우주에서 면역력이 떨어지는 이유는…

우주 공간에 체류하는 우주비행사는 감염증에 걸리기 쉽다. 이유는 우주 공간에선 백혈구 유전자 발현이 급격하게 변화하는 것에 있다고 한다.

국제우주정거장에 체재하는 우주비행사는 호흡기 질환, 비호흡기 질환, 피부 트러블 등에 걸리기 쉽다는 것. 또 감기 증상을 일으키는 EB바이러스, 수두, 대상포진, 헤르페스 바이러스 등 살아 있는 바이러스 입자를 더 배출하는 것으로 알려져 있으며 이는 우주 공간에서 인간 면역 시스템이 약해지기 때문으로 추정되고 있다.

캐나다우주청이 자금을 제공해 이뤄진 면역과 우주 관련 연구에 협력한 건 2015년부터 2019년 사이 4개월 반에서 6개월 반, 국제우주정거장에 체류한 우주비행사 14명이다. 우주비행사는 한 번에 4ml 채혈을 10회 실시했다. 비행 전 1회, 우주 비행 중 4회, 지구 귀환 후 5회다. 이 혈액으로부터 분리된 백혈구가 연구됐다. 유전자 1만 5,410개가 백혈구에서 각각 다른 단백질 생성을 한 것으로 나타났다.

이 유전자로부터 연구 시간 축에서 발현이 변화하는 2가지 클러스터를 확인했다. 클러스터 247과 29가 그것. 클러스터 247 유전자는 우주 공간에 돌입하면 감소하고 지구로 돌아갈 때 다시 돌아온다. 클러스터 29 유전자는 반대 패턴을 보였다.

두 클러스터 모두 단백질을 프로그래밍하는 유전자를 포함하지만 클러스터 247 유전자는 면역에 관한 것이며 클러스터 29는 세포 구조, 기능과 관련이 있다는 차이가 있다. 이런 변화는 우주 공간에서 급격히 면역 체계가 악화되는 걸 알게 됐다. 면역 체계가 약해진다는 건 우주 공간에서 우주비행사 감염 위험이 높아지기 때문에 그대로 성능이 저하될 가능성으로 이어진다.

연구 데이터는 우주 공간에서 악화된 면역 체계가 지구로 돌아오면 거의 복구가 된다는 걸 보여준다. 지구 귀환 후 평균 몇 주간 늦어도 1년 정도면 되돌아온다. 이 데이터로부터 우주비행사는 귀환 후 1개월은 감염 리스크가 높은 상태에 있다고 생각해두는 게 좋다. 다만 어디까지나 거의 복구되고 완전히 비행 전 상태로 돌아가는데 얼마나 걸리는지는 알 수 없다. 이는 연령이나 성별, 개개 유전자 차이 등에 따라 바뀔 수 있다. 연구팀은 우주 공간에서 백혈구 유전자 발현 변화를 림프계를 포함한 혈장이 하반신에서 상반신으로 이동하기 때문이 아닐까 가설을 내놓고 있다. 체액 이동에 의해 우주 공간 체재 시작 며칠 만에 현장이 10%에서 155 정도 감소했다. 체액 변화는 생리적 적응에 크게 영향을 준다고 한다. 여기에는 유전자 발현도 포함되어 있던 것으로 보인다.

연구팀은 이번 연구 성과가 장기적인 우주 체류에 있어 면역 억제 대응책에 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 면역 기능 장애와 무증상 염증을 감지하면 우주에 머무르는 우주비행사 건강 상태를 보호할 수 있다. 조기 발견은 중증화를 막는 키가 될 수 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.