코로나19 에크모 환자 혈액검사만으로 생존 예측

코로나19 에크모 환자의 혈액검사만으로 생존예후를 정확히 예측할 수 있게 됐다.

조성범 가천의대 교수(유전체의과학연구소장), 손국희 교수(길병원 심장혈관흉부외과), 국립보건연구원 신종바이러스연구센터 공동연구팀이 코로나19 중증 환자의 생명을 유지하는 에크모(ECMO체외막산소공급) 치료 환자에서 혈액검사만으로 생존 예후를 정확히 예측할 수 있는 전사체 바이오마커를 처음으로 발견했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 Genes Diseases(IF14.1) 최신호에 게재됐다.

그동안 코로나19 진단 및 중증도 파악을 위한 바이오마커는 다수 보고됐지만, 에크모 치료를 받는 최중증 환자의 생존 예후를 특정해 예측하는 유전체 마커는 존재하지 않았다.

이 연구는 2021년부터 질병관리청과 대한심장혈관흉부외과학회의 주도로 구축된 전국 13개 병원의 코로나19 환자 코호트 데이터를 활용했다. 만 19세 이상 중증 급성호흡기증후군으로 ECMO 치료를 받은 환자의 유전자 발현 데이터를 정밀 분석한 결과, 환자의 생존 예후를 예측하는 분자 마커 및 면역 기전을 규명하는 데 성공했다.

연구진은 메타분석을 통해 생존 그룹과 비생존 그룹 간 발현 차이가 명확한 SHROOM1과 TKTL1을 포함하는 310개 주요 유전자를 발굴했으며, T세포 관련 면역 경로가 환자의 생사와 유의한 연관이 있는 핵심 기전임을 확인했다.

임상 정보만을 이용한 예측 모델은 성능지표인 AUC(area under curve)가 0.79인 반면, 발견된 유전자의 발현자료를 이용한 인공지능 예측 모델은 더 뛰어난 성능(AUC = 0.931.00)을 갖는 것으로 밝혀졌다.

또 발굴된 310개 바이오마커 유전자는 공개된 다른 코로나19 환자의 전사체 자료에서도 높은 유효성과 예측 능력을 일관되게 입증했다.

이번 연구결과는 ECMO라는 고난도 정밀 치료가 필요한 중증 감염병 환자에게서 혈액 기반 전사체 분석을 통해 예후를 선제적으로 파악할 수 있는 정밀의료 기반을 마련했다는 점에서 학술적임상적 의의가 매우 크다는 평가다.

연구진은 T세포 면역 반응이 중증 코로나19 환자의 ECMO 치료 예후를 판단할 수 있는 주된 요인임을 밝혀냈다라면서 이번에 규명한 전사체 바이오마커는 향후 유사한 호흡기 감염병 팬데믹 상황에서 중증 환자에 대한 맞춤형 치료법 결정에 핵심적인 지표로 활용될 것이라고 강조했다.