혈액뇌장벽은 혈관과 조직이 매우 촘촘하게 그물을 형성해 물, 산소, 이산화탄소 등 선택된 일부 물질만 뇌 속으로 이동하게 하고 세균이나 항암제 같은 물질의 이동은 차단한다. 연구를 이끈 더블린대 트리니티 칼리지의 매슈 캠벨 교수(유전학)는 “혈액과 뇌의 물질 균형을 조절하는 것이 핵심”이라며 “균형이 깨지면 신경 기능에 변화를 일으킬 수 있고 기억의 통합 저장을 담당하는 뇌 영역에서 이런 일이 발생하면 큰 혼란을 초래할 수 있다”고 설명했다.
연구진은 2020년 3, 4월에 코로나19에 감염돼 입원한 76명의 환자와 팬데믹 이전 25명의 혈청 및 혈장 샘플을 비교, 분석했다. 그 결과 뇌안개 증세를 자진 신고한 14명의 코로나 환자 샘플에서 무증상 환자나 코로나에 걸리지 않은 사람의 샘플보다 S100β라는 단백질 수치가 더 높다는 사실을 발견했다.
S100β는 뇌 내에서 세포에 의해 생성되는 단백질로 정상적인 경우 혈액에서는 발견되지 않는다. 따라서 이 단백질이 혈액에서 발견됐다는 것은 혈액뇌장벽에 이상이 생겼음을 시사한다.
이후 연구진은 코로나19에서 회복된 10명과 롱 코비드 환자 22명을 모집했다. 22명의 롱 코비드 환자 중 절반인 11명은 뇌 안개 증세가 있다고 보고했다. 그 시점에서 아무도 코로나19 백신을 맞지 않았고, 코로나로 인해 병원에 입원하지 않았다.
연구진은 이들을 대상으로 염색약을 정맥으로 투여한 뒤 자기공명영상(MRI) 검사를 실시했다. 그 결과 뇌 안개 증상을 보고한 롱 코비드 환자들은 실제로 혈액뇌장벽에서 누출 징후를 보였다. 반면 증상이 없거나 회복된 환자는 그런 징후를 보이지 않았다. 혈액 뇌 장벽이 더 단단한 사람은 롱 코비드에 걸려도 뇌안개 증세를 보이지 않을 수 있다는 말로 모든 환자에서 증상이 발생하지 않은 이유를 설명했다.
참가자의 하위 그룹에 대한 추가 연구에서는 뇌 안개가 있는 롱 코비드 환자도 도 응고와 관련된 단백질 수준이 증가한 징후를 보였다는 사실이 밝혀졌다. 캠벨 교수는 응고와 관련된 단백질의 파괴가 혈관을 둘러싸고 있는 세포의 파괴와 밀접하게 연관될 수 있기 때문에 이러한 결과는 놀라운 일이 아니라고 지적했다. 그는 “뇌안개를 포함한 많은 신경학적 질환을 을 단순히 혈액뇌장벽의 완전성을 조절해 치료할 수 있다는 전체 개념이 정말 흥미롭다”고 말했다.
이번 연구는 롱 코비드 환자에 초점을 맞추고 있다. 하지만 그 결과는 광범위한 검증 작업을 거쳐야 하겠지만 만성피로증후군(ME) 같은 다른 질환으로 인한 뇌 안개와 관련됐을 수도 있다고 캠벨 교수는 밝혔다.
뇌의 혈전이 롱 코비드 관련 뇌안개의 한 원인일 수도 있음을 시사하는 초기 연구를 발표했던 옥스퍼드대의 폴 해리슨 교수(정신의학)는 “뇌안개 증세를 보인 사람에게서 뇌혈관 내벽의 이상이 발생한다는 것을 보여주고, 비정상적인 혈액 응고도 그에 기여한다는 증거를 추가한 중요한 연구”라고 평가했다. 그러나 그 결과가 1차 유행에서 코로나19에 걸린 환자들에게서 나온 것이라는 점에서 이후 코로나19 변이 바이러스에 감염된 환자나 백신 접종자에서도 동일한 메커니즘이 일어나는지 여부는 불분명하다는 한계가 있다고 지적했다.
영국 킹스칼리지런던대(KCL)의 클레어 스티브스 교수(유전역학)는 뇌안개가 명확하게 정의되지 않고 참가자들에 의해 자가 보고된데다 참가자들의 수가 적었다는 것도 연구의 한계라고 지적했다. “따라서 이러한 결과가 이런 현상을 경험한 수백만 명의 사람들에게 얼마나 적용 가능한지 확신하기 어렵다”고 그는 말했다.
해당 논문은 다음 링크(https://www.nature.com/articles/s41593-024-01576-9)에서 확인할 수 있다.