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코로나 왜 자꾸 '변이' 만들까, 美연구팀이 찾은 두개의 열쇠

중앙일보

입력 2021.08.12 00:34

업데이트 2021.08.12 00:47

코로나19 바이러스의 현미경 관찰모습. 세포 끝 왕관처럼 생긴 뾰족한 점들은 '스파이크'로, 바이러스가 몸속에 침투해 세포와 결합할 때 역할을 한다. AFP=연합뉴스

코로나19 바이러스의 현미경 관찰모습. 세포 끝 왕관처럼 생긴 뾰족한 점들은 '스파이크'로, 바이러스가 몸속에 침투해 세포와 결합할 때 역할을 한다. AFP=연합뉴스

코로나 바이러스가 진화하고 있다. 세계적으로 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)의 확산세가 이어지는 가운데, 기존 바이러스보다 전파력이 더 강한 인도 유래 '델타형' 변이 바이러스가 우세종으로 자리 잡았다.

바이러스가 돌연변이를 만들어내는 건 자연스러운 일이다. 생존과 경합에 유리한 형질을 갖도록 바이러스를 증식하려는 성질 때문이다. 과학자들은 인도발 델타 변이도 이런 '선택압'(selective pressure) 탓에 생긴 것으로 보고 있다.

27개 공통 '항체 클로노타입' 발견

9일(현지시간) 생명과학 학술지 '셀 리포트'에 게재된 미국 밴더빌드의대 연구팀의 논문에선 코로나19 회복기 항체반응에 대한 연구결과를 다뤘다. 이 연구가 특히 눈길을 끄는 건, 코로나19의 변이를 몰고 오는 유전적 선택압에 초점을 맞췄기 때문이다.

연구팀에 따르면 코로나19에 감염됐던 사람이나 백신을 맞은 사람들에게서 27개의 공유 항체 클로노타입(동일한 형질을 가진 세포집단)이 발견됐다. 특히 이중 2개는 변이가 잘 생기지 않는 스파이크 단백질의 '보존 영역(conserved part)'을 식별하는 것으로 나타났다.

스파이크 단백질은 바이러스가 몸속에 침투해 세포와 결합할 때 활용돼 감염의 '핵심 키' 역할을 하는데, 이 보존 영역을 식별하는 클로노타입이 발견된 건 이번이 처음이다.

"공통 클로노타입으로 '항체' 유도 가능"

사람의 몸에서 항체를 만드는 역할을 하는 건 백혈구의 일종인 'B림프구'(B세포)다. 코로나19 같은 바이러스가 세포 표면에 달라붙으면 'B림프구'는 다수의 동일세포로 분열한다. 그 뒤 성숙과정을 거쳐 '형질세포'로 변하는데 이는 면역항체를 만드는 역할을 한다. 이게 혈류와 림프계 등으로 방출되며 바이러스의 세포 감염을 막는 '중화항체'가 된다.

문제는 스파이크 단백질에서 중화항체의 표적이 되는 부분은 '항체를 피해' 잘 변하는 특성을 갖고 있는 점이다. 이렇게 바이러스의 '변이'가 일어나게 되고, 몸 안에 이미 생성된 순환항체가 바이러스를 찾지 못하게 한다.

하지만 여러 사람의 체내에 변이가 쉬운 부분을 표적으로 삼는 항체가 형성되면, 변이에 대한 선택압으로 작용할 수 있다. 이 유전 형질이 같은 항체 클로노타입을 많은 사람이 공유하면, 이들의 공통점을 이용해 백신과 치료제를 개발하는 게 상당히 용이해진다.

연구책임자 제임스 크로우 주니어 박사는 "코로나19에 감염됐던 사람들이 공유하는 항체 클로노타입이 그렇게 많다는 것에 놀랐다"며 "이는 좋은 신호일 수도 있다. 특히 mRNA(메신저 리보핵산) 백신이 '항체 클론'을 유도할 수 있어 고무적이다"라고 밝혔다.

[그래픽 셀 리포트]

[그래픽 셀 리포트]

'스파이크 단백질'이 코로나 아킬레스건 

이 때문에 스파이크 단백질의 보존 영역이야말로 코로나19의 진짜 '아킬레스건'이라고 할 수 있다. 스파이크 단백질의 보존영역을 표적으로 백신이나 항체 치료제를 개발하면 변이를 더 쉽게 막을 수 있다.

연구팀은 이번에 찾아낸 2개의 스파이크 단백질 '보존 영역' 식별 클로노타입이, 앞으로 변이에도 효과적인 코로나19 백신과 항체치료제를 개발하는 데 열쇠가 될 것으로 기대하고 있다.

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