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[바이오토픽] COVID 밍크의 변이 분석해 보니 아직은 위험하지 않은 듯, 그러나...
의학약학 양병찬 (2020-11-16)

밍크에서 발견된 코로나바이러스 변이는 백신을 위태롭게 하지 않을 것 같다. 그러나 과학자들은 "밍크 사이에서 변이 바이러스가 걷잡을 수 없이 확산된다는 것은 살처분이 필요함을 의미한다"고 말하고 있다.
 

North Denmark in lockdown over mutated virus in mink farms

North Denmark in lockdown over mutated virus in mink farms / @ AP News


덴마크 보건당국은 얼마 전, 밍크 농장과 사람들 사이에서 유포되고 있는 'SARS-CoV-2의 변이'에 대한 유전적·실험적 데이터를 발표했었다. 이는 ‘그 변이가 잠재적인 COVID-19 백신의 유효성을 위협할 수 있다’는 발표가 나온 지 며칠 후의 일이었다.

변이에 관한 소식을 접한 덴마크의 메테 프레데릭센 총리는 11월 4일 "예측 가능한 미래를 위해 밍크 사육을 중단—그리고 약 1,700만 마리의 밍크를 살처분—할 계획"이라고 발표함으로써, 그런 조치의 합법성을 둘러싼 논란을 야기했다. 그러나 과학자들은 "데이터를 찬찬히 분석한 결과가 나올 때까지는 경보를 울리지 말자"라며 신중론을 펼쳐 왔다.

데이터를 분석을 완료한 과학자들은 마침내 "변이 자체는 특별히 우려스럽지 않다"고 선을 그었다. 왜냐하면 그 변이로 인해 바이러스가 사람 사이에서 더 쉽게 전파되거나 더 치명적으로 되거나 치료제와 백신을 위태롭게 하지 않을 것으로 보이기 때문이다. "우리가 알고 있는 밍크와 관련된 변이(mink-associated mutation)는 '신속한 확산'이나 '이환율 및 치명률의 변화'와 무관하다"고 영국 옥스퍼드 대학교의 아스트리드 이베르센(바이러스학)은 말했다.

그러나 연구자들에 따르면, 살처분은 불가피할 것 같다고 한다. 왜냐하면 변종 바이러스가 밍크 사이에서 걷잡을 수 없이 빠르게 확산되고 있는데—지난 6월 이후 200여 개 농장에서 탐지되었다—, 이로 인해 밍크가 (사람을 쉽게 감염시킬 수 있는) 거대한 바이러스 원천으로 부상할 수 있기 때문이다. "감염된 밍크 농장이 존재하는 지역에서, COVID-19 감염자들이 크게 증가하고 있다"고 이베르센은 말했다. “덴마크에서 사육되는 밍크의 개체 수는 사람의 3배에 달한다. 따라서 밍크의 살처분은 불가피해 보인다."

"또 한 가지 우려사항은, 밍크 사이에서 걷잡을 수 없이 확산되는 바이러스는 진화를 통해 위험한 변이를 획득할 기회가 증가한다는 점이다"고 보건당국에 데이터를 제공한 덴마크 국립혈청연구소(Statens Serum Insitut)의 야니크 포나거(바이러스학)는 말했다. 그에 따르면, 과학자들이 이상과 같은 우려사항을 정부에 전달하자, 정부에서 살처분을 결정했다고 한다.

11월 10일, 덴마크 정부는 '살처분을 가능케 하는 법안'을 제출하며, 농민들에게 살처분을 시작하라고 촉구했다.

밍크의 변이

덴마크의 연구자들은 40개 밍크농장에서 수집된 바이러스 샘플을 시퀀싱하여, 약 170개의 코로나바이러스 변이체를 발견했다. 또한 사람들—덴마크의 총 확진자 중 1/5에 해당한다—에게서 수집된 바이러스 샘플에서 (밍크에서 유래한 것으로 보이는) 약 300개의 변이체를 발견했는데, 이는 그 변이가 맨 처음 밍크에서 등장했음을 시사한다. "우리가 주목해야 하는 것은 바로 이것(밍크에서 유래한 사람의 변이)이다"라고 포나거는 말했다.

밍크와 사람에게서 채취된 바이러스 샘플에서, 연구자들은 '스파이크 단백질을 코딩하는 유전자'에 발생한 여러 개의 변이를 발견했다. 이는 우려스러운 일이다. 왜냐하면 그 영역이 변화할 경우 면역계의 감염 탐지 능력에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 게다가 많은 백신들은 스파이크 단백질을 차단하도록 면역계를 훈련시킨다.

그중에서 특히 우려되는 것은, '5종세트(Cluster-5)'라고 불리는 독특한 변이 조합(combination of mutation)이다. '5종세트'는 스파이크 단백질에서 3개의 아미노산 변화 2개의 결실(deletion)을 초래하는데, 덴마크 북부 유틀란드에서 5개 농장과 12명의 사람에게서 발견되었다.

세포를 이용한 예비실험에서, (COVID-19에서 회복한) 일부 환자들에게서 채취된 항체는 '5종세트를 보유한 변이 바이러스'보다 '5종 세트를 보유하지 않은 변이 바이러스'를 더 잘 인식하는 것으로 나타났다. 이는 '5종 세트를 보유한 변이 바이러스'가 항체요법이나 백신에 잘 반응하지 않을 수 있음을 시사하며, 농장에서 사육되는 밍크를 살처분하는 데 있어서 중요한 단서를 제공한다. 이상은 덴마크의 최고 수의학 책임자(CVO: chief veterinary officer)가 세계동물보건기구(World Organization for Animal Health)에 보낸 서한에서 밝힌 내용이다. "현재 어두운 터널의 마지막 부분에서 빛을 비추고 있는 백신이 위험하다면, 밍크를 살처분하는 게 마땅하다"고 덴마크의 모겐스 옌센 농림수산식품장관은 11월 5일 발표한 성명서에서 밝혔다.

그러나 입수 가능한 데이터를 검토한 연구자들은, 덴마크 보건당국자 및 주무장관의 주장을 가리켜 사변적(speculative)이라고 말하고 있다. "'5종세트'는 막다른 골목에 도달한 것으로 보인다. 왜냐하면 사람들 사이에서 널리 확산되지 않았기 때문이다"라고 이베르센은 말했다. "5종세트 변이체에 감염된 사람들 중 상당수는 농장에서 일했으며, 아마도 고용량의 바이러스에 노출됐던 것 같다. 그리고 광범위한 시퀀싱과 데이터 공유에도 불구하고, 그 변이체는 지난 9월 이후 발견되지 않았다."

그에 더하여, 이베르센에 따르면 실험실 연구가 너무 제한적이므로, 치료제와 백신에 대한 시사점과 관련하여 어떤 결론도 도출할 수 없다고 한다. "현 상황에서, 매우 예비적인 데이터를 지나치게 확대해석하지 않는 게 중요하다"고 그녀는 말했다.

사람들 사이에서 확산

'밍크와 관련된 변이' 중에서, 사람들 사이에서 비교적 널리 확산된 게 하나 있다. 그것은 스파이크 단백질을 구성하는 아미노산을 바꾸는 Y453F—453번 아미노산을 티로신(Y)에서 페닐알라닌(F)으로 바꾸므로, Y453F 변이라고 불린다—로, 300명의 덴마크 사람들에게서 발견되었고, 네덜란드의 밍크와 사람에서도 발견되었다(참고 1). 한 실험실 연구에서, Y453F 변이를 보유한 바이러스는 상업적인 단클론항체의 탐지를 회피한 것으로 나타났다.
 

덴마크 연구소가 제기해 국제적 관심을 불러일으킨 ‘밍크 유래 추정 코로나19 바이러스 변이’ 중 하나인 Y453F 변이 주변의 단백질 구조를 추정한 그림이다

덴마크 연구소가 제기해 국제적 관심을 불러일으킨 ‘밍크 유래 추정 코로나19 바이러스 변이’ 중 하나인 Y453F 변이 주변의 단백질 구조를 추정한 그림이다. ‘PHE 453’이라고 표시된 것이 ‘티로신 대신 들어간 페닐알라닌’이다. / @ 동아사이언스


그러나 "그렇다고 해서 그 변이가 인체 내에서 약품의 효과를 방해한다고 말할 수는 없다"고 이베르센은 말했다.

또한 "사람들에게서 검출된 '밍크와 관련된 변이'가 밍크에서 유래했는지 여부는 불투명하다. 왜냐하면 모든 데이터가 공표되지 않았기 때문이다"라고 영국 글래스고 대학교의 데이비드 로버트슨(바이러스학)은 말했다.

그러나 매사추세츠 종합병원(MGH)과 (MIT와 하버드가 운영하는) 브로드연구소의 캐스퍼 레이지(계산생물학)에 따르면, 밍크에서 유래하여 사람에게 전파된 변이의 사례가 몇 가지 존재한다고 한다. 그리고 많은 연구자들은, 수백만 마리의 밍크 사이에서 걷잡을 수 없이 확산되는 바이러스가 궁극적으로 문제성 있는 변이(problematic mutation)로 귀결될 수 있다고 우려한다.

걷잡을 수 없는 집단감염

세계 최대의 밍크모피 생산국인 덴마크에서, 관계당국은 광범위한 통제조치에도 불구하고 밍크농장에서 발생하는 집단감염을 통제하느라 골머리를 앓고 있다. 상당수의 감염된 농장에서, 거의 모든 밍크들은 바이러스에 대한 항체를 보유하고 있다. 또한 네덜란드, 스웨덴, 스페인, 이탈리아, 미국의 밍크 농장에서도 집단감염이 탐지되었다(참고 2). 네덜란드는 2021년까지 모든 밍크를 살처분할 계획이며, 나아가 2024년까지 밍크 사육을 종식한다는 계획을 구상하고 있다.
 

COVID 밍크의 변이 분석해 보니 아직은 위험하지 않은 듯, 그러나...

ⓒ Daily Mail


"과학자들은 아직까지도 변이 바이러스가 농장에 침투한 과정을 알아내지 못했다"고 코펜하겐 대학교의 아네테 보클룬드(역학)는 말했다. 그녀가 이끄는 연구팀은 밍크 우리 주변에서 수집된 모발과 공기는 물론 집파리에서 저수준의 바이러스 RNA를 검출했다.

또한 그녀가 이끄는 팀은 밍크 농장 주변의 야생동물들(예: 여우, 오소리, 고양이, 바위담비)을 검사하고 있다. 그중에서 유일하게 양성 판정을 받은 것은 갈매기의 발에서 수집된 샘플이었다. "가장 가능성 높은 원천은, 코로나바이러스에 감염된 농장 노동자들이다"라고 그녀는 말했다.
 

※ 참고문헌
1. http://dongascience.donga.com/news.php?idx=41378
2. https://www.dailymail.co.uk/news/article-8929089/Israel-feared-seventh-country-hit-mutated-Covid-strain-spread-mink-three-people-tested.html

※ 출처: Nature https://www.nature.com/articles/d41586-020-03218-z

 

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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...
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