코로나 스파이크, 뇌 시냅스 손상으로 기억·집중력 저하 메커니즘 규명

핵심 요약

2025년 12월 10일 질병관리청 국립보건연구원 연구팀은 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질(S1)이 동물실험에서 뇌에 도달해 시냅스 기능을 저해함으로써 기억력과 집중력이 떨어지는 기전을 규명했다고 발표했다. 쥐 모델에서 S1 투여 후 학습·기억 검사에서 수행 저하와 불안 행동 증가가 관찰됐고, 해마의 신경세포 수 감소와 치매 관련 독성 단백질 축적이 확인됐다. 연구진은 당뇨병 약물인 메트포르민을 함께 처리했을 때 시냅스 기능 회복과 독성 단백질 축적 감소를 확인하고 임상 검토의 필요성을 제시했다.

핵심 사실

• 발표 일시와 기관: 2025년 12월 10일, 질병관리청 국립보건연구원(연구 책임자 고영호 박사)이 실험 결과를 공개했다.
• 실험 모델: 쥐에 S1(스파이크 단백질) 코(비강) 투여를 통해 뇌 영향과 행동 변화를 관찰했다.
• 행동 결과: 숨겨진 플랫폼을 찾는 시간이 길어지는 등 학습·기억 수행이 저하되고, 새로운 환경에서 불안 행동이 증가했다.
• 분자·세포 변화: S1 투여 후 NMDA 수용체 관련 유전자 발현이 감소했고, 해마의 신경세포 수가 6주 후 줄어든 것이 관찰됐다.
• 퇴행성 단백질 증가: 알파 시누클레인과 타우 단백질 축적이 늘어나 장기적 손상 가능성을 시사했다.
• 약물 개입: 메트포르민을 동시 처리한 군에서 신경세포 기능 회복과 독성 단백질 축적 감소가 관찰됐다.
• 연구의 의미: 연구진은 동물실험을 근거로 만성 코로나 증후군 중 인지장애의 병리 기전을 제시하고, 임상시험 검토를 권고했다.

사건 배경

코로나19 유행 이후 일부 환자에서 감염 회복 후에도 지속되는 피로, 두통, 집중력 저하 등 이른바 ‘롱코비드(Long COVID)’ 증상이 보고돼 왔다. 특히 인지기능 저하는 생활과 노동 능력에 직접적인 영향을 주어 보건당국과 임상의의 관심을 끌었다. 학계에서는 이러한 증상이 바이러스의 직접적 신경 침투인지, 전신 염증·혈관 손상 등 간접적 기전 때문인지에 대한 논쟁이 지속돼 왔다. 이번 연구는 스파이크 단백질 자체가 중추신경계에 미치는 영향을 동물 모델로 직접 평가했다는 점에서 기존 연구들과 연결된다.

메트포르민은 전 세계에서 널리 쓰이는 경구 혈당강하제로, 항염·세포대사 조절 등 다양한 기전이 보고돼 약물 재배치(repurposing) 연구의 대상이 되어왔다. 임상 현장에서는 안전성이 비교적 잘 알려진 약물을 새로운 적응증으로 검증하는 접근을 선호하지만, 동물실험 결과가 곧바로 인간 치료 효과를 의미하지는 않는다. 따라서 공중보건 차원에서는 실험 결과의 해석과 후속 임상시험 설계가 신중히 이뤄져야 한다.

주요 사건

연구팀은 S1 단백질을 비강으로 투여한 뒤 행동 검사와 분자·병리학적 분석을 진행했다. 행동 검사에서는 숨겨진 플랫폼 탐색 시간이 증가했고, 낯선 공간에서의 불안 행동도 늘어 감염 후 보고되는 인지 저하와 유사한 표정이 확인됐다. 조직학적 분석에서는 해마에서 신경세포 수 감소가 6주 시점에서 관찰되었고, NMDA 수용체 관련 유전자 발현이 낮아진 것으로 보고됐다.

또한 알파 시누클레인과 타우 같은 퇴행성 뇌질환 관련 단백질의 축적이 증가한 것은 장기적인 신경손상 위험을 제기한다. 연구진은 이러한 변화가 시냅스 기능 저하와 기억 형성 과정의 장애로 이어진다고 해석했다. 한편 메트포르민을 병행 투여한 군에서는 시냅스 관련 분자 지표의 회복과 독성 단백질 축적 저감이 관찰돼 치료 가능성을 제시했다.

연구 책임자인 고영호 박사 연구팀은 동물 모델에서 얻은 병리학적 근거를 바탕으로 사람 대상의 임상연구 필요성을 명확히 했다. 질병관리청 임승관 청장도 장기 증상 연구의 지속적 지원 필요성을 강조하며 과학적 근거 기반 정책 수립 의지를 밝혔다. 연구팀은 이번 결과가 기전 규명과 치료제 후보 탐색에서 출발점이 될 수 있다고 밝혔다.

분석 및 의미

첫째, S1 단백질이 비강을 통해 중추신경계에 영향할 수 있다는 실험 결과는 ‘직접적 신경 영향’ 가설을 보강한다. 시냅스 기능 저하는 기억 형성의 핵심 과정인 만큼, NMDA 수용체 발현 저하와 연계된 인지 저하는 기전적으로 일관성이 있다. 다만 실험은 S1 단독 투여 모델로서, 자연 감염 시의 면역반응·바이러스 전신 분포와 완전히 동일하지 않다는 점을 고려해야 한다.

둘째, 알파 시누클레인·타우 축적 증가는 단기적 인지 저하를 넘어 장기 신경퇴행 위험을 암시한다. 그러나 동물에서의 단백질 축적이 인간에서 임상적 치매로 이어지는지를 단정하려면 장기간 전향적 관찰과 역학 연구가 필요하다. 셋째, 메트포르민의 효과는 약물 재활용의 실용적 가능성을 보여주지만, 용량·투여시기·안전성 프로파일 등 임상적 변수 확보가 필수적이다.

정책적·임상의 관점에서 이번 연구는 두 갈래의 시사점을 준다. 하나는 롱코비드 환자에 대한 신경인지적 평가와 추적 관찰을 강화해야 한다는 점이고, 다른 하나는 기존 약물을 활용한 임상시험 설계와 다학제적 연구 투자 우선순위를 재검토할 필요가 있다는 점이다. 국제 협력과 데이터 공유를 통해 인간 대상 근거를 빠르게 축적하는 것이 중요하다.

비교 및 데이터

위 표는 연구에서 보고된 주요 지표들의 상대적 변화 양상을 요약한 것이다. 연구는 정량적 수치(예: 백분율 변화)를 본문에 제시하지 않았으므로, 표의 표현은 연구팀이 보고한 방향성과 경향을 기준으로 작성했다. 인간 적용을 위해서는 표에 제시된 항목들을 표준화된 임상 지표로 재검증해야 한다.

반응 및 인용

연구 결과 공개 후 연구진과 당국은 후속 조치의 필요성을 강조했다. 연구팀은 동물 수준의 발견을 바탕으로 임상연구 설계를 제안했고, 질병관리청은 장기 증상 연구 지원을 약속했다.

“임상에서 널리 쓰이는 메트포르민이 인지장애 관련 병리를 억제할 가능성을 제시한 것이 이번 연구의 의미”

고영호 박사 / 국립보건연구원(연구책임자)

고영호 박사는 실험 근거를 근간으로 임상시험의 필요성을 재차 강조했다. 연구팀은 약물의 안전성 이력은 긍정적이나, 인지장애 적응증 검증은 별도의 임상 설계가 필요하다고 밝혔다.

“감염 후 장기 증상을 겪는 환자들에 대한 연구를 계속 지원하겠다”

임승관 / 질병관리청장

질병관리청은 연구 결과를 정책적 논의의 기초자료로 활용하겠다는 입장을 내놨다. 당국은 후속 연구와 감시체계 강화 계획을 검토할 것이라고 밝혔다.

불확실한 부분

• S1 단백질이 동물 모델에서 관찰된 방식대로 인간에서 직접 동일한 병리적 변화를 일으키는지는 확인되지 않았다.
• 퇴행성 단백질 축적이 결국 임상적 치매나 파킨슨병으로 진행하는지에 관한 장기적 인과성은 아직 불명확하다.
• 메트포르민의 동물 실험 효과가 인간의 인지장애 치료로 이어질 수 있는지, 적정 용량 및 투여 시기 등은 임상시험을 통해 입증돼야 한다.

총평

이번 동물실험은 코로나19 스파이크 단백질이 시냅스 기능과 관련 유전자 발현을 교란할 수 있다는 병리적 가능성을 제시했다. 이는 롱코비드 환자에서 보고되는 인지저하 증상에 대한 기전적 설명을 보완하는 의미 있는 연구 결과다. 그러나 동물 연구 결과가 곧바로 임상적 치료법을 확립하는 것은 아니며, 인간 대상의 전향적 연구와 무작위대조시험을 통한 검증이 필요하다.

향후 연구는 장기 추적 관찰을 통해 퇴행성 질환과의 연관성을 규명하고, 메트포르민 등 후보 약물의 안전성과 유효성을 임상적으로 입증하는 데 집중해야 한다. 공공보건 차원에서는 롱코비드 인지증상에 대한 진단·추적체계를 강화하고, 연구 결과를 기반으로 한 근거 중심의 정책을 마련하는 것이 중요하다.

출처

• 연합뉴스(언론 보도)