COVID-19 환자의 높은 대변 칼프로텍틴 수치 | SARS-CoV-2 장 배출과 연관성

서론

코로나19 팬데믹은 전 세계적으로 의료, 사회, 경제 전반에 걸쳐 다양한 변화와 도전을 불러일으켰습니다. 특히 COVID-19가 인체의 위장관에 미치는 영향에 대한 연구들은 많은 관심을 받았으며, 그중 대변 칼프로텍틴(Calprotectin) 수치가 위장 관련 지표로서 어떤 역할을 하는지 주목되고 있습니다. 최근 일부 연구에서는 COVID-19 환자에서 대변 칼프로텍틴 수치가 상승할 경우 심각한 위장 염증 반응과 연결될 가능성이 있다는 사실이 보고되었습니다. 이에 따라 대변 칼프로텍틴이 COVID-19 감염 평가와 예후 예측에서 의미 있는 지표로 활용될 수 있을지에 대한 논의가 활발히 이뤄지고 있습니다.

이 글에서는 대변 칼프로텍틴이 무엇이며, 왜 중요한지, 그리고 SARS-CoV-2(중증급성호흡기증후군 코로나바이러스 2) 감염과 어떤 관련이 있는지에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 또한 COVID-19 환자에서 대변 칼프로텍틴을 활용할 수 있는 임상적 함의와, 실제 임상 현장에서 적용될 때 주의해야 할 점에 대해서도 다뤄보겠습니다. 끝까지 읽으시면, 위장 증상과 연관된 칼프로텍틴의 임상적 의미와 최신 연구 동향을 더욱 폭넓게 이해하실 수 있을 것입니다.

전문가에게 상담하기

이 글은 Master, Doctor Mai Vien Phuong – 위장 내시경 – 건강 검진 및 내과 – Vinmec Central Park International General Hospital의 기고로 작성되었습니다. 여기서 다루는 내용은 주로 학술적·임상적 정보를 바탕으로 한 참고사항이며, 개인의 구체적 증상이나 건강 상태에 대해서는 전문의와의 직접 상담을 권장합니다.

1. 개요

중증급성호흡기증후군 코로나바이러스 2(사스 코로나 바이러스 2)는 인간 세포의 ACE2(Angiotensin-Converting Enzyme 2) 수용체에 매우 높은 친화도를 보이는 것으로 알려져 있습니다. 이 ACE2 수용체는 구강, 유형 II 폐포 세포, 회장과 결장의 장세포, 심근세포, 혈관 내피세포, 근위 세뇨관, 방광 상피 세포 등 다양한 조직에서 발현됩니다.

2019년 코로나바이러스 감염증(COVID-19) 환자의 약 3분의 1에서는 위장 증상이 보고되었습니다. 가장 흔한 위장 증상으로 설사가 자주 언급되며, 심한 경우 장폐색, 위장 출혈, 장 허혈, 심지어는 자발적 장 천공과 같은 합병증도 발생할 수 있다는 보고가 있습니다.

한편, SARS-CoV-2 RNA는 COVID-19 환자의 약 절반 이상에서 대변 샘플을 통해 검출된다는 사실도 여러 연구에서 밝혀졌습니다. 호흡기 샘플에서 바이러스가 소실된 후에도, 대변을 통해 바이러스가 배출되는 기간이 상당히 길어(중앙값 약 17일) 지속적으로 검출될 수 있다는 점은 COVID-19의 전파 양상을 이해하는 데 매우 중요한 단서를 제공합니다. 분변-구강 경로를 통한 전파 역시 간과하기 어렵기 때문에, 소화기계 증상을 보이든 그렇지 않든 간에 장관에서의 염증 반응과 바이러스 배출을 면밀히 확인하는 것이 중요해지고 있습니다.

COVID-19로 인한 위장 증상의 발병 기전은 아직 완전히 규명되지 않았으나, 장 기계적 장벽이 손상되고 장내 미생물총 구성이 변화하며, 바이러스 감염에 따른 전신 염증 반응이 활성화됨으로써 호중구 이동이 증가되고 사이토카인이 과도하게 방출되는 복합적 경로가 관여하는 것으로 보입니다. 그중 대변 칼프로텍틴의 동향을 살펴보면, 위장 염증 수준 및 병리적 변화를 간접적으로 짐작할 수 있다는 점에서 최근 관심이 높아지고 있습니다.

2. 칼프로텍틴이란?

칼프로텍틴은 호중구(백혈구의 한 종류)에서 주로 유래하는 단백질로, 염증 반응이 일어날 때 활성화된 호중구가 죽거나 손상될 때 세포 외부로 방출됩니다. 이 단백질은 선천적 면역 체계에서 중요한 항균 작용을 하며, 조직 손상 부위에서 염증 반응을 조절·유도하는 데 관여합니다.

체액 내 분포: 칼프로텍틴은 혈장, 뇌척수액 등 다양한 체액에서도 검출될 수 있으나, 특히 대변에서의 농도가 혈액 내 농도보다 훨씬 높습니다(약 6배 이상 높은 것으로 알려짐).
염증성 장 질환 마커: 대변 칼프로텍틴 농도는 크론병, 궤양성 대장염 같은 염증성 장 질환을 진단·평가하는 지표로 꾸준히 활용되어 왔습니다.

따라서 COVID-19 환자의 대변에서도 칼프로텍틴 농도가 높게 검출된다면, 이는 바이러스 감염에 따른 장 염증 혹은 장벽 손상 상태를 반영할 수 있습니다. 실제로 Ojetti 등은(2021년에 국제 학술지에서 게재된 보고를 통해) 중증 폐렴을 동반한 COVID-19 환자에게서 대변 칼프로텍틴 수치가 유의하게 높아질 수 있음을 제시하였습니다. 이렇듯 호중구 감소증 여부나 전신 염증 활성도에 따라 혈청과 대변 칼프로텍틴이 달라질 수 있기 때문에, 임상적 해석에서는 환자의 전반적인 면역 상태와 조직 손상 정도를 함께 고려해야 합니다.

3. 연구는 무엇을 말합니까?

다양한 연구에서 COVID-19 환자의 약 3분의 1이 위장 증상을 호소한다고 알려져 있습니다. 또한 SARS-CoV-2 RNA가 COVID-19 환자의 약 50% 대변 샘플에서 검출된다는 점에 주목하면, 위장관이 감염 경로이자 바이러스 배출의 통로가 될 수 있다는 추론을 가능하게 합니다.

특히 이탈리아 트리에스테 대학병원 감염병과에서 2020년 9월부터 11월까지 입원 치료를 받은 SARS-CoV-2 폐렴 환자들을 대상으로 한 연구 결과가 보고되었습니다. 연구진은 모든 환자에게서 대변 샘플을 수집하고, 대변 칼프로텍틴(정상값 50 mg/kg 미만)을 정량화함과 동시에 중합효소 연쇄 반응(PCR)을 통해 대변 내 SARS-CoV-2 RNA 존재 여부를 검사하였습니다.

주요 결과:
- 대상자 중 20%에 달하는 10명이 설사를 호소하였고, 실시간 PCR 결과 전체 환자의 76%(39명)에서 대변 내 SARS-CoV-2가 양성이었습니다.
- 특히 비만 환자들은 모두 대변 내 바이러스가 검출되었으며, 이는 비만이 심각한 COVID-19 경과 및 예후 불량과 관련된 위험 요소라는 사실과 맥을 같이합니다.
- 평균 대변 칼프로텍틴 수치는 60 mg/kg이었고, 대변에서 SARS-CoV-2가 검출된 그룹이 검출되지 않은 그룹보다 칼프로텍틴 수치가 통계적으로 유의하게 더 높았습니다(P < 0.001).

연구진은 대변 칼프로텍틴 수치가 높을수록 위장 내 염증 반응이 활발하고, 이는 SARS-CoV-2 감염과 연결될 가능성이 크다는 결론을 제시하였습니다. 즉, 대변 칼프로텍틴 수치가 높게 측정되면, 바이러스가 소화기계에서 강한 염증성 반응을 일으켜 장 손상 또는 장 누수(leaky gut) 상태를 유발할 수 있다는 것입니다.

한편, 2020년 7월 Gastroenterology 저널에 실린 Cheung KS 등(홍콩 지역에서 진행한 메타분석 연구)의 발표에 따르면, COVID-19 환자 중 위장 증상을 보인 비율과 대변에서 SARS-CoV-2가 검출되는 빈도 사이에는 일정한 상관관계가 있지만, 위장 증상이 없더라도 대변 검체에서 바이러스가 검출될 수 있음을 시사하고 있습니다. 이는 무증상 혹은 경증 위장 증상을 보이는 환자라도 감염력이 남아 있을 가능성이 있다는 점에서, 병원 내 감염관리와 공중보건 방역 정책 수립에 주의를 기울여야 함을 강조합니다(doi: 10.1053/j.gastro.2020.03.065).

또한 Zuo T 등(2020년 9월 Gastroenterology에 게재)은 코로나19 입원 환자들을 관찰한 결과, 장내 미생물총이 상당히 변화되고, 이 과정에서 염증반응을 유발하거나 조절하는 균주들의 농도 변동이 발생한다는 사실을 확인하였습니다(doi: 10.1053/j.gastro.2020.05.048). 이러한 장내 미생물총의 변화 역시 칼프로텍틴 수치 변화 및 SARS-CoV-2 바이러스 배출과 일부 연관성을 가질 수 있다는 점에서, 대변 칼프로텍틴을 통해 염증 상황을 더욱 객관적으로 평가할 수 있을 것으로 보입니다.

4. 대변 SARS-CoV-2는 위장 증상과 관계없이 COVID-19 환자에서 발견

위에서 언급한 이탈리아 연구 결과에 따르면, 입원한 COVID-19 폐렴 환자의 약 4분의 3에서 대변 내 SARS-CoV-2가 검출되었습니다. 이는 설사 등 위장 증상이 있든 없든 간에 장관에서의 바이러스 존재 가능성이 크다는 점을 의미합니다. 또한, 이러한 환자들 상당수에서 대변 칼프로텍틴 수치가 정상 범위를 넘어서 상승하는 모습을 보였습니다.

장 누수(leaky gut) 가설: 장의 기계적 장벽이 손상되면, 외부 병원체나 독성물질, 대사 산물 등이 혈류로 쉽게 이동할 수 있습니다. COVID-19 환자에서 칼프로텍틴 수치가 높게 검출된다는 사실은, 장내 호중구가 활성화되어 염증 반응을 일으키고 있다는 점을 시사합니다. 이는 장 누수 상황을 악화시키고, 심각한 경우 전신성 염증 반응이나 다기관 손상으로 이어질 가능성도 배제할 수 없습니다.
비만 환자에서의 특이성: 연구에서 비만 환자가 모두 대변에서 SARS-CoV-2가 검출되었는데, 이는 비만이 대사적 염증(metaflammation)을 촉진하고 면역 조절 기능을 저하시켜 바이러스를 장기간 배출하게 만들 수 있음을 시사합니다. 비만 환자가 COVID-19에 감염되면 임상 경과가 나빠지고 중증으로 진행될 위험이 높다는 점이 이미 여러 연구에서 제기되어 왔으며, 이와 관련해 칼프로텍틴 수치가 중요한 염증 지표가 될 수 있다고 추정됩니다.

실제로 SARS-CoV-2는 호중구에서 생성되는 세포외 트랩(Neutrophil Extracellular Traps, NETs)을 활성화하고, 세포 내 활성 산소 종(ROS)의 생성을 유도함으로써 조직 손상을 심화시킬 수 있다는 기전이 제시되고 있습니다. 따라서 대변 칼프로텍틴 수치의 상승은 이러한 면역 활성과 염증 반응이 장관을 비롯한 여러 조직에 영향을 미친 결과일 가능성이 큽니다.

5. 결론

저자의 연구 및 여러 학술지 보고를 종합하면 다음과 같은 점을 알 수 있습니다.

대변 SARS-CoV-2의 빈번한 검출: COVID-19 폐렴으로 입원한 환자의 상당수(약 75%)에서 대변에서 바이러스가 양성으로 나타났으며, 이는 위장 증상이 없어도 전파나 염증 반응이 진행될 수 있음을 시사합니다.
비만 환자 특별 관리 필요성: 모든 비만 환자에게서 대변 내 SARS-CoV-2가 검출되었다는 점은, 비만이 중증도 및 예후 악화에 영향을 주는 중요한 위험 인자임을 다시 한 번 확인해줍니다.
대변 칼프로텍틴 상승: SARS-CoV-2의 장내 감염이 발생한 환자군에서 대변 칼프로텍틴 수치가 유의하게 높게 측정되었고, 이는 장 염증 상태를 반영할 뿐만 아니라, 전신성 면역 반응의 일부로서 호중구 활성화가 매우 중요한 기전임을 암시합니다.

이러한 결과들은 SARS-CoV-2가 단순 호흡기 질환을 유발하는 바이러스가 아니라, 소화기계를 포함하여 광범위한 조직에 염증 반응을 일으킬 수 있음을 뒷받침합니다. 대변 칼프로텍틴이 COVID-19 감염 여부와 질환 중증도를 예측하는 보조 지표로서 의미가 있을 수 있다는 점도 시사합니다.

자주 묻는 질문

1. 대변 칼프로텍틴 수치는 어떻게 측정하나요?

답변:
대변 칼프로텍틴 수치는 주로 ELISA나 면역측정법을 통해 정량 평가가 가능합니다. 환자는 정해진 용기에 대변을 채취한 뒤, 온도와 시간 조건이 유지된 상태로 실험실에 보내게 됩니다. 그곳에서 적절한 시약과 장비를 사용하여 칼프로텍틴 농도를 측정하고, 결과를 의사에게 전달합니다.

설명 및 조언:

검사 전날부터는 갑작스러운 식습관 변화(특히 소염진통제 장기 복용 등)는 피하는 것이 좋습니다.
대변 샘플을 오래 방치하면 결과가 왜곡될 수 있으므로, 지침대로 신속하게 실험실에 제출해야 합니다.
측정값이 상승했다고 해서 반드시 심각한 장질환을 의미하는 것은 아니므로, 결과 해석은 반드시 전문의와 상담하여 종합적으로 판단해야 합니다.

2. 비만 환자는 COVID-19에 걸렸을 때 왜 더 위험한가요?

답변:
비만 환자는 대개 저등급 만성 염증이 기저에 존재합니다. 체내 지방세포가 과도하게 축적되면, 염증성 사이토카인(IL-6, TNF-α 등)이 지속적으로 분비되어 면역 기능이 교란되고, 결과적으로 바이러스 감염에 대한 저항력이 낮아질 수 있습니다.

설명 및 조언:

비만 환자는 독감이나 코로나19와 같은 호흡기 감염병에 취약하며, 감염 시 임상 경과가 더욱 심각해질 가능성이 큽니다.
이러한 위험을 줄이기 위해서는 평소 체중 관리가 필수적입니다. 균형 잡힌 식단, 규칙적인 유산소 운동과 근력 운동은 체중 감소뿐 아니라 전신 염증 상태를 완화하는 데도 도움이 됩니다.
만약 COVID-19에 걸렸다면, 조기 진단과 치료가 무엇보다 중요하며, 중증으로 진행될 가능성이 상대적으로 높으므로 전문가의 모니터링이 권고됩니다.

3. 대변 칼프로텍틴 수치가 높다면 어떤 조치를 취해야 하나요?

답변:
대변 칼프로텍틴 수치가 기준값보다 높다면, 위장관에서 염증 반응이 일어나고 있을 가능성이 있으므로 추가 검사와 진료가 필요합니다. 크론병, 궤양성 대장염, 감염성 장염 등 다양한 원인을 배제하거나 확인하는 과정이 필수입니다.

설명 및 조언:

수치가 다소 경계선에 있더라도 증상이 계속되거나 악화된다면 소화기내과 전문의와 상담을 받으셔야 합니다.
식습관 조절, 약물 요법, 프로바이오틱스 섭취 등 염증을 줄일 수 있는 여러 방법을 시도할 수 있습니다.
특히 COVID-19 감염이 의심되거나 확진된 경우라면, 호흡기·소화기 증상을 모두 주시하면서 치료 전략을 세우는 것이 중요합니다.

결론 및 제언

결론

이 글에서는 COVID-19 환자에서 대변 칼프로텍틴의 중요성과 그 임상적 의미를 자세히 알아보았습니다. 요약하면 다음과 같습니다.

COVID-19 환자의 약 3분의 1이 위장 증상을 보이며, 약 절반 이상에서 대변을 통해 바이러스가 배출됩니다.
대변 칼프로텍틴 수치는 장 염증과 호중구 활성화 정도를 반영하는 마커로, 감염이 장 점막에 미치는 영향을 파악하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
대변 내 SARS-CoV-2가 검출된 환자군, 특히 비만 환자에서 칼프로텍틴이 의미 있게 높게 나타났으며, 이는 장 누수 및 전신 염증 반응 악화를 시사하는 중요한 지표가 될 수 있습니다.

제언

전문가 상담: 위장 증상(설사, 복통, 혈변 등)을 경험 중이라면, 전문의와 상의하여 필요 시 대변 칼프로텍틴 검사나 추가 진단을 받아보는 것이 좋습니다.
위장 상태 점검: COVID-19 감염이 확진된 경우, 호흡기 증상뿐 아니라 위장 건강 상태를 함께 관리하는 것이 바람직합니다.
생활 습관 개선: 비만은 중증 COVID-19의 주요 위험 인자로 지목되므로, 균형 잡힌 식사와 규칙적인 운동을 통해 체중 조절과 염증 반응 완화를 동시에 도모해야 합니다.
감염 예방 및 모니터링: 대변을 통한 바이러스 배출이 장기간 지속될 수 있으므로, 격리 기간 동안 위생 수칙과 방역 수칙을 철저히 지키고, 증상 변화가 발생하면 의료진과 상의하도록 합니다.

추가 안내:
이 글은 전문의의 진단이나 치료를 대체하지 않습니다. 건강 상태가 우려되거나 의심 증상이 나타나는 경우, 반드시 의료 전문가와 상담하시기 바랍니다.

참고 문헌

이 글은 국제 Vinmec 병원의 웹사이트를 참고했습니다. 링크: https://www.vinmec.com/
World Health Organization. Coronavirus disease (COVID-19) pandemic.
Ojetti V, Saviano A, Covino M, et al. Covid-19 and gastrointestinal symptoms: the afterthought. Dig Liver Dis. 2021;53(2):152-153. doi: 10.1016/j.dld.2020.11.011
Cheung KS, Hung IFN, Chan PPY, et al. Gastrointestinal manifestations of SARS-CoV-2 infection and virus load in fecal samples from a Hong Kong cohort: systematic review and meta-analysis. Gastroenterology. 2020;159(1):81-95. doi: 10.1053/j.gastro.2020.03.065
Zuo T, Zhang F, Lui GCY, et al. Alterations in gut microbiota of patients with COVID-19 during time of hospitalization. Gastroenterology. 2020;159(3):944-955.e8. doi: 10.1053/j.gastro.2020.05.048

위 내용은 의학·건강 정보를 이해하기 쉽게 정리한 참고 자료입니다. 개개인의 건강 상태나 증상에 따라 진단과 처치가 달라질 수 있으므로, 의료상의 결정은 반드시 전문의의 상담과 진찰을 거쳐 내리시기 바랍니다. 정보를 활용하실 때에는 최신 지침 및 개인별 상황을 함께 고려해주시기 바랍니다.