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5000만명 숨진 ‘스페인독감’ 독성 비밀 101년 만에 풀렸다

1918 인플루엔자 대유행(일명 스페인독감) 때 병원 응급실의 모습이다. 스페인독감은 5000만~1억 명의 희생자를 낳은 최악의 감염병이다. 최근 국내 연구팀이 이 바이러스의 강한 독성이 어떻게 발생했는지 처음 밝혔다. 사진제공 위키미디어
1918 인플루엔자 대유행(일명 스페인독감) 때 병원 응급실의 모습이다. 스페인독감은 5000만~1억 명의 희생자를 낳은 최악의 감염병이다. 최근 국내 연구팀이 이 바이러스의 강한 독성이 어떻게 발생했는지 처음 밝혔다. (사진제공 위키미디어)


1918년 발생해 최소 5000만명 이상의 목숨을 앗아간 ‘인플루엔자 판데믹(pandemic, 전염병 대유행)'은 역사상 가장 심각했던 감염병으로 꼽힌다. 2005년 일명 스페인독감으로 불리는 이 병을 일으킨 바이러스를 처음 복원한 미국 학자들은 이 바이러스가 다른 인플루엔자에 비해 3000배나 강한 독성을 지녔다고 밝혔다. 이 바이러스가 이렇게 최악의 독성을 갖게 된 구체적인 원인이 101년 만에 국내 연구팀에 의해 밝혀졌다.



성백린 연세대 생명공학과 교수와 김균환·박은숙 건국대 교수, 김광표 경희대 교수팀은 스페인독감 바이러스의 단백질 특정 아미노산 서열에 변이가 생겼고, 이 변이가 환자의 체내에서 바이러스에 대처하는 면역력을 약화시켜 강한 독성을 유발했다는 사실을 처음으로 확인했다고 29일 밝혔다. 



문제는 바이러스가 지닌 특정 단백질의 아미노산 단 두 개였다. 스페인독감 바이러스가 지닌 PB1-F2라는 단백질은 68번째와 69번째 아미노산이 염기서열의 돌연변이로 바뀌어 있다. 성 교수는 전화 통화에서 “이 단백질 변이의 존재는 미국 연구팀이 2005년 스페인독감 바이러스의 게놈을 처음으로 복원하는 데 성공했을 때부터 알려져 있었다”며 “하지만 이 돌연변이가 독성을 강화하는지, 강화한다면 어떤 과정을 거치는지는 전혀 알려져 있지 않았다”고 말했다.



연구팀은 변이된 PB1-F2 단백질이 이 DDX3라는 다른 단백질과 결합한다는 사실을 발견했다. 이 단백질 결합체는 이후 단백질을 분해하는 세포 내 기관인 ‘프로테아좀’에서 분해된다. 문제는 DDX3가 우리 몸에서 항바이러스 물질인 ‘인터페론 베타’를 분비하는 데 관여하는 핵심 단백질이라는 사실이었다. 결국 스페인독감 바이러스에 감염된 환자는 인터페론 베타의 분비가 강하게 억제됐고, 바이러스 제거가 지연되면서 강한 독성에 노출돼 결국 다수가 사망에 이르게 됐다.


연구팀은 1918 스페인 독감의 PB1-F2 단백질이 인터페론 생성에 중요한 단백질인 DDX3와 결합해 분해시킴으로써 항바이러스 반응을 차단하고, 이를 통해 바이러스의 독성을 높였다는 사실을 확인했다. 사진제공 한국연구재단
연구팀은 1918 스페인 독감의 PB1-F2 단백질이 인터페론 생성에 중요한 단백질인 DDX3와 결합해 분해시킴으로써 항바이러스 반응을 차단하고, 이를 통해 바이러스의 독성을 높였다는 사실을 확인했다. (사진제공 한국연구재단)


연구 팀은 이번 연구 결과가 질병을 진단하고 예후를 관찰하는 데에도 도움이 될 것으로 보고 있다. 김균환 교수는 “특정 위치의 돌연변이를 규명한 것은 스페인 독감과 같은 고위험군 바이러스를 조기에 검출하고 이를 예측할 새로운 방법을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다.



새로운 항바이러스제를 개발하기 위한 새로운 표적도 될 수 있다. 성백린 교수는 “현재 가장 널리 쓰이는 인플루엔자 치료제인 타미플루는 ‘뉴라미니데이스’라는 효소를 표적으로 하는데, 20년간 사용되면서 내성 바이러스가 생기는 등 다른 치료제의 필요성이 높아지고 있다”며 “아직 PB1-F2 대상 항바이러스 치료제가 없는 만큼 새로운 치료제로 개발할 잠재성이 있다”고 말했다.



성 교수는 스페인독감이 101년 전 과거가 아니라며 주의를 당부했다. 다시 100년 만에 인플루엔자 대유행이 올 가능성에 대비해야 한다는 것이다. 그는 “지난 80년 동안 유행한 인플루엔자의 유전자 수만 개를 조사했는데, 스페인 독감과 유사한 유전적 변이를 지닌 바이러스가 좀처럼 등장하지 않다 2016년 일부 비슷한 변이를 지닌 바이러스가 갑자기 나타났다”며 “그에 의한 중증 감염도 일어나고 있는 만큼 이번 연구 결과가 만에 하나 있을지 모를 대유행을 막는 데 보탬이 되면 좋겠다”고 말했다. 

 


연구 결과는 분자생물학 분야 국제학술지 '유럽분자생물학협회(EMBO) 저널' 12일자에 게재됐다.












출처 : 동아사이언스(http://www.dongascience.com)

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