최근 중국에서 발생한 H7N9라는 신종 조류 인플루엔자 바이러스로 세계가 긴장하고 있는 가운데, 본 연구는 본 조류독감과는 다른 기존의 H5N1이 전세계적인 유행병을 일으킬 위험의 소지가 있다는 것을 다시금 상기시켜준다. 중국의 연구팀은 2009년 유행했던 돼지독감 H1N1과 H5N1의 유전자를 섞은 변종 바이러스를 만들고 있으며, 일부 변종 바이러스가 기니피그(guinea pig) 사이에서 공기 중으로 확산될 수 있다는 것을 보였다. 본 연구 결과는 사이언스(Science)지에 실렸다 [Zhang, Y. et al. Science http://dx.doi.org/10.1126/science.1229455 , 2013].
변종 바이러스는 두 개의 바이러스가 같은 세포를 감염시키거나 유전자를 교환할 때 자연적으로 발생할 수 있다. 유전자재편성(reassortment)이라는 과정은 2009년에 발생한 바이러스를 포함하여 최소한 세 가지 유행성 독감 바이러스의 영향을 받은 변종 바이러스를 생산한다. 아직까지 H5N1과 H1N1 바이러스가 자연적으로 유전자재편성을 한다는 증거를 포착하지는 못했지만, 가능성이 다분하다고 연구진은 판단하고 있다. 바이러스들은 지리학적으로 중첩되거나 또는 같은 종에 대한 감염을 일으킬 수 있다. H5N1 바이러스가 대부분 혈통에 대해 유전자를 바꾸는 경향이 있기는 하지만, 특히 유행성 전염병을 일으키는 H1N1 바이러스는 유전자재편성에 용이한 것으로 보인다.
“만약 이들 포유류-전염성 H5N1 바이러스가 자연적으로 만들어진다면, 유행성 전염병의 확산 위험은 아주 높아질 것”이라고 본 연구를 이끈 중국과학원(Chinese Academy of Sciences) 하얼빈 베터리나리 연구소(Harbin Veterinary Research Institute) 후알란 첸(Hualan Chen)은 말했다. “본 연구는 주목할 만한 것으로 인간과 동물의 건강을 매우 심각하게 위협하는 H5N1 바이러스가 아시아 및 이집트의 여러 나라들에서 어떻게 확산되고 있는지를 분명히 보여준다”고 베트남 호찌민(Ho Chi Minh) 소재 옥스포드 대학교 임상 연구소(Oxford University Clinical Research Unit)장 제레미 파라(Jeremy Farrar)는 말했다.
독감에 대한 두려움: 지난해 독감 관련 커뮤니티는 H5N1 바이러스가 헤마글루티닌(haemagglutinin, HA)이라는 단백질을 생산하는 유전자에 특정 변형을 거치면 공기 중으로 확산될 수 있다고 제시한 두 연구 그룹이 불러일으킨 조류 독감에 대한 논란이 있었으며, 첸의 연구 결과는 이러한 논란을 다시 불러오기에 충분했다 [Herfst, S. et al. Science 336, 1534?1541, 2012 그리고Imai, M. et al. Nature 486, 420?428, 2012] . 본 문제는 생물안전에 대한 뜨거운 논쟁을 불러왔고, 독감 관련 커뮤니티는 대중의 불안감을 완화시키고자 변종 바이러스에 대한 연구를 일년간 중단하기로 결정하였다. 첸 연구팀은 이러한 모라토리엄(moratorium)이 시행되기 직전에 거의 모든 실험을 마쳤지만, 보다 확실한 바이러스의 특성을 조사하기 위해, 모라토리엄이 끝난 지금 시점에서 추가적인 실험을 기대하고 있다.
“이러한 연구들을 통해 우리는 조류 독감에 대해 보다 더 잘 이해할 수 있다고 믿는다. 그러나 이러한 실험은 국제 기준에 부합하는 최고 수준의 안전 장비와 강경한 규정 하에서 진행되어야 한다”고 파라는 말했다. 바이러스학자들은 유전자재배열을 통해 H5N1의 변종을 만든 바 있다. 현재까지는 H5N1 바이러스가 H3N2 바이러스와 유전자재배열을 하였을 때 전염성이 있는 바이러스를 생산하지 않는다는 연구 결과가 있다 [Maines, T. R. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 103, 12121?12126 (2006)]. 그러나 2011년 세인트 주드 어린이 병원(St. Jude Children`s Research Hospital)의 스태시 쉴츠-체리(Stacey Schultz-Cherry)는 H1N1 바이러스가 H5N1 바이러스에서 HA 유전자를 옮겨오면 더욱 위험한 유행성 전염병을 일으킨다는 것을 보였다 [Cline, T. D. et al. J. Virol. 85, 12262?12270 (2011)].
첸 연구팀은 H5N1과 H1N1 바이러스의 7가지 유전자를 섞고 조합하여 H5N1의 HA 유전자를 가지는 127개의 가능한 유전자재배열 조합을 만들었다. PA 및 NS라고 부르는 H1N1의 두 가지 유전자 모두에서, 이러한 변종 바이러스의 일부는 인접한 우리의 기니피그 사이에서 공기 중으로 전파될 수 있다. H1N1의 유전자를 거슬러 올라가면 NA와 M이 있는데, 이들은 공기 전염을 덜 하게 만들고, 다른 유전자인 NP는 PA와 결합하게 된다. “본 연구는 매우 광범위한 범위를 다루고 있다. 본 연구는 HA 그 이상을 다루고 있으며, 다른 단백질들은 전염성과 관련해 매우 중요한 것들”이라고 쉴츠-체리는 말했다. “건강 관리 기관들은 야생 바이러스에 대해 연구진이 최근 연구에서 식별한 것과 같은 유전자 조합 감시를 철저히 해야 한다. 만약 자연에서 이러한 유전자재배열 현상이 발견된다면, 우리는 이에 대한 조치를 반드시 취해야 한다”고 첸은 말했다.
이러한 바이러스의 변종이 인간에게 어떠한 영향을 미칠지는 아직 미지수이다. 기니피그는 포유류가 가지는 기도 위쪽에 조류와 같은 수용체 단백질을 가지고 있다. 따라서 어쩌면 인간에 비해 바이러스의 유전자재배열이 더욱 용이한 것일지도 모른다. 그리고 과학자들은 변종 바이러스가 H5N1과 같이 치명적인지에 대해서도 아직 확실히 모르는 상태이다. 현재까지 변종 바이러스가 기니피그를 죽이지는 않았지만, 설치류를 이용한 연구가 인간에 대한 병원성을 검증하기에는 좋은 모델은 아니라고 첸은 말했다.
물론 H1N1이 그러했듯이 전세계로 바이러스가 확산될 위험이 상존하며, H5N1 유전자재배열 변종 바이러스에 대항하는 일부 면역력을 가진 사람들에 의해 전염병이 확산될 위험도 있다. 조기 연구에서, 첸과 동료연구원들은 쥐를 이용한 동물 실험에서 H5N1 감염에 저항성을 가지는 H1N1 바이러스에 대한 백신을 개발한 바 있다 [Shi, J. et al. Antiviral Res. 93, 346?353 (2012)]. “백신을 맞았거나 자연적으로 감염된 사람의 항체를 가지게 되면, 이러한 변종 바이러스가 서로 상호작용을 할 것인지는 아직 의문으로 남는다. 따라서 상기와 같은 중요한 연구는 인류의 생명을 위협하는 바이러스를 차단하기 위해 반드시 수행되어야 한다”고 쉴츠-체리는 말했다. 반어적으로, 첸 연구팀은 H7N9라는 다른 조류 독감에 대한 위험을 연구하느라 매우 바쁜 상황이며, 사실 H5N1에 대한 연구가 지체 중이다.
1. 출처: NatureNews (May. 2, 2013)
2. 원문정보: Nature doi:10.1038/nature.2013.12925
3. 그림설명: H1N1 바이러스 유전자를 가지는 H5N1 바이러스는 공기를 통해 포유류에게 전파될 수 있다. 연구진은 두 가지 조류 독감 바이러스를 교배하여 폐 세포의 섬모를 통해 공기 중으로 전염이 가능한 조건의 바이러스가 조합될 수 있는지를 연구 중이다. (제공: 카르스텐 쉬니더)
4. 참고문헌:
Zhang, Y. et al. Science http://dx.doi.org/10.1126/science.1229455 (2013).
Herfst, S. et al. Science 336, 1534?1541 (2012).
Imai, M. et al. Nature 486, 420?428 (2012).
Maines, T. R. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 103, 12121?12126 (2006).
Cline, T. D. et al. J. Virol. 85, 12262?12270 (2011).
Shi, J. et al. Antiviral Res. 93, 346?353 (2012).
|
> 고객센터 > 뉴스
