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미국 워싱턴의대와 아이칸의대 그리고 스크립스연구소 공동연구진이 한 독감 환자의 혈액 표본에서 이런 항체를 발견했다고 세계적 학술지 ‘사이언스’ 최신호(25일자)에 발표했다.
연구를 이끈 앨리 엘레베디 박사(워싱턴의대 병리·면역학과 조교수)는 2017년 겨울 여러 독감 환자의 혈액 표본을 조사하다가 한 표본에서 독감 바이러스 표면의 주요 단백질인 헤마글루티닌 항체 외에도 분명히 다른 무언가를 표적으로 삼고 있는 다른 항체 3종을 발견했다.
당시 그는 연구를 막 시작해 연구실이 완비되지 않아 이들 항체가 무엇을 표적으로 삼는지 관찰할 도구를 갖고 있지 않았다.
이에 따라 그는 연구 공동저자로 참여한 플로리안 크래머 박사(아이칸의대 미생물학과 교수)팀에 표적도 확인되지 않은 항체 3종을 보냈다.
크래머 박사는 인플루엔자 바이러스 표면에 있는 또 다른 단백질인 뉴라미니다제의 전문가인데 항체 3종 중 나중에 ‘1G01’으로 명명된 1종이 실험 대상이 된 모든 인플루엔자 바이러스의 뉴라미니다제 활동을 차단하는 것을 확인했다.
이에 대해 크래머 박사는 “1G01 항체의 범용성은 정말 놀라운 일이었다. 일반적으로 항뉴라미니다제 항체는 H1N1과 같은 하나의 변종바이러스에 영향을 주지만, 다양한 변종바이러스를 막는 항체의 발견은 이번이 처음”이라고 말했다.
연구진은 처음에 결과를 믿지 않았다. 왜냐하면 인플루엔자 A형과 B형을 아우르는 이 항체의 능력은 그저 믿기 어려웠기 때문이다.
연구진에 따르면, 뉴라미니다제는 인플루엔자 바이러스의 복제에 꼭 필요하다. 이 단백질은 새로 형성된 바이러스를 감염 세포로부터 자유롭게 떼어내 새로운 세포를 감염시킨다. 신종 플루와 같이 심한 독감에 가장 널리 쓰이는 약물인 타미플루 역시 뉴라미다제를 비활성화하는 방식으로 작용한다.
따라서 연구진은 이들 항체가 심한 독감 환자를 치료하는 데 쓰일 수 있는지 알아보기 위해 쥐를 대상으로, 치사량의 인플루엔자 바이러스를 투여하는 실험을 진행했다.
그 결과 항체 3종 모두 많은 변종 바이러스에 효과가 있었고, 그중에서도 1G01 항체는 실험에 쓰인 변종 바이러스 12종 모두에 효과를 보이는 것으로 나타났다. 특히 12종의 바이러스는 인간에게 독감을 일으키는 인플루엔자 바이러스 A·B·C형 세 그룹에 속하는 것들 외에도 조류인플루엔자(AI)와 같이 비인간을 대상으로 하는 변종도 포함된 것으로 알려졌다.
심지어 1G01 항체는 인플루엔자 바이러스 감염 뒤 72시간 만에 투여해도 모든 쥐의 목숨을 구했다.
이에 대해 엘레베디 박사는 “모든 쥐는 확실히 독감에 걸려 살이 빠졌지만, 우리는 여전히 이들 쥐를 구할 수 있었다. 결과는 주목할 만하다”면서 “타미플루를 사용하기에 너무 늦은 환자를 집중 치료하는 시나리오에서 이 항체를 사용할 수 있을지도 모른다”고 말했다.
타미플루는 24시간 이내에 투여해야 한다. 나중에 사용할 수 있는 약은 타미플루를 사용할 수 없는 많은 환자들에게 도움이 될 것이다. 하지만 연구진은 이 항체를 기반으로 한 약물을 설계할 생각을 하기도 전에 항체가 뉴라미니다제를 어떻게 방해하는지를 이해할 필요가 있었다.
이들 연구자는 스크립스연구소의 저명한 구조 생물학자로 공동저자로 참여한 이안 윌슨 박사에게 도움을 요청했다. 공동저자로 참여한 윌슨 박사는 자신의 연구실에 있는 주쉐융 박사와 함께 세 항체가 뉴라미니다제에 들러붙어있는 동안 이들 항체의 구조를 지도화(매핑)했다.
두 연구자는 이들 항체가 모두 기어 스틱처럼 뉴라미니다제의 활성 부위 안을 미끄러지듯이 움직이는 루프고리를 갖고 있다는 것을 발견했다. 이 고리는 뉴라미니다제가 세포 표면에서 새로운 바이러스 입자를 방출하는 것을 막았고 따라서 세포에서 바이러스 생성 주기를 깨뜨리는 것으로 나타났다.
사진=123rf
윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
