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.