![]() |
Receptor for new coronavirus found
| 13 March 2013
2012년 코로나 바이러스가 발견된 이후, 최소 14명이 본 바이러스에 감염되고 이 중 8명이 사망하였다. 현재까지의 통계만으로 보면 치사율이 50%가 넘는 무서운 병원체이다.
2013년 3월 마침내 연구진은 코로나 바이러스의 근원이 되는 수용체 (receptors)를 식별하였다. 바이러스가 인간 호흡기를 통해 세포를 감염시키기 위해 사용하는 결정적인 수용체에 대한 발견은 코로나 바이러스의 근원 및 본 바이러스가 가지는 위험 수위를 연구하는데 핵심적인 역할을 할 것이고, 나아가 새로운 약물 및 백신 개발을 이끌 것으로 기대된다.
그러나 코로나 바이러스가 2000년대 초반 인류를 공포에 떨게 했던 사스(SARS)만큼 위험한 병원체인지 혹은 단순한 이국적인 병원체에 그칠 것인지를 결정하기 위해서는 더 많은 연구가 필요한 시점이다.
코로나 바이러스의 증상은 SARS와 유사한 극심한 호흡기 질환을 유발하는 것으로 알려져 있으며, SARS는 당시 8,000명 이상을 감염시켰고, 이 중 750명 이상의 사망자를 발생시켰음에도 불구하고 마땅한 치료 방법이 없었기 때문에 인류는 공포에 빠졌었다.
새로운 hCoV-EMC 코로나 바이러스가 사람들 사이에서 얼마나 효과적으로 전파되는지를 그리고, 인류에 얼마나 치명적인 바이러스인지를 증명할 수 있는 것은 유행병학상 데이터가 유일하다. 그러나 문제는 이런 데이터가 턱없이 부족한 상태이다.
새로운 코로나 바이러스, 조류 독감 바이러스, 및 돼지 독감 바이러스 등의 동물 바이러스들이 인간에게 전염되기 위해서는 반드시 인간 세포 표면에 있는 단백질에 붙을 수 있는 장치가 있어야 한다.
2013년 3월 네이처(Nature)지에 게재된 논문 [Raj, V. S. et al. Nature 495, 251?254, 2013]에서, 네덜란드 에라스무스 의학센터 (Erasmus Medical Centre)의 스탈린 라즈(Stalin Raj)와 대규모 유럽 연구팀은 hCoV-EMC 코로나 바이러스가 인간 세포에 있는 잘 알려진 단백질 수용체인 디펩틸 펩티타제(dipeptydyl peptidase4, DPP4)와 결합하기 위해 표면에 스파이크를 가지고 있다고 보고하였다.
항체를 이용하여 DPP4와 결합하고자 하는 바이러스를 차단한다면, 바이러스는 세포를 감염시킬 수 없을 것이다. 하지만 이와 정반대로, 일반적으로 민감하지 않은 세포 표면에 DPP4가 발현된다면 hCoV-EMC는 세포를 쉽게 감염시킬 수 있게 된다는 의미이다.
“본 논문의 저자는 DPP4가 코로나 바이러스와 결합하는 핵심 수용체라는 것을 명백히 밝혔다. 물론 다른 수용체들 또는 보조 수용체들이 본 결합에 관여할 수 있겠지만, 본 실험 결과는 결정적인 수용체를 밝히기 위한 추가적인 실험을 하지 않아도 될 정도로 명확하다”고 콜롬비아 대학교(Columbia University)의 유명한 바이러스 사냥꾼인 이안 립킨(Ian Lipkin)은 말했다.
“본 연구 결과는 매우 견고하면서도 중요한 의미를 가진다”고 10년 전 본 연구팀에 SARS 바이러스가 인간에게 침투하는 경로를 밝히는 연구를 지시한 바 있는, 플로리다 애틀랜틱 대학교 (Florida Atlantic University) 스크립스 연구소 (Scripps Research Institute) 바이러스학자 마이클 파르잔(Michael Farzan)은 말했다 [Li, W. et al. Nature 426, 450?454, 2003].
“SARS 바이러스가 이용한 수용체는 주로 폐에 있는 세포 깊숙한 곳에서 발견되었다. 이것은 본 바이러스가 심각한 질병을 일으키는 이유에 대한 설명을 가능하게 했지만, 기침 또는 재채기를 통해 바이러스가 전파되는 것을 설명하기에는 부족하였다.
DPP4는 SARS 바이러스 연구에서 발견한 수용체와 유사한 분포를 보이며, 새로운 코로나 바이러스는 유사한 방법으로 수용체에 접근할 것”이라고 최근 네이처(Nature)지에 논문을 게재한 독일 본 의과대학교(University of Bonn Medical Centre) 바이러스 연구소(Institute of Virology) 크리스티안 드로스턴(Christian Drosten)은 말했다.
그러나 아이오와 대학교(University of Iowa) 코로나 바이러스 연구자 스탠리 펄만(Stanley Perlman)은 이번 주에 발표된 네이처 뉴스 & 뷰즈(News & Views) 기사에서 공동 저자로서 인간 호흡기에 대한 DPP4 분포에 대한 지식은 제한적이라고 우려했다 [Gallagher, T. & Perlman, S. Nature 495, 176?177, 2013].
“연구자들은 전체의 20%에 해당하는 일부 형태의 호흡기 상피 세포에서만 DPP4 수용체가 존재함을 보였을 뿐이며, 이는 코로나 바이러스에 감염되기 위해서는 많은 양의 바이러스를 들이마셔야 함을 의미한다”고 드로스턴은 말했다.
그러나 2013년 2월 미국 미생물학술원 엠바이오(mBio)지에 게재된 다른 논문은 코로나 바이러스가 일반적인 감기를 일으키는 것처럼 쉽게 인간 기관지 상피 세포(bronchial epithelial cells)를 감염시킨다는 것을 보고한 바 있다 [Kindler, E. et al. mBio 4, e00611-12, 2013].
수용체 단백질은 박쥐, 인간, 다양한 가축 등 여러 동물에게 매우 유사한 방식으로 존재하며, 따라서 이러한 DPP4 단백질의 본성은 바이러스가 끊임없이 인간을 위협하고 있다는 것을 의미한다. 바이러스는 여러 종에 대해 쉽게 전파될 수 있으므로 인간은 수많은 동물들에게 저장된 바이러스에 잠적적으로 노출되어 있다고 볼 수 있다.
DPP4의 이러한 측면은 2012년에 보고된 논문의 결과와도 일치하는데, 본 논문은 hCoV-EMC가 박쥐, 돼지, 인간 세포를 생체 외(in vitro) 환경에서 감염시킬 수 있다는 것을 보여주고 있으며, 이는 SARS 바이러스 또는 다른 종류의 코로나 바이러스가 이종 간의 난혼에서 전파되지 않는 것과는 차이가 나는 점이다 [Muller, M. A. et al. mBio 3, e00515-12, 2012].
공중 보건 관점에서, 현재 중동에서 확산되고 있는 인간에 대한 hCoV-EMC가 동물로부터 전파된 것인지 여부 또는 새로운 코로나 바이러스가 인간에 적응을 마쳤고 이제는 구별되는 인간 바이러스의 형태로 사람들 사이에 퍼져 나가기 시작한 것인지를 확인하는 것은 중요하다.
상기 질문의 해답은 새로운 코로나 바이러스가 인간 사이에서 전파되는 것인지, 가축에서 전파된 것인지에 따른 조정 수단의 초점을 맞추는데 중요한 나침반 역할을 할 것이다. 현재 우리에게 필요한 것은 새로운 코로나 바이러스에 대한 전통적 관점에서의 역학 조사를 하는 것이다.
사실, hCoV-EMC 감염 환자와 접촉했던 사람들에 대한 조사 결과, 새로운 코로나 바이러스는 인간 사이에서 쉽게 전파되었다. 코로나 바이러스가 인간 세포를 쉽게 감염시킬 수 있다는 연구를 보고한 바 있는 스위스 칸토날 병원(Kantonal Hospital)의 코로나 바이러스 연구자 볼커 씨엘(Volker Thiel)은 코로나 바이러스의 감염에 영향을 미치는 인자를 보다 더 잘 이해하기 위해서는 동물 실험이 필요하다고 말했다.
코로나 바이러스 연구에 종종 유인원이 사용되고 있지만, 연구자들은 hCoV-EMC 연구에 통제 및 분석이 용이한 쥐나 흰담비를 이용하기를 선호한다. 하지만 이에 대해 가장 최근에 네이처(Nature)지에 관련 논문을 게재한 에라스무스 연구소의 바트 하그만스(Bart Haagmans)는 “쥐나 흰담비를 이용한 실험은 사실상 힘들다.
왜냐하면 현재까지 흰담비에게 코로나 바이러스를 감염시키지 못하였다. 이는 놀라운 결과인데, 아직까지는 이러한 현상이 바이러스의 특성 때문인지 흰담비의 특성 때문인지는 불분명하다”고 말했다.
새로운 코로나 바이러스 감염자들의 가족들이 감염되는 경우가 많으며, 이는 본 바이러스가 인간에게 전파가 가능하다는 것을 시사할지도 모른다. 그러나 아직은 이들이 모두 같은 동물 또는 같은 환경에 노출되었을 가능성을 배제할 수가 없다. 한편, 지난달 영국에서 같은 가족에서 발병한 세 명의 경우는 새로운 코로나 바이러스가 인간 사이에서 전파될 수 있다는 것을 명백히 보여주는 사례이다. “우리에게 필요한 것은 역학 조사이다.
바이러스가 다른 동물들에도 존재하는지, 본 바이러스가 얼마나 일반적으로 활동하는지, 어떻게 주변으로 퍼져나갈 것이며 이를 어떻게 막을 것인지를 명확히 하기 위한 연구가 필요하다”고 립킨은 말했다.
“코로나 바이러스에 감염된 사람들에게 채취한 바이러스의 유전자 정보를 분석하는 것은 감염 경로 및 전파 가능성 예측에 도움이 될 것이다. 만약 서로 다른 사람들에게 얻은 hCoV-EMC의 핵산 염기 서열이 매우 비슷하다면, 특정 형태의 원형 바이러스가 인간 바이러스로 발전한 형태일 것이다. 그러나 단순히 바이러스가 동물 숙주로부터 인간에게 옮겨간 것이라면, 유전학적 다양성이 나타날 것”이라고 드로스턴은 말했다.
현재 제기되고 있는 가장 큰 의문점은 새로운 코로나 바이러스의 치사율이 보고된 바와 같이 정말로 50%에 이르는가 하는 것이며, 감염은 되었지만 그 증상이 발현되지 않을 정도로 미비하거나 증상이 없는 경우는 없는지이다.
본 의문을 해결하기 위해서는 대규모 인구에 대한 조사가 필요하며, 특히 새로운 코로나 바이러스가 발견된 지역에 사는 사람들 중 증상이 없는 사람들의 혈액에 본 바이러스에 대한 감염 여부를 판별해 줄 항체가 있는지를 조사할 필요가 있다.
드로스턴과 다른 연구실에서 개발한 분석 방법이 필요한 시점이며, 현재 사용 가능한 상태라고 드로스턴은 말했다. 그러나 다른 연구자들은 이에 대한 우려를 표명했는데, 다른 종류의 코로나 바이러스가 존재할 경우, 긍정오류(false positive)가 발생하여 분석 결과에 대한 오판을 범할 우려가 있기 때문이다.
“중동 지역에서 시험을 시작하는 것은 아주 시급한 일이다. 감염 경로 및 확산 가능성을 밝히는 것은 무엇보다 중요한 과업”이라고 펄만은 말했다.
1. 출처: NatureNews (Mar. 13, 2013)
2. 원문정보: Nature 495,149?150 doi:10.1038/495149a
3. 그림설명: 일반적으로 바이러스는 많은 종류의 동물 숙주를 가진다.
새로운 코로나 바이러스인 hCoV-EMC은 최초 박쥐에서 유래된 것으로 사료된다. (제공: 엘리자베쓰 R. 피셔, 로키 마운틴 연구실/NIAID/NIH)
4. 참고문헌:
- Raj, V. S. et al. Nature 495, 251?254 (2013).
- Li, W. et al. Nature 426, 450?454 (2003).
- Gallagher, T. & Perlman, S. Nature 495, 176?177 (2013).
- Kindler, E. et al. mBio 4, e00611-12 (2013).
- Muller, M. A. et al. mBio 3, e00515-12 (2012).
http://www.nature.com/news/receptor-for-new-coronavirus-found-1.12584
|
|
> 고객센터 > 뉴스