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 중증 환자와 경증 환자를 쉽게 판별할 수 있는 생체 표시물(바이오 마커)을 발견했다.파워볼게임

한국과학기술원(KAIST)은 의과학 대학원의 이흥규 교수 연구팀이 호중구와 당질코르티코이드의 연관성을 밝혀 코로나19의 중증도를 결정짓는 인자를 발견했다고 7일 밝혔다.

호중구(neutrophil)는 백혈구 중 50~70%를 차지하는 선천 면역세포로, 세균이나 곰팡이 감염 등에 대응하는 면역세포다. 당질코르티코이드(glucocorticoid)는 부신에서 만들어지는 호르몬으로 다양한 신체 기능 조절에 관여한다. 특히 면역반응을 억제하는 호르몬으로도 알려져 있다.

중증 코로나19 환자들은 급성 호흡곤란 증후군의 증상을 보이고 특히 폐 조직의 심한 손상이 관찰된다. 이에 대응해 호중구 등 다양한 면역체계들이 바이러스 감염으로부터 숙주를 보호하기 위해 면역반응을 보이지만 사이토카인 폭풍(과잉 염증반응)처럼 과도한 면역반응으로 오히려 장기를 손상시킬 수도 있다.

이 교수 연구팀은 유전자 발현 옴니버스(GEO)에 공개된 코로나19 감염 경증 및 중증 환자의 기관지 폐포 세척액에 존재하는 단일세포의 유전 정보를 분석했다. 그 결과, 그동안 곰팡이나 세균 감염 중심으로만 중요성이 알려진 호중구가 바이러스 감염에서 과활성화돼 중증 코로나19가 발생함을 밝혔다.

특히 연구팀은 대식세포 등의 골수 유래 면역세포 내에서 발현하는 ‘CXCL8’과 같은 케모카인 단백질에 의해 호중구 유입이 증가함을 밝혔다. 연구팀은 골수에서 유래한 면역세포 내의 당질코르티코이드 수용체 발현에 따라 CXCL8의 생성이 조절받으며, 이것이 결과적으로 호중구의 유입 및 활성도와 연관됨을 밝혔다.

이 교수는 “이번 연구 결과는 코로나19의 중증도를 결정하는 바이오 마커를 발굴한 것”이라며 “덱사메타손 등의 당질코르티코이드 억제제를 활용해 중증도를 개선할 치료제 개발에 실마리를 제공할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

중증 환자의 폐 세척액에서 더 높은 CXCL8 케모카인 발현과 호중구 유입이 관찰됨 (KAIST 제공) 2020.09.07 /뉴스1
중증 환자의 폐 세척액에서 더 높은 CXCL8 케모카인 발현과 호중구 유입이 관찰됨 (KAIST 제공) 2020.09.07 /뉴스1

KAIST 의과학대학원 박장현 석박사통합과정 대학원생이 제1저자로 참여한 이번 연구는 면역학 전문 학술지인 ‘프론티어스 인 이뮤놀로지'(Frontiers in Immunology)에 게재됐다. 이번 연구는 과학기술정보통신부의 코리아 바이오 그랜드 챌린지사업, 신약타겟발굴 및 검증사업 및 KAIST 코로나 대응 과학기술 뉴딜사업을 받아 수행됐다.

seungjun241@news1.kr

한국공학한림원 설문조사 결과..”자기주도학습 기회로 삼아야”

강현구 서울대 건축학과 교수가 강의하는 모습이다. 코로나19로 각 대학이 비대면 강의를 중심으로 재편된 현재는 당분간 볼 수 없는 풍경이 됐다. 한국공학한림원의 조사에 따르면, 갑작스럽게 시작된 비대면 교육은 학생의 체감 효율을 높여야 한다는 과제를 안게 됐다. 사진은 기사 내용과 특별한 관련은 없다. 서울대 공대 제공
강현구 서울대 건축학과 교수가 강의하는 모습이다. 코로나19로 각 대학이 비대면 강의를 중심으로 재편된 현재는 당분간 볼 수 없는 풍경이 됐다. 한국공학한림원의 조사에 따르면, 갑작스럽게 시작된 비대면 교육은 학생의 체감 효율을 높여야 한다는 과제를 안게 됐다. 사진은 기사 내용과 특별한 관련은 없다. 서울대 공대 제공

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)이 장기화되면서 국내외의 교육 현장에서 온라인 기술을 활용한 원격 비대면 교육이 늘었다. 실험과 실습이 많은 공학 교육도 예외가 아니다. 전국의 공대 교수와 학생을 대상으로 비대면 수업의 만족도를 조사한 결과가 나왔다. 대면 수업에 비해 효과가 아직 높지 않다는 평이 많은 반면 준비 시간이 많이 필요해 어려움이 가중되고 있다는 의견이 교수와 학생 모두에게서 제기됐다.  파워볼게임

조형희 연세대 기계공학부 교수와 강소연 연세대 공학교육혁신센터 교수팀은 지난달 31일 열린 한국공학한림원 공학교육혁신 온라인 포럼에서 4~7월 전국 공대 교수 100명과 대학생 4152명을 대상으로 비대면 수업의 효과와 만족도를 조사한 결과를 발표했다. 

조 교수는 “코로나 확산에 따라 공학 교육이 비대면으로 갑작스럽게 전환되면서 지난 학기에 많은 대학이 어려움을 겪었다”며 “학생들이 원하는 개선사항을 통해 비대면 공학 교육을 개선하기 위해 조사를 수행했다”고 밝혔다.

조사 결과에 따르면 교수와 학생 사이의 수업 만족도가 크게 엇갈리는 것으로 나타났다. 공대 교수들은 72%가 약간 또는 매우 만족한다고 답했다. 강소연 교수는 “짧은 준비기간에 비해 만족스러운 성과를 냈고, 공대에서 불가능하다고 생각한 ‘거꾸로 수업(과제 먼저 풀고 수업 듣는 방식)’을 시도할 수 있었다는 의견이 많았다”고 말했다.

하지만 학생의 만족도는 매우 낮았다. 약간 또는 매우 만족한다는 학생은 38%에 불과했고 보통이거나 만족하지 못한다는 답이 60%가 넘었다. 조 교수는 “교수들은 열심히 했다고 생각하지만 이미 중고교 시절 뛰어난 인터넷 강의를 들어본 학생들의 눈높이를 맞추지 못한 것”이라고 해석했다. 

비대면 공학 교육에 대해 교수(왼쪽)와 학생의 체감 효과를 대면 교육과 비교한 결과, 교수와 학생 모두 대면에 비해 효과가 높지는 않다는 평가를 내렸다. 한국공학한림원 제공
비대면 공학 교육에 대해 교수(왼쪽)와 학생의 체감 효과를 대면 교육과 비교한 결과, 교수와 학생 모두 대면에 비해 효과가 높지는 않다는 평가를 내렸다. 한국공학한림원 제공

효과에 대해서는 교수와 학생이 모두 회의적인 반응을 보였다. 교수 중 비대면 수업이 효과 있다고 답한 비율은 33% 수준이었고 학생은 25%만이 약간이라도 효과가 더 있다고 응답해 전체의 4분의 1~3분의 1만이 효과가 있다고 생각하는 것으로 나타났다.

특히 공학에서 중요한 실험의 만족도는 더 낮게 나왔다. 실험까지 동영상 강의로 진행한 경우가 가장 많았고 아예 가르치지 않은 경우도 많았는데 약간이라도 만족한다는 응답이 23%에 불과했다.파워볼게임

시간 투자가 많이 필요했다는 점은 교수와 학생 모두의 부담으로 다가왔다. 교수 절반 이상이 비대면 수업을 위해 평균 5시간 이상을 준비에 투자했으며 87%의 교수들은 이전의 대면수업보다 준비시간이 길었다고 답했다. 길어진 시간은 25%가 2시간이라고 답했으며 3시간 이상도 38%에 달했다.

여기에 비대면 특성상 과제를 늘리면서 과제 결과에 피드백을 제공하는 데 시간이 더 소요된다는 응답이 많았다. 학생 역시 비대면 수업의 여파로 과제가 늘어난 점을 주요한 부담으로 꼽았다. 그 외에 교수는 학생의 이해도를 파악하기 어렵다는 점을, 학생은 집중이 힘들고 질문하기가 어렵다는 점을 문제로 꼽았다.

조 교수는 “학생들은 시공간 제약 없이 학습할 수 있고 반복시청이 가능하며 학습 속도를 조절할 수 있다는 점을 긍정적으로 꼽았다”며 “개인 맞춤형 자기주도 교육을 정착시킬 기회가 될 수도 있다”고 해석했다. 그는 “학생들의 요구를 종합하면 교수와 학생간 소통 창구를 마련하고 피드백 방안을 제공하며 공정한 평가 방법을 마련할 필요가 있다”며 “또 디지털 내러티브 세대인 학생 눈높이를 맞춰 교수의 디지털 매체 활용 능력을 키워야 한다”고 말했다.
 

[윤신영 기자 ashilla@donga.com]

최대 규모 단일 수출..국내 중소 협력업체 성장 기대
“이재용 부회장의 차세대 이동통신 사업 육성 의지 결실”

5G [삼성전자 제공. 재판매 및 DB 금지]
5G [삼성전자 제공. 재판매 및 DB 금지]

(서울=연합뉴스) 채새롬 기자 = 삼성전자가 미국 버라이즌으로부터 국내 통신장비 산업 역사상 최대 규모의 5G 장비 계약을 따내며 미국 5G 시장에 본격 진출하게 됐다.

삼성전자는 미국 1위 통신사업자이자 이동통신 매출 기준 세계 1위 통신사업자인 버라이즌과 7조9천억원(미화 66억4천만달러) 규모의 네트워크 장비 장기 공급계약을 맺었다고 7일 공시했다.

이번 계약으로 삼성전자는 버라이즌에 5G 이동통신 장비를 포함한 네트워크 솔루션을 5년간 공급하고 설치, 유지보수를 하게 된다.

이 계약은 한국 통신장비 산업 역사상 최대 규모의 단일 수출 계약으로, 삼성전자 연결 자산총액의 10%에 해당한다. 10% 초중반대의 삼성전자의 5G 장비 시장 점유율도 이에 따라 크게 오를 것으로 전망된다.

삼성전자는 세계 최대 이동통신서비스 시장이자 세계 기지국 투자의 20∼25%를 차지하는 미국 시장 진출 20여 년 만에 핵심 장비 공급자로 인정받게 되면서 성과를 바탕으로 유럽 등 다른 지역에서도 추가 수주 가능성이 커졌다.

삼성전자는 작년 국내 통신사들과 세계 최초 5G 상용화를 한 데 이어 미국에서 버라이즌, AT&T, 스프린트에 5G 공급계약을 체결했다.

일본에서는 KDDI와 장비 계약을 맺은 바 있다.

이번 수주로 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)로 생긴 수출 공백을 메우면서 많은 중소 협력사들의 매출 확대와 고용 창출에도 기여할 것으로 전망된다.

삼성전자는 국내 중소 장비부품회사 86개사와 협력해 네트워크 제품을 제조하고 있다. 5G 장비는 국내 부품비중이 40∼60%에 달한다.

업계 관계자는 “세계 최대 시장인 미국의 1위 사업자인 버라이즌에 5G 장비를 대규모 공급함에 따라 삼성전자와 함께 국내 중소기업들이 글로벌 시장에서 동반성장 할 수 있는 큰 계기가 마련됐다”고 말했다.

삼성전자는 이번 수주가 이재용 부회장의 차세대 이동통신 사업 육성 의지가 결실을 본 것이라고 평가한다.

이 부회장은 2018년 ‘180조 투자계획’을 발표하며 인공지능(AI), 전장용 반도체, 바이오와 더불어 5G를 ‘4대 미래성장 사업’으로 지정하고 3년간 25조원을 투자해 집중 육성하겠다는 의지를 밝힌 바 있다.

이 부회장은 그간 미국, 아시아, 유럽 등의 글로벌 ICT업계 리더들과 활발히 교류하며 5G 네트워크 통신장비 마케팅 활동을 직간접적으로 지원했다.

삼성전자 관계자는 “이번 전략적인 장기 파트너십을 통해 버라이즌의 고객들에게 향상된 모바일 경험을 제공하기 위한 5G 혁신을 지속하겠다”고 말했다.

srchae@yna.co.kr

게티이미지뱅크
게티이미지뱅크

청바지는 100년이 넘는 세월 동안 사람들에게 사랑을 받아온 의류다. 질기고 튼튼함을 장점을 내세운 이 의류는 데님이라는 면으로 만든 천을 쓴다. 원래 천막을 만들던 소재였는데, 미국인 리바이 스트라우스가 1870년 광부들이 입은 헤진 바지를 보고 튼튼한 데님으로 만든 바지를 처음 내놓은 것이 전세계적으로 유행하는 청바지 시초가 됐다. 그런데 청바지 데님 소재가 최근 수년새 사람들이 전혀 살지 않는 북극에서 발견되기 시작했다. 수천에서 수만km 떨어진 곳에 사는 사람들이 입다버린 작은 청바지 조각이 미세 플라스틱과 함께 이제는 전세계 바다 환경을 위협하는 오염원으로 지목되고 있다. 

● 도시에서 수천 km 떨어진 북극제도에서 섬유조각 발견

캐나다 연구팀이 캐나다 오대호에서 실제 수집한 청바지 미세섬유 조각. 토론토대 제공
캐나다 연구팀이 캐나다 오대호에서 실제 수집한 청바지 미세섬유 조각. 토론토대 제공

미리암 다이아몬드 캐나다 토론토대 지구과학과 교수 연구팀은 이달 2일 청바지에서 떨어져 나온 미세 섬유가 강 폐수 뿐 아니라 오대호 호수와 북극 퇴적물에서 발견됐다는 연구 결과를 국제학술지 환경과학기술회보에 공개했다. 

미세 섬유는 보통 지름이 수 마이크로미터(μm∙100만분의 1m)에 해당하는 길쭉한 형태의 섬유다. 적혈구의 지름이 약 5μm, 사람의 머리카락이 약 50μm인 점을 감안하면 사실상 사람 눈에는 보이지 않는다. 사실 평소에도 눈에 보이지 않지만 옷을 한번 세탁할 때마다 엄청난 양의 미세섬유가 발생한다. 리처드 톰슨 영국 플리머스대 해양생물학과 교수팀은 2016년 6kg 정도의 옷을 세탁할 때 70만개의 미세 섬유가 발생한다는 연구결과를 국제학술지 해양오염학회지에 발표하기도 했다. 

다이아몬드 교수 연구팀은 이런 미세 섬유가 어디로 흘러가는지 추적해보기로 했다. 먼저 캐나다 오대호와 토론토 근처 휴론 호수, 캐나다 북극해 제도에서 퇴적물 샘플을 수집했다. 그런 다음 물질에 빛을 쏘였을 때 나타나는 고유한 진동으로 성분의 정체를 파악하는 라만 분광기와 현미경을 이용해 샘플을 분석했다. 

오대호 퇴적물에서는 미세섬유가 발견됐는데 이 중 23%가 데님에서 나온 미세섬유로 나타났다. 토론토 외곽의 휴론 호수에서 발견된 미세섬유 중 12%, 북극해 제도에서 발견된 미세섬유의 20%가 데님 성분으로 나타났다. 

데님에서 나온 미세섬유는 수심 1500m의 깊이에서도 발견됐다. 연구팀은 “사람들이 청바지를 즐겨 입으며 그만큼 많은 미세섬유가 발생했다”며 “북극에서 데님 미세섬유가 발견되는 것은 인간의 영향이 점점 확산하고 있다는 것을 보여준다”고 말했다. 업계에 따르면 전세계적으로 매년 12억벌 이상의 청바지가 매년 판매되는 것으로 추산되고 있다.  

●미세섬유 포함된 합성염료도 오염 가중 

연구팀은 청바지를 한 벌을 세탁할 때마다 약 5만개의 데님 미세섬유가 떨어져 나온다는 사실을 확인했다. 미세섬유 거름막이 설치된 폐수처리장 두 곳에서 나오는 폐수도 분석했는데, 이 두 곳에서만 하루 10억개의 데님 미세섬유가 자연으로 흘러가는 것으로 확인됐다. 

청바지의 염료로 사용되는 인디고도 문제가 되고 있다. 인디고는 기원전 2500년전부터 아시아와 이집트, 그리스에서 사용된 식물에서 얻을 수 있는 천연 염료다. 하지만 최근에는 수요를 맞추지 못해 화학적으로 합성되고 있다. 석유에서 얻은 벤젠을, 유독 물질인 아닐린으로 만든다. 아닐린은 인독실이라는 화학물질로 만들고, 이를 산화시키면 인디고가 만들어진다. 연구팀은 “오대호에서 수집한 바다빙어의 65%가 내장에 데님 미세섬유가 들어있었다”며 “화학 처리된 미세섬유가 생물에 어떤 영향을 미칠지 전혀 모른다”고 경고했다.

●500년 유지되는 합성 미세섬유 배출 심각

전문가들은 천연성분인 데님 외에도 합성섬유에서 나오는 미세섬유 양도 상당하다. 연구팀이 분석한 샘플에서 나온 합성섬유 양의 최소 21%에서 최대 51%까지 차지했다. 폴리에스터는 대표적인 합성섬유로 가격이 저렴하고 내구성이 높아 우리가 흔히 입는 스웨터와 운동복 등 대부분에 쓰인다. 국제 환경단체 그린피스에 따르면 지난해 기준 전체 옷감 중 약 60%를 차지하는 것으로 집계된다. 하지만 폴리에스터는 분해에 최소 500년이 걸리고 태울 경우 발암물질인 휘발성 유기화합물이 배출된다. 

미국 캘리포니아에서는 미세섬유 규제를 위한 법안을 지난해 통과시켰다. 의류 제조업체가 자연으로 배출되는 미세섬유 양을 줄이고 관련 여과 시스템을 설치해야 한다는 게 골자다. 모든 공공기관에 내년 1월까지 여과 시스템을 다는 내용도 포함됐다. 미국 코네티컷과 뉴욕도 비슷한 내용의 법안을 지난 2018년 통과시켰다. 영국도 미세섬유 규제 법안을 준비 중인 것으로 알려졌다. 한국의 경우 화장품 관련 미세플라스틱 규제만 있을 뿐 미세섬유 관련 규제는 없다.

[고재원 기자 jawon1212@donga.com]

美 예일대 연구팀 ‘이이제이’ 가능성 제시
일반 감기 늘때 신종플루 감소한 점 주목

[서울신문]

엘런 폭스먼 미국 예일대 교수
엘런 폭스먼 미국 예일대 교수

미국 연구진이 이이제이(以夷制夷) 방식으로 감기 바이러스가 계절성 독감을 차단할 수 있다는 가능성을 제시해 주목받고 있다.

엘런 폭스먼 미국 예일대 의대(면역생물학) 교수가 주도해 실험의학교실, 면역생물학교실, 내과학교실이 참여한 공동연구팀은 일반적으로 감기를 일으키는 여러 바이러스 중 하나인 리노바이러스가 계절성 독감 바이러스를 차단하는 데 효과적인 ‘방패’가 될 수 있다고 6일 밝혔다. 가을이 시작되면 코로나19와 계절성 독감이 동시에 유행하는 ‘더블 팬데믹’에 대한 우려가 커지고 있는 상황을 막을 수 있다는 점에서 크게 주목받고 있다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘랜싯 미생물’ 5일자에 실렸다.

리노 바이러스는 감기를 일으키는 원인 바이러스의 50% 가까이를 차지하고 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 2009년 신종플루가 유행했던 시기에 유럽 일부 국가에서 일반 감기 환자가 늘어났던 시기에는 신종플루 감염자 숫자가 눈에 띄게 감소했다는 점에 주목했다. 연구팀은 2016~2017년, 2017~2018년, 2018~2019년 11월 1일부터 3월 1일까지 3개 겨울철에 예일대 의대 부속 뉴헤이븐병원에서 ‘다중·중합효소연쇄반응법’(multiplex PCR)이라는 바이러스 검출 진단을 받은 21세 이상 성인 1만 3000명의 임상 기록을 분석했다.

분석 결과 일반 감기에 걸렸던 환자는 독감 바이러스가 체내에 침투하더라도 바이러스 양이 일반적인 독감 감염환자처럼 폭발적으로 증가하지 않는다는 사실을 확인했다. 감기에 걸렸던 환자는 독감 바이러스에 대한 저항성을 갖는다는 것이다. 연구팀은 사람의 호흡기 상피세포를 추출해 리노 바이러스를 감염시킨 다음 독감 바이러스를 감염시키고 변화를 관찰했다. 그 결과 감기 바이러스에 먼저 노출된 상피세포는 독감 바이러스와 만나더라도 바이러스가 증가하지 않아 감염되지 않는 것으로 나타났다.

폭스먼 교수는 “이번 연구에 따르면 감기바이러스에 감염되는 경우 초기 면역체계인 항바이러스 성분인 인터페론의 체내 생산을 촉발시킨다”고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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