코로나19 유전자 지도 완성돼 치료제 개발 가능성 높아져…임상시험 규모는 8배 증가

(톱스타뉴스 김명수 기자) 기초과학연구원(IBS)은 RNA 연구단 김빛내리 단장·장혜식 연구위원 연구팀과 질병관리본부 국립보건연구원 공동 연구팀이 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)의 원인인 '사스 코로나바이러스-2'(SARS-CoV-2·코로나19 바이러스)의 유전자 지도를 완성했다고 9일 밝혔다.

리보핵산(RNA) 유전자를 갖고 있는 코로나19 바이러스는 숙주 세포에 침투해 유전정보가 담긴 RNA(유전체 RNA)를 복제한다.

이와 함께 다양한 하위 유전체 RNA를 전사(생산)한다.

이들 하위 유전체는 바이러스 표면의 스파이크 단백질을 합성해 세포를 감염시키는 역할을 하는데, 이처럼 숙주세포 안에서 생산된 유전체 RNA와 하위 유전체 RNA 등을 모두 합쳐 '전사체'라 부른다.

연구팀은 차세대 염기서열 분석법을 통해 숙주세포 내에서 생산되는 코로나19 바이러스 전사체를 모두 분석, 수십여종의 RNA를 발견했다.

또 최소 41곳에서 RNA에 화학적 변형이 일어난다는 사실을 규명했다.

RNA 변형은 인체의 선천적인 면역 체계를 회피하기 위해 바이러스가 일으키는 반응이다.

코로나19 바이러스의 화학적 변형이 일어나는 위치를 확인해 바이러스 치료제 후보물질 개발에 기여할 것으로 기대된다.

연구팀은 또 '나노포어 직접 RNA 염기 분석법'을 활용해 2만9천900개의 유전정보가 담긴 코로나19 바이러스의 유전체 RNA를 절단하지 않고도 통째로 분석하는 방법을 찾아냈다고 밝혔다.

김빛내리 단장은 "이번에 사스 코로나바이러스-2 전사체의 정량을 모두 파악했으며, 이를 토대로 유전자 증폭검사 진단 시간을 단축하는데 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 '셀'(Cell) 이날 자에 실렸다. 한편, 세계 각국이 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 치료제 및 백신 개발에 뛰어들면서 임상시험 규모가 약 한 달 반 사이에 8배 이상 늘어난 것으로 조사됐다.

국가임상시험지원재단(KoNECT)은 세계 최대의 임상시험 레지스트리인 미국국립보건원(NIH)의 클리니컬트라이얼즈(ClinicalTrials.gov)에 등록된 코로나19 치료제 및 백신 임상시험을 분석한 결과 이같이 나타났다고 28일 밝혔다.

재단에 따르면 클리니컬트라이얼즈에 등록된 코로나19 관련 임상시험 수는 이달 27일 기준 466건(치료제 452건·백신 14건)이다. 지난달 11일 56건과 비교해 약 한 달 반 사이에 8.3배 증가했다.

특히 이 기간 연구자 임상시험이 32건에서 314건으로 9.8배 늘었다. 공중보건 위기 대응을 위한 공익적 목적의 연구자 임상시험이 연구 활성화를 이끄는 것으로 분석됐다.

국내에서는 코로나19 치료제 관련 연구자 임상시험 6건과 제약사 임상시험 3건 등 총 9건이 식품의약품안전처의 승인을 받아 진행 중이다.

에볼라 치료제 렘데시비르 임상 3건, 말라리아 치료제 클로로퀸과 에이즈 치료제 칼레트라를 병용하는 임상 1건, 말라리아 치료제 클로로퀸 단독 임상 1건, 클로로퀸과 B형간염 치료제 레보비르를 병용하는 임상 1건 등이다.

이밖에 혈액응고방지제 후탄, 천식치료제 알베스코, 뇌경색·뇌출혈 후유증에 따른 어지럼 개선에 쓰는 페로딜 등이 각각 연구자 임상시험을 진행 중이다.

국가임상시험지원재단은 이런 내용의 국내외 임상시험 정보를 최근 발간한 'KoNECT 브리프 2호'에 담았다.

배병준 국가임상시험지원재단 이사장은 "국내 코로나19 치료제 관련 임상시험은 전 세계 임상시험의 1.9% 수준"이라며 "국내 백신 및 치료제 개발의 조기 성공을 돕기 위한 체계적인 지원과 제도 개선이 필요한 시점"이라고 말했다.
 
그러나 코로나19 바이러스의 변이가 당초 예상보다 훨씬 많다는 연구 결과도 있어 바이러스의 변이에 어떻게 대응할 것인가도 귀추가 주목된다.

리란쥐안 중국 저장(浙江)대학 교수가 이끄는 연구팀은 의학 논문 사전공개 사이트 메드아카이브(MedRxiv)에 게재한 논문에서 이 같은 연구 결과를 내놓았다.

중국 관영 매체에 따르면 리 교수는 코로나19 발원지인 우한(武漢) 봉쇄를 처음으로 제안한 과학자이다.

연구팀은 저장성 항저우(杭州)에서 11명의 코로나19 환자를 연구한 결과 30종의 변이를 발견했다. 이 가운데 19종은 새로운 변이였다.

일부 변종은 바이러스가 인체 내 수용체 단백질에 결합하도록 해주는 스파이크 단백질에 기능적 변화가 일어났다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 이는 코로나19 바이러스의 전염성을 높여주는 것으로 예측됐다.

가장 공격적인 변종은 가장 약한 변종보다 270배나 많은 바이러스를 만들어냈다. 감염된 인간에게 치명적인 결과를 불러올 수 있다는 얘기이다.

이번 연구에서 발견된 가장 치명적인 변종은 유럽 내에서 발생한 대부분의 코로나19 환자에게서도 발견됐다.

별도 연구에서는 뉴욕에서 발견된 코로나19 변종이 유럽에서 유입된 것으로 밝혀졌다. 이에 뉴욕과 유럽의 코로나19 치사율이 높은 이유가 치명적인 변종 바이러스 때문일 수 있다는 추론이 제시됐다.

이번 연구에서 경증 환자에게서 발견된 변종 바이러스는 워싱턴주 등 미국 일부 지역의 코로나19 바이러스와 유사했다.

이는 서로 다른 국가나 지역의 지배적인 변종 바이러스가 다르다는 것을 의미하며, 이를 통해 국가나 지역 간 치사율 차이를 설명할 수 있다고 과학자들은 추론했다.

이번 연구에서는 50일 이상 장기 치료를 받은 한 60세 환자의 코로나19 바이러스에서 3차례 변화가 연속적으로 일어난 트리 뉴클레오타이드 변이가 발견되기도 했다.

통상 유전자 변이가 한차례 정도 일어난다는 점을 생각하면 이는 매우 이례적인 일로 여겨진다.

리 교수는 "이번 연구 결과는 코로나19 바이러스의 변이를 우리가 과소평가했다는 것을 의미한다"며 "코로나19 바이러스는 병의 성질을 현저히 변화시킬 정도의 변이를 일으킬 수 있다"고 밝혔다.

한 연구 결과에서는 코로나19 바이러스의 변이가 4천300종 이상에 달한다는 분석이 제시되기도 했다.

김명수 기자

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