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[바이오토픽] SARS의 미스터리 해결: 중국 동굴의 박쥐에서 바이러스의 유전자 확인
생명과학 양병찬 (2017-12-04 09:59)

 

Researchers analysed strains of SARS virus circulating in horseshoe bats, such as this one (Rhinolophus sinicus), in a cave in Yunnan province, China. Credit: Libiao Zhang/Guangdong Institute of Applied Biological Resource / @ Nature

중국의 과학자들은 관박쥐(horseshoe bat)의 단일 개체군에서 SARS의 유전적 빌딩블록들을 모두 발견했다.

치명적 SARS 바이러스의 기원을 찾던 과학자들은 중국 전역에서 박쥐 수사(搜査)활동을 벌인 끝에, 마침내 결정적 증거(smoking gun)를 발견했다. 그들은 윈난성의 한 외딴 동굴에서, 관박쥐의 단일 개체군에 기생한 바이러스가 SARS 바이러스의 유전적 빌딩블록을 모두 갖고 있음을 확인했다. 그 바이러스는 2002년 종간장벽을 뛰어넘어 인간을 감염시킴으로써, 전 세계에서 약 800명의 목숨을 앗아간 바 있다.

그들은 11월 30일 《PLoS Pathogens》에 기고한 논문에서(참고 1), "문제의 킬러 바이러스는 박쥐 개체군을 쉽게 벗어날 수 있다. 이는 2002년과 비슷한 사태가 얼마든지 재발할 수 있음을 의미한다"고 경고했다.

2002년, 중국 남동부의 광동성에서 폐렴과 비슷한 의문의 질병이 발생했다. 중증급성호흡기증후군(severe acute respiratory syndrome), 즉 SARS라는 별명을 얻은 이 질병은 2003년 전세계로 퍼져나가 수천 명의 사람들을 감염시킴으로써 글로벌 비상사태를 촉발했다.

과학자들은 SARS의 주범이 코로나바이러스의 일종임을 확인하고, 광동성의 동물시장에서 판매되는 흰코사향고양이(Paguma larvata)에게서 유전적으로 유사한 바이러스를 발견했다. 그 후의 연구에서는 "중국의 관박쥐(Rhinolophus)들 사이에서 SARS와 관련된 코로나바이러스가 유포되고 있다"고 밝혀졌다(참고 2). 이는 "치명적 바이러스가 박쥐에서 기원하며, 나중에 고양이를 경유하여 인간에게 도달한다"는 것을 시사했다. 그러나 고양이에게서 발견된 바이러스의 핵심 유전자, 즉 '바이러스가 세포에 달라붙어 감염시키는 것을 가능케 하는 단백질의 유전자'는 인간과 박쥐를 감염시킨 바이러스에서 확인된 유전자와 달라, 그 가설에 대한 의문의 여지를 남겼다.

박쥐 수사대

SARS에 얽힌 비밀을 밝혀내기 위해, 중국 우한 바이러스연구소의 시 정리 박사와 쿠이 지 박사가 이끄는 연구진은 중국 전역을 돌아다니며 수천 마리의 관박쥐를 수집했다(참고 3). "가장 힘들었던 일은, 외딴 곳에 있는 동굴의 위치를 확인하는 것이었다"라고 쿠이 박사는 회고했다. 중국 남서부 윈난 성에서 특별한 동굴(인간 버전과 유사한 코로나바이러스를 보유한 박쥐가 서식하는 곳)을 발견한 후(참고 4, 참고 5), 연구진은 5년간 그 동굴에 서식하는 박쥐들을 모니터링하며, 신선한 구아노(guano)를 수집하는 한편 항문을 면봉으로 문질러 바이러스를 채취했다.

박쥐에 서식하는 15가지 바이러스의 유전체를 시퀀싱한 결과, 그 바이러스들은 전체적으로 인간버전을 구성하는 유전적 빌딩블록들을 모두 보유하고 있는 것으로 밝혀졌다. 인간에서 발견된 SARS 바이러스와 동일한 버전을 보유한 박쥐는 한 마리도 없었지만, 심층분석 결과 그 바이러스들은 종종 서로 뒤섞이는 것으로 나타났다. "인간을 감염시키는 바이러스는 그러한 뒤섞임을 통해 등장할 수 있다. 저자들이 기존의 가설을 검증한 것을 축하한다"라고 SARS 바이러스를 공동으로 발견했던 홍콩 대학교의 콱-융 유엔 박사(바이러스학)는 말했다.

그러나 중국 창춘에 있는 OIE 광견병 표준연구소(OIE Reference Laboratory for Rabies)의 창춘 투 박사에 따르면, "이번 연구의 설득력은 99%일 뿐"이라고 한다. "나는 연구진이 실험을 통해, 인간을 감염시킨 SARS 바이러스가 박쥐에서 다른 동물, 예컨대 고양이로 점프할 수 있음을 증명하는 것을 보고 싶다. 만약 그게 가능하다면, 그들이 제시한 증거는 완벽하다고 볼 수 있다"라고 그는 말했다.

엄청난 이동 거리

바이러스의 종간장벽 점프 외에, 또 한 가지 중요한 의문은 물리적인 이동 거리다. 즉, "윈난성의 박쥐에게서 유래하는 바이러스가 어떻게 1,000km나 떨어진 광동성에 있는 동물과 인간에게까지 이동했는가?"라는 것이다. 윈난성에서는 아무런 의심사례도 발생하지 않았는데도 말이다. 투 박사는 이 문제 때문에 오랫동안 고민해 왔다고 한다.

쿠이 박사와 시 박사는 (인간을 감염시키는 바이러스에 감염되었던) 제2, 제3의 박쥐 개체군을 찾고 있다. 그들은 현재까지 약 300개의 박쥐 코로나바이러스 시퀀스를 분리했는데, 이것들을 이용하여 바이러스의 진화과정을 모니터링할 예정이다.

투 박사가 제기한 의문에도 불구하고, 쿠이 박사와 시 박사는 치명적 SARS가 또 다시 발생할 수 있음을 경고하고 있다. SARS의 유전적 요소가 발견된 동굴은 가까운 마을에서 불과 1km 거리에 있는 데다, 바이러스 균주 간의 유전적 혼합(genetic mixing)은 매우 신속하게 일어나기 때문이다. "혼합된 바이러스가 인간에게 감염되어, SARS와 유사한 질병을 초래할 위험성은 상존한다"라고 두 사람은 말했다.

SARS와 기타 감염병이 발생한 이후 중국의 동물시장들은 상당수가 폐쇄되었거나 제한받고 있지만, 유엔 박사는 쿠이 박사와 시 박사의 경고에 동의하고 있다. "이번 연구결과는 '야생동물의 서식처를 파괴하지 말고, 야생동물의 시장거래를 금지해야 한다'는 생각을 뒷받침한다. 새로운 감염병의 위험에서 벗어나는 최선의 방법은 '자연을 존중하는 것'이다"라고 그는 주장했다.

※ 참고문헌
1. Hu, B. et al. PLoS Pathog. 13, e1006698 (2017); http://dx.doi.org/10.1371%2Fjournal.ppat.1006698
2. Li, W. et al. Science 310, 676–679 (2005); http://dx.doi.org/10.1126%2Fscience.1118391
3. Cui, J. et al. Emerg. Infect. Dis. 13, 1526–1532 (2007); http://dx.doi.org/10.3201%2Feid1310.070448
4. Ge, X. Y. et al. Nature 503, 535-538 (2013); http://dx.doi.org/10.1038%2Fnature12711
5. Yang, X.-L. et al. J. Virol. 90, 3253-3256 (2016); http://dx.doi.org/10.1128%2FJVI.02582-15

※ 출처: Nature www.nature.com/articles/d41586-017-07766-9

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양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로 활발하게 활동하...
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