이미지 확대보기코로나19 환자의 치료 기간이 길어지면 바이러스가 이렇게 진화할 기회도 늘어난다는 것이다.
과학자들은 회복 환자의 혈장 치료를 받은 면역 손상 코로나19 환자의 바이러스 샘플에서 이 유형의 돌연변이를 확인하고 5일(현지 시각) 저널 '네이처'(Nature)에 관련 논문을 제출했다.
이 연구는 영국 케임브리지대가 주도하는 COG-UK(COVID-19 유전체학 UK) 컨소시엄이 수행했다.
연구팀은 합성 스파이크 단백질(synthetic version)을 이용한 실험에서 '영국발 변이'(B1.1.7 )에서 관찰된 특정 유전자 코드(RNA)의 변화가 바이러스의 세포 감염력을 2배로 강화한다는 걸 확인했다.
베타 코로나바이러스 계열인 신종 코로나(SARS-CoV-2)의 RNA는 A·C·G·U 네 가지의 염기(뉴클레오타이드) 서열로 구성된다.
바이러스 입자가 복제될 때 이 코드가 잘못 옮겨져 생기는 게 돌연변이다.
코로나바이러스는 한 해에 대략 23개의 뉴클레오타이드가 바뀌어 돌연변이율은 높지 않은 편이다.
과학자들이 특별히 우려하는 건, 신종 코로나 표면의 스파이크 단백질 구조에 변화를 가져오는 돌연변이다.
신종 코로나는 숙주세포 표면의 ACE2 수용체와 결합해 세포 침투로를 여는데 이 과정에서 스파이크 단백질이 일종의 열쇠 역할을 한다.
다시 말해 스파이크 단백질의 기능을 무력화하면 신종 코로나 감염도 막을 수 있다는 뜻이다.
현재 접종 중이거나 시험 중인 대부분의 백신이 스파이크 단백질을 표적으로 삼은 이유도 여기에 있다.
문제는 돌연변이로 스파이크 단백질의 구조가 달라지면 어렵게 개발한 백신의 효과가 떨어질 수 있다는 것이다.
이번에 감염력이 두 배 강해진 것으로 확인된 변이 신종 코로나는 스파이크 단백질의 특정 아미노산(ΔH69/ΔV70)이 결실돼 있었다.
연구팀은 케임브리지 소재 애든 브룩스 병원에 입원했던 한 코로나19 사망 환자의 사례를 인용해 이런 돌연변이가 일어나는 과정을 논문에 기술했다.
이 70대 환자는 코로나19 감염 전에 B세포 림프종 진단을 받았고, 몇 차례의 화학치료로 면역력이 많이 약해져 있었다.
이 환자는 이런 상태에서 다시 코로나19로 입원해 렘데시비르(항바이러스제)와 회복 혈장 치료를 받았다. 이 혈장에는 코로나19 회복 환자의 혈액에서 분리한 항체가 들어 있다.
처음에 안정적이던 이 환자는 점차 병세가 나빠져 응급실에서 집중 치료를 받다가 결국 사망했다.
연구팀은 이 환자가 입원해 있는 동안 코와 인후의 바이러스 샘플을 23차례 채취해 유전자 서열을 분석했다.
그런데 회복 혈장을 두 차례 투여하고 나서(입원 66일째부터 82일째 사이) 바이러스 구성에 급격한 변화가 생겼다.
D796H로 알려진 스파이크 단백질 돌연변이와 함께 ΔH69/ΔV70 아미노산이 결실된 변이 바이러스가 전체를 지배했다.
초기엔 죽어 없어지는 듯했던 이 변이 바이러스는 렘데시비르와 회복 혈장을 함께 투여하는 3차 치료를 시작하자 급속히 입자를 늘리기 시작했다.
이미지 확대보기이 연구를 주도한 케임브리지대 '치료 면역 감염 질환 연구소'의 라비 굽타 교수는 "우리가 목도한 건 서로 다른 변이 바이러스 사이의 치열한 경쟁"이라면서 "회복 혈장 치료가 이를 부추기는 것 같다"라고 말했다.
최후의 승자, 즉 D796H 돌연변이와 ΔH69/ΔV70 결실이 함께 생긴 변이 바이러스는 혈장 치료가 진행되는 동안 우위를 점하다가 한때 다른 종에 따라 잡혔는데 3차 혈장 치료가 재개되는 것에 맞춰 다시 급부상했다.
엄격히 통제된 환경에서 두 가지 변이를 모두 갖거나 각각 하나씩 가진 세 종류의 합성 바이러스를 만들어 시험한 결과, 두 변이가 동시에 생긴 바이러스는 회복 혈장의 중화 작용에 잘 견뎠다.
특히 주목할 대목은, D796H 돌연변이가 있는 바이러스만 혈장이 투여되지 않았을 때 감염력을 상실한다는 것이다.
이는 면역계의 압박을 받을 때 바이러스가 이를 피하려고 획득하는 전형적인 돌연변이라고 과학자들은 설명한다.
ΔH69/ΔV70 아미노산이 결실된 바이러스의 감염력이 강해지는 건 D796H 돌연변이에 따른 감염력 상실의 보상일 수 있다고 과학자들은 추정했다.
굽타 교수는 "신종 코로나가 돌연변이를 거쳐 백신을 따돌릴 수 있다는 걱정스러운 가능성을 제기하는 것"이라면서 "면역 기능이 잘 작동하는 환자는 문제가 없을 테지만, 면역력이 손상된 환자는 장기간 바이러스 복제가 이어지면서 돌연변이 가능성도 커져 각별히 주의할 필요가 있다"라고 강조했다.
박성진 기자 postmoneynews@gmail.com
