“코로나19 감염, 코 안 ‘섬모세포’에서 시작”…초기 감염기전 규명
발행일 : 2021-07-02 16:22:06 | 기자

▲ 코로나바이러스의 비강 섬모상피세포 감염 기전 (사진= 기초과학연구원 제공)

[메디컬투데이 이재혁 기자]
신종 코로나바이러스 감염증의 초기 감염 기전이 국내 연구진에 의해 처음으로 밝혀졌다.

기초과학연구원(IBS) 혈관 연구단 고규영 단장과 전북대학교 감염내과 이창섭 교수 공동연구팀은 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 복제 순간을 최초로 포착하고 초기 감염 및 증식의 주요 표적이 비강(코 안) 섬모상피세포임을 규명했다고 2일 밝혔다.

코로나바이러스는 호흡계의 상부인 비강, 인두, 후두, 기관지 등 상기도 조직을 통해 감염된다고 알려졌을 뿐 정확한 표적 부위는 밝혀지지 않았다. 효과적인 예방대책 수립에 어려움을 겪는 이유다.

코로나바이러스는 ACE2·TMPRSS2·Furin 수용체 단백질과 결합해 세포 내로 침투한다. 단백질들이 바이러스의 침입 경로 역할을 하는 것이다. 그러나 최신의 ‘단일세포 유전자발현 측정기법(Single cell RNA-sequencing)’만으로는 단백질의 정확한 분포 파악에 한계가 있었다.

또한 코로나19 환자 대부분이 진단 시점에 이미 일차적 바이러스 감염·증식이 끝난 상태이기 때문에 초기 감염 기전 파악이 더욱 어려웠다.

연구진은 실제 코로나19 초기 환자로부터 얻은 정확한 검체를 다양한 실험기법을 적용해 분석함으로써 기존 한계를 극복했다.

우선 ACE2·TMPRSS2·Furin 수용체 단백질이 코 안 섬모세포의 공기 접촉면에 집중 분포함을 발견했다. 코로나바이러스가 섬모세포의 공기 접촉면에 결합해 세포 내로 침투 후 복제·증식한다는 의미다. 이로써 비강 섬모세포가 코로나바이러스 감염의 시발점임을 새롭게 밝혔다.

또한 코로나19 초기 환자의 비강 및 구강세포를 분석, 코로나바이러스가 비강 섬모세포에서만 복제·증식함을 최초로 포착했다. 코로나바이러스 수용체 단백질이 없는 비강 분비세포 및 줄기세포, 구강 상피세포 등에서는 감염이 일어나지 않았다.

안지훈·김정모 선임연구원은 “코로나바이러스의 표적인 비강 섬모세포가 손상되면 폐를 비롯한 다른 장기도 빠르게 감염될 수 있다”며 “비강 섬모세포 보호를 위한 후속 연구 및 백신·약물 개발이 필요하다”고 전했다.

고규영 단장은 “비강 내 백신 투여로 점막면역을 형성하는 것이 새로운 코로나19 예방 및 치료 전략이 될 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 의학연구학술지인 임상연구저널(Journal of Clinical Investigation, IF 14.808)에 표지 논문으로 2일 게재됐다.
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