장출혈성 대장균의 '숨은 공범' 찾았다…혈전 합병증 새 경로 규명

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 흔한 식중독으로 생각하기 쉽지만 때로는 치명적인 합병증을 동반하는 장출혈성 대장균의 또 다른 원인이 밝혀졌다.

한국연구재단은 충남대학교 정한영 교수와 한양대학교 배옥남 교수 공동연구팀이 장출혈성 대장균 감염 환자에게서 나타나는 위험한 혈전 합병증의 숨은 기전을 규명했다고 9일 밝혔다.

식중독 원인균으로 알려진 장출혈성 대장균은 일부 환자에게서 용혈성 요독증후군이나 혈전성 미세혈관병증 같은 치명적 합병증으로 진행될 수 있어 주의가 요구된다.

지금까지 학계에서는 시가독소를 장출혈성 대장균으로 인한 혈전 합병증의 주된 원인으로 주목해 왔지만 감염 환자에게서 관찰되는 혈전 반응을 시가독소로만 설명하기에는 한계가 있었다.

특히 혈전은 적혈구가 응고 촉진 상태로 전환될 경우 응고 반응이 급격히 증폭될 수 있다. 이런 경우에서도 어떤 독소가 적혈구를 직접 변화시켜 혈전 반응을 키우는지에 대한 인과 관계가 명확히 정리되지 않아 질병에 대한 해결책 마련이 어려운 상황이었다.

공동연구팀은 RTX 계열 독소(EhxA)가 적혈구 내 칼슘 농도를 높이고 인지질(PS)을 외부로 노출시켜 적혈구를 혈전 촉진 상태로 전환시킨다는 사실을 실험을 통해 입증했다.

인체 유래 적혈구를 이용한 시험관 내 실험에서 장출혈성 대장균이 분비하는 RTX 계열 독소가 막에 구멍을 형성하면 적혈구 내부로 칼슘 유입이 늘면서 적혈구 표면에 인지질 노출이 증가하게 된다.

인지질이 노출된 적혈구는 응고 촉진 활성이 높아져 혈액 응고 효소인 트롬빈 생성을 강화하게 되는데, 이 과정에서 적혈구–혈관 내피세포 부착과 적혈구 응집이 촉진된다.

이런 연쇄 반응은 혈관 내 응고 반응을 증폭시켜 최종적으로 정맥 혈전증으로 이어질 수 있음을 개략적으로 보여준다.

동물 실험 결과 장출혈성 대장균 감염 시 적혈구 변화와 정맥 혈전 형성이 증가한 반면, RTX 계열 독소 결손 균주 감염에서는 적혈구 형태 변화와 혈전 지표가 함께 감소한 것으로 확인됐다. 이는 본 연구에서 제시한 경로가 생체 내 혈전 형성으로 이어질 수 있다는 사실을 뒷받침한다.

이번 성과는 감염성 혈전 합병증을 '시가독소–혈관 손상' 중심으로만 보던 관점을 넓혀 'RTX 계열 독소–적혈구' 축이라는 새로운 기전을 제시했다는 점에서 의의가 있다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 "향후 EhxA/RTX 독소 중화·차단 접근과 적혈구 변화 지표 기반의 혈전 위험도 평가·대응 전략 수립에 과학적 근거로 활용될 수 있다"고 설명했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 개인기초연구 및 선도연구센터(MRC) 사업 지원을 받아 수행된 이번 연구 성과는 다학제 국제학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 온라인 출판됐다.

jongseo12@news1.kr