코로나19가 일으키는 폐렴의 병태생리는 여타 바이러스성 폐렴과 크게 다르지 않다. 하지만 인류에게 처음 나타난 바이러스이고 단기간에 전 세계로 확산해 다양한 양상을 보여 의학적 판단에 아직 혼선을 초래하고 있다. 코로나19 폐렴의 원인 병원체는 SARS-CoV-2며 원조 격인 SARS-CoV-1은 사스(SARS: 중증급성호흡기증후군)를 일으켰다. 사스는 10%의 치명률로 전 세계적으로 8000여명의 환자가 발생했으나 코로나19는 5% 전후의 치명률로 200만명 이상의 환자가 발생하고 있어 큰 위협이 되고 있다. 바이러스가 우리 몸에 들어올 때는 선호하는 부위가 있다. 호흡기 바이러스는 코, 인두, 폐를 침범하고, 간염 바이러스는 간, 뇌염 바이러스는 뇌를 주로 침범한다. 코로나19는 호흡기 바이러스인데 코, 인두, 폐뿐만 아니라 심장, 신장, 위장관에 침범해 매우 광범위한 장기에 병을 일으키며 후각신경의 감퇴로 냄새를 못 맡는 현상도 나타난다. 코로나19는 ACE2라는 세포 표면의 수용체와 결합해 세포 속으로 들어가서 증식하는데, ACE2 수용체는 우리 몸의 다양한 장기에 분포하며 심지어 혈관내피세포에도 수용체가 존재한다. 코로나19는 RNA 유전체와 껍질로 구성돼 있으며 생물과 무생물의 중간 형태이다. 스스로 살아갈 수 없어서 무생물 같지만, 다른 생명체를 이용해 번식하며 살아가기에 생물의 특성도 지닌다. 세포 속으로 들어간 바이러스는 우리 몸에 있는 유전자 물질을 이용해 자신의 RNA 사슬을 복제함으로써 기하급수적으로 늘어나 마침내 그 세포를 뚫고 나와 또 다른 세포를 공격한다. 바이러스가 들어오면 우리 몸은 항원제시세포, 대식세포, T세포, NK세포 등이 나서서 바이러스의 공격을 직접 막아 내는 한편 형질세포에서는 중화항체를 생산해 바이러스를 물리치는 역할을 한다. 이를 각각 세포성면역과 체액성면역이라고 한다. 세포성면역이 진행하는 과정에서 다양한 종류의 사이토카인(cytokine)이라는 물질이 방어를 위해 세포로부터 분비돼 염증반응과 항염증반응에 참여하게 된다. 우리 몸의 면역세포가 직접 또는 항체를 만들어 바이러스를 물리치면 폐렴은 끝이 난다. 그렇지 않은 경우 바이러스는 분열을 거듭해 마침내 폐를 파괴시키고, 혈관을 뚫은 후 혈류를 타고 전신으로 퍼진다. 전신에 바이러스가 퍼지지 않더라도 사이토카인의 영향만으로 주요 장기에 염증이 발생해 심부전, 신부전 등으로 진행될 수 있다. 급성호흡곤란증후군에 빠진 폐는 폐포 손상이 지속돼 산소와 이산화탄소의 교환이 불가능해 저산소증과 고이산화탄소증이 초래된다. 폐조직은 염증에 의한 분비물, 출혈, 혈관 내 응고물질의 축적 등으로 괴사 상태에 빠지게 된다. 코로나19로 인한 급성호흡곤란증후군은 인공호흡기와 체외산소공급으로 치료한다. 코로나19를 직접 물리치는 치료약제와 예방하는 백신의 개발에는 최소 1년이 걸릴 것으로 전망된다.

분당서울대병원은 소화기내과 황진혁 교수팀이 절제가 불가능한 췌장암 환자들을 대상으로, 두 가지 암치료 유전자가 삽입된 ‘유전자 변형 아데노 바이러스’를 통해 암세포를 사멸시키는 새로운 치료법의 1상 임상시험 결과를 발표했다고 27일 밝혔다. 췌장암은 5년 생존율이 약 12.2%에 불과할 정도로 예후가 나빠 사람들이 가장 두려워하는 치명적인 암이다. 특히 주변 림프절과 혈관까지 암세포가 침범한 국소진행형 췌장암 환자의 경우 수술이 어렵고, 항암 치료에 대한 내성이 생겨 도중에 치료를 포기하는 경우도 많다. 황 교수팀은 지난 2016년 8월부터 약 2년 동안, 절제 수술이 불가능한 국소진행형 췌장암 환자 9명을 대상으로 아데노 바이러스를 유전자 전달체로 이용한 새로운 치료법의 안전성 및 가능성을 확인하기 위한 연구를 진행했다. 연구팀은 먼저 사이토신 디아미나아제(cytosine deaminase, yCD)와 티로신 인산화효소(tyrosine kinase, HSV-1 TK)라는 두 가지 효소를 만들 수 있는 유전자가 탑재된 아데노 바이러스를 내시경초음파(EUS, endoscopic ultrasonography)를 통해 췌장암에 투여했다. 주입된 아데노 바이러스는 유전자 조작의 일차적 효과로 인해 정상 세포에서는 자연스럽게 소멸하고, 췌장암 세포에서만 증식하게 된다. 그 후에 환자가 항암 효과가 없는 경구약을 복용하면, 췌장암 세포 내 바이러스의 효소와 만나 항암제로 변화한다. 결론적으로 암세포에서만 살아있던 바이러스가 항암 작용을 해 결과적으로는 췌장암 세포만 선택적으로 사멸되는 효과를 거둘 수 있었다. 9명의 췌장암 환자에게 적용한 결과 치료 12주째까지 의미 있는 부작용은 관찰되지 않아 비교적 안전한 치료법이라는 사실이 입증됐으며, 치료 8주 후 독성평가에서도 2명의 환자가 약한 단계의 발열 반응을 나타냈을 뿐 중대한 이상 반응은 나타나지 않았다.또한 치료 12주째 CT 검사로 평가한 결과 9명 모두에서 췌장암이 진행되지 않았으며, 암이 추가적으로 진행하지 않거나 사망에 이르지 않은 기간으로 항암제 효과를 평가하는 주요 지표인 ‘무진행 생존기간’의 중앙값은 11.4개월로 나타났다. 황 교수는 “국내에서 단독으로 수행된 췌장암 1상 임상연구를 통해 새로운 유전자 치료의 안전성과 가능성을 확인하게 되어 의미 깊다”면서, “특히 췌장암에 직접 유전자를 투여해 치료할 수 있다는 점을 확인했을 뿐만 아니라, 유전자 치료가 췌장암의 진행을 늦출 수 있음을 입증함으로써 향후 추가적인 임상연구를 진행할 수 있는 근거를 마련했다”고 전했다. 이번 연구 결과는 내시경 분야 최고 권위를 갖는 저널인 `미국소화기내시경학회지(Gastrointestinal Endoscopy, IF:7.2)`최신 호에 게재됐으며 지난 3월에는 뉴잉글랜드 의학저널(NEJM)이 발행하는 저널 워치에 소개될 정도로 우수성을 인정받았다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

잠자리에 들어서도 스마트폰을 만지작대다가 밤잠을 제대로 못 이루고 아침에 피곤하다는 이들이 많다. 이처럼 늦게 자고 수면시간이 불규칙할 수록 비만 위험이 늘어난다는 연구결과가 나왔다. 더군다나 살이 찌면 쉽게 잠을 못 이루고 깊이 잠들지 못해 비만 위험에 그대로 노출되는 등 악순환이 계속된다는 것이다. 미국 네바다대 생물학과, 펜실베니아대 의대 신경과 공동연구팀은 늦게 자고 수면시간이 불규칙할수록 비만 위험이 높아지며 살이 찔수록 잠자는 시간이 줄고 불규칙해지는 악순환이 이어진다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 최신호(22일자)에 실렸다. 6시간 미만의 수면시간을 갖는 사람은 비만이나 당뇨에 걸릴 가능성이 높다는 것은 잘 알려져 있다. 실제로 사람과 생쥐, 초파리 등을 이용해 수면이 비만에 미치는 영향에 대해서 일부 알려져 있다. 그렇지만 수면과 식욕과 관계는 명확히 밝혀지지 않은 상태다. 이에 연구팀은 1㎜ 크기의 예쁜꼬마선충이라는 동물을 이용해 실험을 실시했다. 예쁜꼬마선충은 배양하기 쉽고 발생단계가 비교적 단순하기 때문에 세포분화과정을 연구하는데 많이 활용되는 동물이다. 또 신경세포도 302개 정도에 불과하다. 연구팀은 유전자 편집을 통해 예쁜꼬마선충의 수면을 조절하는 신경세포가 활동을 멈추도록 했다. 그 결과 먹고 숨쉬고 짝짓기 등의 기본 기능은 유지하면서도 잠만 못 자는 것으로 확인됐으며 생명체를 움직이기 위한 생체 화학에너지인 APT의 수치가 떨어지는 것이 관찰됐다. 또 연구팀은 예쁜꼬마선충에게서 KIN-29 유전자를 제거하면 잠을 자지 않는 것으로 관찰됐으며 ATP 수치가 정상이더라도 과도한 지방을 축적한다는 것을 확인했다. 지방 분해 메커니즘을 작동시키는 KIN-29 유전자가 수면과도 밀접한 관계를 갖고 있음을 보여준다는 것이다. 연구팀은 이번 연구결과가 수면과 지방 축적 사이에 신경학적으로 밀접한 관계가 있음을 보여주는 것이며 잠을 못 자 비만하게 되는 것 뿐만 아니라 비만해지면서 수면 관련 신경세포가 교란돼 잠을 못 이루게 될 가능성도 있다고 설명했다. 알렉산더 반데르 린덴 네바다대 교수(신경과학)는 “이번 연구는 수면조절과 관련해 뇌와 신체 장기를 연결하는 복잡한 상호작용이 있음을 보여주고 있다”라며 “좀 더 효과적인 수면장애 치료방법을 찾는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 알츠하이머 치매로 인한 인지기능 저하를 막고 원래대로 되돌릴 수 있는 단백질을 찾아냈다. 카이스트 생명과학과, 바이오및뇌공학과, 서울대 의과학대학 공동연구팀은 뇌 속에 존재하는 신경 펩타이드 중 하나인 ‘소마토스타틴’이 뇌 인지기능을 높일 수 있다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 22일자에 실렸다. 지난해 기준 국내 65세 이상 노인 10명 중 1명은 치매를 앓고 있는 것으로 확인됐다. 치매는 알츠하이머나 알콜, 외상 등 다양한 원인으로 발생하는데 기억력 손실, 인지기능과 운동기능을 떨어뜨려 일상생활을 어렵게 만든다. 최근 고령 인구가 늘어나면서 치매 환자들도 점점 늘고 있는 추세이지만 마땅한 치료방법은 없다. 연구팀은 알츠하이머 치매 환자의 뇌 척수액을 분석한 결과 일반인에 비해 소마토스타틴의 양이 현저하게 적다는 점에 주목했다. 소마토스타틴은 사람을 포함한 포유류들의 중추신경계에 존재하는 물질로 정보처리 정도를 조율한다. 소마토스타틴은 대뇌 피질에서 흥분성 신경세포 활성을 억제하는 ‘가바’를 분비하는 신경세포에서 나오는 것으로도 알려져 있다. 뇌 기능 관련 연구에 있어서 지금까지는 가바에만 주목해 소마토스타틴의 역할에 대해서는 많이 밝혀져 있지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 뇌 시각피질과 뇌척수액에 소마토스타틴을 직접 주입해 시각정보 인지·식별능력 향상 여부를 파악한 결과 실제로 시각정보 인지능력이 눈에 띄게 향상된 것을 확인했다. 연구팀은 주사전자현미경을 이용해 뇌 신경망 변화를 관찰한 결과 실제로 소마토스타틴이 주입된 생쥐는 인지관련 신경망이 일반 생쥐와 똑같이 회복된 것도 확인했다. 이승희 카이스트 생명과학과 교수는 “이번 연구에서 그 기능을 확인한 소마토스타틴은 생체 내 독성이 없어 뇌나 뇌 척수액에 안전하게 주입할 수 있다는 장점을 갖고 있어서 사람을 포함한 포유류 인지기능 조절 약물에 적용할 수 있다”라며 “소마토스타틴과 비슷한 기능이나 구조를 가진 인공 단백질 합성체를 개발해 치매나 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환 치료제 개발에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 술을 마시지 않아도 생기는 비알코올성 지방간 치료 방법을 찾아 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 화학과 안진희 교수팀은 식욕을 조절하고 에너지 항상성 유지에 관여하는 것으로 알려진 세로토닌 수용체를 차단하는 물질을 찾아 비알코올성 지방간 질환 치료에 사용할 수 있음을 확인했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의약화학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 메디컬 케미스트리’ 최신호에 실렸다. 간세포 안에 5% 이상 지방이 축적된 상태를 지방간이라고 하는데 보통 음주 때문에 발생하는 것으로만 알려져 있다. 그렇지만 최근에는 음주가 아닌 비만이나 당뇨, 대사증후군, 나이 등 다양한 요인으로 발생하는 비알코올성 지방간 환자가 급격히 늘고 있는 추세다. 간경화나 간암으로 이어지는 것을 차단하기 위해서는 비알코올성 지방간을 치료하거나 개선해야 하는데 아직까지 마땅한 치료제가 없다는 것이 문제다. 연구팀은 행복호르몬으로 알려진 세로토닌이 중추신경계에서는 식욕을 조절하고 말초조직에서는 에너지 항상성 유지에 관여한다는 점에 주목했다. 연구팀은 말초조직에서 세로토닌 수용체의 촉매작용을 저해해 간에 지방이 축적되는 것을 막는 물질을 개발했다. 안 교수는 “이번 연구 결과는 음주를 하지 않고도 생기는 비알코올성 지방간이나 간염 치료를 위한 새로운 약물을 개발하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

생명공학의 급속한 발전으로 손상하거나 사멸한 뇌세포를 외부에서 배양한 뇌세포와 바꿀 수 있게 됐다. 게다가 대체할 뇌세포는 반드시 환자와 같은 사람일 필요가 없어졌다. 최근 실험에서도 쥐의 뇌에 인간의 뇌세포를 이식해 장기간 생존시키는 데 성공했었다. 하지만 이식된 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌에서 역할을 얻어 양자 간에 신경 연결이 이뤄졌는지는 알려지지 않았다. 그렇지만 이번에 스웨덴 연구진이 뇌졸중에 걸린 쥐의 뇌에 인간의 피부세포에서 이른바 유도만능줄기세포로 불리는 역분화줄기세포(iPS세포)를 생성하고 이를 뇌신경세포로 바꾼 것을 이식했는데 이런 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌세포와 신경 연결이 이뤄진 것으로 확인됐다. 또 새롭게 확립된 이종 간의 신경 연결은 쥐의 뇌에 광범위하게 이뤄졌으며, 뇌졸중으로 인해 손실됐던 쥐의 운동능력과 감각기능을 회복시켰다는 사실도 밝혀졌다. 이는 서로 다른 뇌를 결합해 하나의 뇌로 기능하게 하는 데 성공한 최초의 사례가 된다. 이른바 ‘뇌세포 대체’로 불리는 이 기술에 의해 쥐의 두개골 내부에서 인간의 뇌세포 비율을 100%까지 늘릴 수 있을 것이다. 그리고 만일 윤리적인 문제를 극복한다면 인간의 두개골 속을 유전자를 개량한 다른 인공 세포로 채울 수도 있을지 모른다. 그렇지만 우리는 이런 생물을 지금까지와 마찬가지로 쥐 또는 인간이라고 불러도 되는 것일까? 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌세포를 대체하다국내 뇌졸중 환자는 연간 60만 명에 달하며 사망원인은 4위일 정도로 위험도가 높다. 살아남더라도 3명 중 1명은 반신마비나 언어장애 등 장애를 평생 갖고 살아야 한다. 현재 뇌졸중에 대해 기대되는 근본적인 치료법은 iPS세포에서 분화시킨 신경세포를 뇌에 이식함으로써 잃어버린 신경 연결을 회복하는 것이다. 하지만 임상시험은 장벽이 높고 이식한 인간의 신경세포가 어떻게 동작하는지는 대부분이 수수께끼에 싸여 있다. 따라서 이들 연구자는 인위적으로 뇌졸중이 유발된 쥐에 인간의 뇌세포를 더함으로써 이식된 뇌가 어떻게 작동하는지를 알아내려고 했다. 실험에 쓰인 쥐는 대뇌피질에 뇌졸중으로 인해 손상을 입은 상태이며 인간의 신경세포가 손상 부분을 덮게 했다. 그리고 이식 실험을 하고 6개월이 지났을 무렵, 쥐의 상황에 현저한 개선을 볼 수 있었다.연구진은 무슨 일이 일어났는지를 확인하기 위해서 쥐의 뇌를 전자현미경이나 그 외의 신경 연결을 시각화하는 기술에 의해 관찰을 시작했다. 그 결과, 이식된 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌세포와의 신경 연결을 이루고 있는 것으로 확인됐다. 또 이식된 세포로부터의 신경 축삭은 뇌의 반대편 즉 세포를 이식하지 않은 반구에까지 침식해 광범위한 신경의 연결을 만들고 있었다. 인간의 뇌세포와 생쥐의 뇌세포 연결이 확인된 것은 이번 연구가 세계 최초이다. 하지만 쥐에 일어난 뇌졸중의 개선이 인간의 뇌세포와의 연결에 의한 것인지는 아직 단언할 수 없다. 따라서 이들 연구자는 인간의 뇌세포에 미리 설정해 놓은 활동 스위치를 끄기로 했다. 이식 뇌의 활동 스위치를 꺼 봤다쥐에 이식된 인간의 뇌세포에는 빛에 의한 자극에 의해 활동 스위치를 끄는 구조가 도입돼 있었다. 만일 쥐의 개선이 인간의 뇌세포에 의한 것이라면 인간의 뇌세포 스위치를 끔으로써 쥐는 다시 뇌졸중의 증상을 재발할 것이다. 인간의 뇌세포 활동을 끈 결과, 예상대로 쥐는 뇌졸중 증상을 다시 보였고 운동능력과 감각능력을 상실했다. 이 결과로부터 인간의 뇌세포는 뇌졸중을 일으킨 쥐의 뇌에서 새로운 기능을 획득해 쥐의 건강 상태 개선에 크게 기여하고 있던 것이 밝혀진 것이다. 오래된 뇌세포는 어떻게 처리해야 하나 이번 연구를 통해 이식된 인간의 뇌세포가 뇌졸중으로 인해 발생한 쥐의 뇌 손상을 복구하고 대체한 것으로 확인됐다. 앞으로 이식된 뇌세포가 기억과 지능, 사고, 정신 그리고 성격 등에 어떤 영향을 미치는지 동물실험이나 뇌의 회춘을 바라는 지원자들에 의한 임상시험을 통해 조사할 수 있을 것이다. 또 이번 성과는 죽은 신경세포를 새로운 건강한 신경세포로 대체하는 것이 가능하게 됐음을 의미한다. 인간의 뇌에 대해 항상 신선한 뇌세포를 사용한 대체가 이뤄지게 되면 이론상 뇌와 정신은 불멸이라고 할 수 있다. 단 한 가지, 주의해야 할 것이 있다. 그것은 뇌세포 대체를 진행하는 속도와 대체된 뇌세포의 처리 문제이다. 한 번에 모든 것을 대체하는 것은 단순한 자살이다. 정신의 통일성을 유지한 채 뇌세포 대체를 진행하기 위해서는 한 번의 대체 과정을 최대 몇 %씩 한정할 필요가 있을 것이다. 특히 최신 연구에 의해 밝혀진 뇌 속 의식의 발생원과 같이 3~4㎜ 미세한 조직에 대해서는 세심한 주의가 필요하다. 또 대체된 오래된 뇌세포를 살아있는 채로 보존할지, 의료폐기물로 처리할지도 철학적이고 윤리적인 문제로 발전한다. 오래된 뇌세포를 모아 재구성하면 오래된 당신이 부활하기 때문이다. 그렇게 되면 오래된 인격과 새로운 인격 중 어느 쪽이 더욱더 정당성이 있는 당신이 되는지도 생각할 필요가 있을 것이다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 4월 6일자에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

코로나19 바이러스가 전 세계를 강타한 가운데, 감염 시 불임이 될 것을 우려해 정자 냉동을 결정하는 남성들이 급증하고 있다. 미국 데일리비스트의 최근 보도에 따르면 집에서 정자를 자가 채취할 수 있는 키트를 판매하는 한 업체는 코로나19 팬데믹이 발생한 직후부터 지난 몇 주간 키트 판매량이 20% 증가했다고 밝혔다. 자가 정자 채취 키트 판매업체 측은 “최근 들어 코로나바이러스를 우려한 많은 사람들이 문의 전화를 하고 있다. 이 남성들은 대체로 키트를 이용해 정자를 자가 채취한 뒤 정자를 극저온에 보관하는 전문 클리닉으로 보내는 방법을 택한다”고 설명했다. 이러한 상황은 일부 전문가들이 코로나19 감염과 생식 능력 사이에 연관관계가 있을 수 있다는 연구결과를 내놓은 후부터 극심해 진 것으로 분석된다. 실제로 지난달 중국 우한대학 중난병원과 후베이 산전진단 및 출생건강 연구소 공동 연구진이 지난 1월 코로나19 확진판정을 받은 20~54세 남성 환자 81명의 혈액 샘플을 분석한 결과, 코로나19 환자들의 평균 황체형성호르몬 비율은 0.74로, 코로나19와 무관한 남성들의 평균 호르몬 비율의 절반에 불과했다. 황체형성호르몬은 여성호르몬인 에스트로겐과 남성호르몬인 프로게스테론 조절에 모두 관여하는데, 이 호르몬의 작용에 문제가 생길 경우 성호르몬이 충분히 분비되지 않는 생식샘저하증이 나타날 수 있다. 당시 연구진은 “이번 연구의 대상이 된 코로나19 남성환자들은 모두 생식가능연령(2세를 출산할 가능성이 있는 연령)이었던 만큼, 이 바이러스가 생식능력에 어떤 영향을 미치는지 관심을 기울여야 할 필요가 있다”면서도 “다만 코로나19 환자들 중 생식능력에 이상이 생긴 사례는 아직 보고된 바 없으며, 치료 과정에서 투여된 약물이나 면역시스템이 호르몬에 영향을 미쳤을 가능성도 배제할 수 없으므로 더욱 자세한 연구가 필요하다”고 설명했다. 그럼에도 불구하고 남성들의 우려가 낮아지지 않는 것은 정자의 생식 능력이나 활동성이 체온에 따라 크게 달라질 수 있다는 기존의 관념 때문인 것으로 보인다. 미국의 출산 전문가인 제임스 그리포는 현지 언론과 한 인터뷰에서 “코로나19 바이러스는 감기나 독감 등과 마찬가지로 고열 증상을 동반하는데, 고열은 정자 생산량을 억제하는 것으로 알려져 있다”면서 “그러나 남성들은 대체로 새로운 정자를 매일 생산해낼 수 있는 생식세포를 가지고 있으며, 그렇기 때문에 질병을 앓는 동안에도 이러한 정자 생산 능력에는 큰 영향을 미치지 않는다”고 설명했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

미국 과학자들이 피부세포로 시각세포를 만들어 앞을 보지 못하는 생쥐들에게 이식해 사물을 인지할 수 있게 하는데 성공했다. 미국 노스텍사스대 의대 시각연구소, 국립보건원(NIH) 산하 국립안(眼)연구소, 노스캐롤라이나 채플힐대 의대 안과, 바이오기업인 나노스코프 테크놀로지, 아이CRO, CIRC테라퓨틱스 공동연구팀은 피부줄기세포로 알려진 섬유아세포를 화학적으로 재구성해 시력과 관련된 광(光)수용체 세포를 만들 수 있다는 것을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 16일자에 발표했다. 노인성 황반변성, 당뇨망막병증 같은 다양한 망막질환은 빛을 감지하는 광수용체 세포가 사라지면서 회복시킬 수 없기 때문에 심할 경우는 시력을 잃을 수 있다. 이 때문에 광수용체를 재생시키는 방법을 찾는 것은 과학계의 중요한 과제 중 하나였다. 그동안 광수용체 재생을 위해 사용한 방법은 피부나 혈액세포를 이용해 줄기세포를 만든 다음 줄기세포를 광수용체로 분화되도록 유도해 이식하는 것이었다. 그런데 연구팀은 줄기세포를 만들어 분화를 유도하는 과정을 건너 뛰고 섬유아세포를 직접 광수용체 중 막대세포로 재프로그래밍한 것이다. 생물학에서 재프로그래밍 또는 리프로그래밍(reprogramming)은 특정 세포를 완전히 새로운 종류의 세포로 바꾸는 것으로 체세포 핵을 치환하거나 유도만능줄기세포(iPS), 세포융합 방법으로 만든다. 유도만능줄기세포는 성인의 세포를 이용해 모든 종류의 세포나 조직으로 분화시킬 수 있지만 이식 준비가 되기까지는 6개월이나 걸린다. 그렇지만 이번에 개발한 재프로그래밍 기술을 활용하면 피부세포를 10일 만에 이식 가능한 광수용체로 만들 수 있다. 광수용체는 막대세포와 원뿔세포 두 종류로 나뉘는데 더 많은 것이 막대세포이다. 막대세포는 빛에 민감해 어두운 곳에서 빛을 인식하는 구실을 하고 망막 주변부에 더 많이 분포한다. 막대세포가 손상되면 빛이 적은 어두운 곳에서는 아예 앞이 보이지 않는 야맹증이 나타나게 된다. 연구팀은 생쥐의 섬유아세포를 유도 광수용체 막대세포(CiPCs)로 전환시킬 수 있는 5종류의 화합물을 만들었다. 연구팀은 이들 화합물을 이용해 만든 CiPCs를 분석한 결과 실제 광수용체 막대세포와 유사하다는 것을 확인했다.연구팀은 망막변성이 일어나 시력을 거의 잃은 14마리의 생쥐의 눈에 CiPCs를 이식한 뒤 빛에 대한 동공반사와 시력을 조사했다. 그 결과 3~4주 뒤 6마리의 생쥐에게서 빛이 약한 환경에서도 동공반응이 개선됐음을 확인했다. 또 시각기능 회복 여부를 알아보기 위해 회피시험을 실시했다. 그 결과 장애물도 쉽게 피하는 것을 확인했다. 또 이식 3개월 뒤에는 광수용체들이 망막 안쪽 뉴런과 시냅스 연결이 된 것도 관찰됐다. 화학적 리프로그래밍으로 만들어 낸 세포가 실제 시각 회복에 도움이 됐다는 것을 보여준 것이다. 사이 샤발라 노스캐롤라이나대 의대 교수는 “이번 연구는 직접적이고 화학적인 재프로그래밍을 통해 망막과 같은 세포를 만들어 낼 수 있음을 보여주는 첫 번째 성과”라며 “이번 기술을 활용하면 중간 단계를 거치지 않기 때문에 세포치료제를 개발하는데 걸리는 시간을 상당히 단축시킬 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

메르스 코로나바이러스 방어실험 성공국내 연구진이 면역증강제와 바이러스의 스파이크 단백질을 활용해 다양한 종류의 백신을 빠르게 만들 수 있는 방법을 개발했다. 이 방법을 이용해 메르스 백신을 개발하고 동물실험에서 효능을 확인했다. 남재환(왼쪽) 가톨릭대 생명공학과 교수와 금교창(오른쪽) 한국과학기술연구원(KIST) 뇌의약연구단 단장 주도로 한국생명공학연구원 국가영장류센터, 전북대, 이화여대, 국제백신연구소가 참여한 공동연구팀은 면역증강제와 세포 안에 효과적으로 침투할 수 있는 스파이크 단백질을 결합시켜 빠르게 백신을 개발할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 14일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’에 실렸다. 연구팀은 귀뚜라미에 마비증세를 일으켜 죽이는 ‘귀뚜라미 마비바이러스’의 RNA를 활용한 면역증강제와 아연금속으로 만든 RNA 안정제를 혼합한 뒤 코로나바이러스 스파이크 단백질과 결합시켰다. 연구팀은 이런 방식으로 메르스 코로나바이러스(MERS-CoV) 백신을 만들어 생쥐와 히말라야 원숭이에게 접종했다. 그 결과 생쥐는 1회 접종만으로도 치사량의 바이러스 공격에도 100% 방어되는 것이 확인됐고 히말라야 원숭이도 바이러스와 독소의 활성을 차단할 수 있는 중화항체가 체내에서 만들어져 메르스 감염을 억제하는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이번에 개발한 백신 플랫폼을 활용해 코로나19 치료용 백신과 살인진드기병으로 알려진 중증열성혈소판감소증후군 예방백신을 개발하고 있다. 금 단장은 “메르스 바이러스에서 효과를 보인 이번 RNA 활용 단백질 기반 백신 플랫폼은 코로나19 백신의 개발 시간을 단축시킬 것”이라고 기대했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국파스퇴르연구소와 대웅테라퓨틱스는 구충제 성분인 ‘니클로사마이드’를 코로나19 치료제로 개발하는 데 협력한다고 14일 밝혔다. 한국파스퇴연구소는 코로나19 약물재창출 연구 결과, 니클로사마이드가 세포실험에서 에볼라 치료제 ‘렘데시비르’ 대비 40배, 말라리아 치료제 ‘클로로퀸’ 대비 26배 높은 코로나19 항바이러스 효과를 보여 이번 개발에 착수했다고 설명했다. 렘데시비르와 클로로퀸 등은 모두 국내외에서 코로나19 치료제로 연구가 진행 중인 약물이다. 이에 따라 대웅테라퓨틱스는 다음 달 대웅제약과 한국생명공학연구원 주도로 코로나19 바이러스의 영장류 효능시험을 거쳐 7월 식품의약품안전처에 임상시험을 신청할 계획이다. 대웅테라퓨틱스는 약물전달기술을 활용해 약물 효과를 극대화하고 복용 편의성을 개선하는 연구개발 기업이다. 대웅제약의 지주회사인 대웅의 자회사다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

국내 연구진이 비만을 일으키는 장 호르몬을 빛으로 억제해 치료하는 기술을 개발했다. 가톨릭대 바이오메디컬화학공학과 나건 교수팀은 대사성 질환으로 인한 비만 환자에게서 지방 축적을 유발시키는 장 호르몬을 분비하는 세포를 효과적으로 제거할 수 있는 표적 광(光)응답제를 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘바이오 머티리얼즈’에 실렸다. 지방 축적을 유발하는 장 호르몬인 ‘GIP’는 십이지장 내 지방이나 탄수화물에 반응하는 호르몬으로 K세포에 의해 분비된다. 많은 연구자가 GIP를 억제할 수 있는 약물을 찾아 나섰지만 아직까지 개발된 것은 없다. 이에 연구팀은 GIP를 분비하는 K세포에 주목했다. 연구팀은 K세포에만 반응해 선택적으로 제거할 수 있는 표적 물질을 만들었다. 이번에 개발한 물질은 GIP 분비를 촉진하는 십이지장 표면의 K세포에 붙어 활성산소를 만들어 파괴하도록 설계됐다. 연구팀은 고지방식을 섭취하도록 해 비만과 당뇨를 유발시킨 생쥐에게 이번에 개발한 광응답제를 투여한 다음 십이지장에 빛을 쬐는 실험을 실시했다. 그 결과 표적 광응답제에서 만들어진 활성산소가 K세포를 없애고 GIP 농도를 낮춰 생쥐의 몸무게와 체지방을 감소시킨다는 것이 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

질병관리본부와 국립보건연구원은 셀트리온과 연구 협력을 통해 코로나19 바이러스를 무력화시킬 수 있는 항체치료제 후보군 38종을 확보했다고 13일 밝혔다. 치료제 개발에 한 걸음 더 다가선 것이다. 항체치료제 후보군은 코로나19 확진자의 혈액 자원으로부터 항체치료제를 개발하던 중 확보했다. 국립보건연구원은 그간 셀트리온에서 선별한 코로나19 바이러스와 양호한 결합력을 보이는 106개 항체를 대상으로 중화시험을 실시했다. 중화시험은 항체와 바이러스를 혼합해 숙주 세포에 감염시킨 후, 항체에 의해 바이러스가 무력화 되는 정도를 조사하는 방법이다. 그 결과 14개 항체에서 바이러스를 무력화 시키는 강력한 ‘중화능’을 확인했으며, 이를 포함한 38개 항체에서 효과를 확인해 최종 항체 후보군으로 확정했다고 질병관리본부는 밝혔다. 질병관리본부는 “이번에 발굴한 항체 치료제 후보군을 정밀분석해 중화능을 조사하고, 동물 실험으로 항체 치료제 효능을 평가하겠다”고 설명했다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

국내 연구진이 대사 장애로 인한 비만을 일으키는 장 호르몬을 빛으로 억제해 치료하는 기술을 개발했다. 가톨릭대 바이오메디컬화학공학과 연구팀은 대사성 질환인 제2형 당뇨로 인한 비만 환자에게서 지방축적을 유발시키는 장호르몬을 분비하는 세포를 제거할 수 있는 표적 광(光)응답제를 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘바이오 머티리얼즈’에 실렸다. 지방 축적을 유발시키는 장 호르몬인 ‘GIP’는 십이지장 내 지방이나 탄수화물에 반응하는 호르몬으로 K세포에 의해 분비된다. 이 때문에 GIP가 비만 대사성질환 치료를 위한 가장 적절한 대상이지만 아직 GIP를 억제할 수 있는 약물은 개발되지 않은 상태이다. 연구팀은 K세포에만 반응하는 지방산과 광응답제를 접합시켜 K세포를 선택적으로 제거할 수 있는 표적 광응답제를 만들었다. 이번에 개발한 광응답제는 GIP 분비를 촉진하는 십이지장 표면의 K세포를 찾아가 활성산소를 만들어 내도록 설계됐다. 연구팀은 고지방식을 섭취하도록 해 비만과 당뇨를 유발시킨 생쥐에게 이번에 개발한 광응답제를 투여한 다음 십이지장에 빛을 쬐는 실험을 실시했다. 지방산과 결합된 광응답제는 그렇지 않은 광응답제보다 K세포에 쉽게 결합된다는 것을 확인했다. 또 표적 광응답제에서 만들어진 활성산소가 K세포를 없애 GIP 농도를 낮춰 생쥐의 몸무게와 체지방량을 감소시킨 것도 관찰했다. 현재 십이지장 표면을 태워 K세포를 제거하는 ‘십이지장 점막 재표면술’이라는 방법이 있기는 하지만 표적 광응답제를 투여한 뒤 내시경을 통해 빛을 쬐는 것이 훨씬 안전한 방법이라는 점을 연구팀은 강조했다. 나건 가톨릭대 교수는 “이번 연구는 주로 암 치료에 사용되던 광역학치료를 비만 대사성질환에 접목하려는 시도로 내시경을 이용해 원하는 부위에만 국소적으로 빛을 쬐어 정상세포는 놔두고 암세포만 죽일 수 있게 될 것”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 산성환경에서만 커지는 나노물질을 개발해 암세포만 선택적으로 터트려 없애는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단, 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 공동연구팀은 표면에 전하를 띄는 리간드가 결합된 금속 나노입자를 이용해 암세포만 선택적으로 파괴할 수 있는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’에 실렸다. 여러 형태의 암치료법이 있지만 여전히 많이 사용되는 것은 외과수술과 화학적 요법이다. 화학 항암요법은 암세포만이 아니라 정상세포도 동시에 공격하는 부작용이 있다. 연구팀은 암세포에서만 커지는 나노입자를 이용해 암세포만 공격하는 기술을 개발한 것이다. 이번에 개발한 나노입자는 세포 소기관인 리소좀 내부로 침투할 수 있도록 설계됐으며 암세포에서만 커지도록 해 세포를 죽이도록 했다.연구팀은 암세포 주변 환경이 산성이라는 점에 착안해 암세포 속 리소좀으로 흡수된 다음 리소좀을 파괴하고 세포 사멸까지 이어지도록 한 것이다. 암세포는 산성을 띠어 나노입자가 잘 뭉치는데다가 기능이 비정상이라 크게 자란 나노입자를 밖으로 배출하기 힘들어 사멸하게 된다. 연구팀은 금나노입자 표면에 각각 양전자와 음전하를 띠는 꼬리모양 물질인 리간드를 8대 2의 비율로 붙였다. 연구팀은 정상세포와 암세포를 대상으로 세포실험을 실시해 ‘암시야 현미경’으로 관찰한 결과 암세포만 선택적으로 사멸시키는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 바르토슈 그쥐보프스키 UNIST 교수는 “이번 연구는 암세포가 고장난 정상세포라는 특성을 역으로 활용해 암세포를 죽일 수 있었다는데 의미가 있다”라며 “동물실험을 진행해 항암치료제로 가능성을 추가로 연구할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

임상 시료 안전 관련 데이터 등 추가 요청 코오롱티슈진 “충분히 해결 가능한 사항” ‘생명과학’ 품목허가 취소에 행정소송 중 “이번 자료 법원 제출… 허가 회복이 목적”지난해 허가받지 않은 세포가 의약품에 함유됐다는 사실이 밝혀져 식품의약품안전처로부터 품목허가 취소 통보를 받은 코오롱생명과학의 퇴행성관절염 치료제 인보사케이주(인보사)가 미국에서 임상시험을 재개한다. 인보사 사태로 국내에서 각종 소송에 직면하는 등 벼랑 끝에 몰려 있는 코오롱생명과학이 이번 미국 임상을 계기로 기사회생할 전기를 마련하게 될지 주목된다. 코오롱생명과학은 미국 식품의약국(FDA)이 자회사 코오롱티슈진이 개발 중인 인보사의 임상 3상 시험 보류(Clinical Hold)를 해제하고 환자 투약을 재개토록 했다고 12일 밝혔다. 미국 FDA는 전날 코오롱티슈진에 보낸 ‘임상 보류 해제’ 공문에서 “보류 이슈가 해결됐다”며 “인보사의 임상시험을 진행해도 좋다”고 밝혔다. 단 미국 FDA는 이번 문서에서 인보사의 생산공정에 대한 개선 방안, 임상 시료의 안정성에 대한 데이터를 추가로 요청했다. 코오롱티슈진 관계자는 “이번 요청은 임상보류 해제와는 무관한 내용으로 충분히 해결할 수 있는 사항”이라고 밝혔다. 이로써 코오롱티슈진은 지난해 5월 FDA로부터 인보사의 임상 잠정 중단을 통보받은 지 약 11개월 만에 임상을 재개할 수 있게 됐다. 인보사 사태로 공중분해 위기에 놓였던 코오롱생명과학은 미국 임상 재개를 통해 한숨을 돌릴 수 있게 됐다. 인보사 사태 이후 코오롱티슈진은 상장 적격성 실질심사를 거쳐 상장폐지에 몰렸다가 지난해 10월 1년간의 개선 기간을 부여받았다. 코오롱생명과학은 지난해 7월 품목허가를 취소한 식약처를 상대로는 행정소송을 냈으며 해외 파트너사, 주주들, 보험업계, 환자들로부터 1000억원대 규모의 소송을 당했다. 인보사는 2017년 국내 첫 유전자 치료제로 식약처의 허가를 받았으나 지난해 3월 주성분 중 하나가 허가사항에 기재된 연골세포가 아닌 종양을 유발할 가능성이 있는 신장 세포라는 사실이 드러나 즉각 판매가 중단됐다. 식약처는 지난해 5월 말 인보사의 품목허가를 취소하겠다고 밝힌 이후 이의 신청 등을 거쳐 결국 7월 9일 자로 품목허가를 취소하고 국내 허가권자인 코오롱생명과학을 형사고발했다. 코오롱생명과학 관계자는 “현재 행정소송 등이 진행 중인 만큼 이번 자료 등을 법원에 제출해 허가를 회복하는 게 목적”이라며 “절차를 성실히 준비해 긍정적인 결과를 도출할 수 있도록 하겠다”고 말했다. 한편에서는 임상 진행이 곧 의약품의 품목허가를 의미하는 게 아니어서 미국 임상 재개에 큰 의미를 두기 어렵다는 지적도 나온다. 특히 국내에서 성분 논란이 일었던 만큼 미국에서 인보사의 임상시험 참가자를 모집하는 것 자체가 쉽지 않을 것으로 전망된다. 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

“인체 보호하는 T세포 기능 마비시켜” 코로나19가 인체 내 면역세포를 파괴할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 12일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 중국 상하이와 미국 뉴욕의 과학자들로 이뤄진 공동 연구팀은 이런 연구 결과를 담은 논문을 의학 전문지 ‘세포분자 면역학’에 발표했다. 논문에 따르면 코로나19 바이러스와 실험실에서 배양된 T세포를 결합하는 실험을 한 결과 코로나19 바이러스가 T세포에 침투해 인체를 보호하는 T세포의 기능을 마비시키는 것으로 나타났다. T세포는 인체에 침투한 병원균과 바이러스를 제거하는 역할을 하는 면역 세포의 일종이다. 2003년 대유행한 사스(중증급성호흡기증후군)의 경우 T세포에 침투하는 능력은 없었다. 이런 연구 결과는 코로나19가 에이즈 바이러스(HIV)처럼 인체의 면역체계를 공격한다는 일선 의료진의 관찰 결과와 일치한다. 코로나19 환자들을 치료하는 베이징의 한 의사는 “코로나19가 때로는 직접 인체의 면역체계를 공격할 수 있다는 우려가 의료진 사이에서 점점 커지고 있다. 더 많은 사람이 코로나19를 HIV 등과 비교하고 있다”고 말했다.지난 2월에는 중국 인민해방군 면역학연구소 연구팀이 코로나19 환자 중 일부 고령자나 중환자의 T세포가 현저하게 줄어든다는 임상 보고서를 내기도 했다. T세포가 줄어들수록 사망 위험은 더 커진다. 이후 다른 연구 결과에 따르면 코로나19 사망자를 부검한 20여건의 사례에서 면역 체계가 철저하게 파괴된 것을 발견했다. 이들의 내부 장기 손상은 사스나 에이즈와 유사했다고 의사들은 전했다. 일부 코로나19 중환자는 면역 작용이 과다하게 이뤄져 정상세포까지 공격하는 ‘사이토킨 폭풍’ 증상이 발견되기도 했다. SCMP는 “다만 이번 연구는 왜 상당수 코로나19 감염자가 수 주일 동안 아무런 증상도 보이지 않는지 등에 관해서는 설명하지 못 한다. 코로나19와 T세포의 연관성에 대한 추가 연구는 그 치료법 개발에 도움이 될 수 있을 것”이라고 전했다. 최선을 기자 csunell@seoul.co.kr

코로나19와 같은 신종 코로나바이러스 감염병은 사실 처음 나온 것이 아니다. 같은 신종 코로나바이러스 감염병으로 사스와 메르스가 있는데 특히 사스가 코로나19와 매우 유사해 코로나19의 원인 바이러스는 SARS-CoV-2라고 명명됐다. 지금 와서 생각하면 당시에 코로나바이러스 백신이나 치료제를 개발하지 않았던 것이 매우 아쉽지만, 시도가 없었던 것은 아니었다. 최근 미국 아이오와대와 조지아대 공동연구팀은 쥐를 이용한 동물 모델에서 메르스 백신의 효과를 입증했다. 이들이 개발한 메르스 백신은 코로나19에 대해서 효과가 입증되지는 않았지만, 코로나19나 범용 코로나바이러스 백신 개발에 도움을 줄 수 있는 신기술을 사용해 관심을 끌고 있다. 연구팀의 아이디어는 무해한 바이러스에 치명적인 바이러스의 표면 단백질을 입혀 백신으로 사용하는 것이다. 파라인플루엔자 바이러스(parainfluenza virus)는 이름과는 달리 인플루엔자처럼 심한 증상이나 치명적인 결과를 가져오지 않은 순한 바이러스다. 연구팀은 파라인플루엔자 바이러스 표면에 코로나바이러스의 돌기(spike) 단백질을 결합해 가짜 코로나바이러스를 만들었다. 이 바이러스를 쥐에게 투여한 결과 치명적인 수준의 메르스 코로나바이러스에 노출에도 모두 생존했다. 이 가짜 코로나바이러스는 항체 생산 유도 능력은 약했지만, 대신 T 세포의 기능을 활성화해 폐에서 심각한 코로나바이러스 감염을 막는 것으로 나타났다. 물론 코로나19에도 효과를 보인다는 보장은 없지만, 연구팀은 파라인플루엔자 바이러스가 코로나19는 물론 범용 코로나바이러스 백신 개발 플랫폼이 될 수 있다고 보고 있다. 당장의 코로나19 사태도 큰 문제지만, 앞으로 유사한 신종 코로나바이러스 감염병이 매년 유행한다면 그 피해는 상상을 초월할 수밖에 없다. 그런 만큼 현재 유행 중인 코로나19 백신 개발에 집중하는 것은 물론 다양한 형태의 코로나바이러스 백신 개발 플랫폼을 확보할 필요가 있다. 물론 파라인플루엔자 바이러스 백신이 효과적이라는 보장은 없지만, 상황의 심각성을 생각할 때 시도해 볼 만한 가치는 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

코로나19 바이러스가 뇌 손상 등 신경학적 증상을 유발할 수 있다는 내용의 연구결과가 나와 우려가 높아지고 있다. 우한의 화중과학기술대학 연구진이 우한에서 코로나19 확진 판정을 받은 환자 214명의 데이터를 분석했다. 관찰 대상 214명은 모두 완치 판정을 받았으며, 이중 3분의 1은 중증 환자로 분류돼 특수 치료를 받았다. 연구진은 이들의 증상을 관찰한 결과, 코로나19 환자들에게서는 총 세 부류의 신경학적 징후가 나타나는 것을 확인했다. 이는 △골격과 근육 손상 △후각과 시각 손상, 신경 통증과 같은 말초신경계 징후 △현기증과 두통, 의식장애, 급성뇌혈관질환, 발작 증 중추신경계 징후 등이었으며, 이러한 신경계 징후를 보인 코로나19 환자는 36.4%로 확인됐다. 연구진에 따르면 코로나19 중증 환자는 비중증 환자에 비해 기저질환 특히 고혈압을 앓던 경우가 많고, 발열이나 기침 등의 대표적인 증상은 적게 보이는 대신 급성뇌혈관질환이나 의식장애 등 신경학적 증상은 더 많이 나타났다. 연구진은 “코로나19 바이러스가 유행하는 기간동안 전문가들은 신경학적 증상이 있는 환자를 볼 때 반드시 코로나19 바이러스 감염을 의심해야 한다. 그래야만 진단이 길어지거나 오진하는 사례를 피하는 동시에 환자가 치료할 기회를 잃거나 더 많은 사람에게 바이러스를 전파하는 일을 막을 수 있다”고 설명했다. 다만 이번 연구에 활용된 데이터에는 환자들이 코로나19 감염 이전 신경학적 기저질환이 있었는지 여부가 포함돼 있지 않기 때문에 추가적인 연구가 필요하다는 지적이 나왔다. 연구결과를 살핀 리딩대학의 바이러스학자인 이안 존스 박사는 “사스(중증급성호흡기증후군)의 경우 혈액 내에 존재하는 바이러스가 신경조직에 직접 접근해 신경학적 징후를 유발한 사례가 있었지만 이는 일시적인 현상이었다”고 설명했다. 한편 코로나19 바이러스가 일부 환자에게서 뇌 손상을 유발할 수 있다는 연구결과는 이번이 처음은 아니다. 지난 3일 헨리 포드 헬스 시스템 병원 방사선과 연구진에 따르면 코로나19 확진판정을 받은 50대 여성의 오른쪽 뇌에서 출혈성 뇌질환이 발견됐다. 연구진은 면역 세포가 과도하게 반응해 사이토카인을 과다 분비하면서 정상 조직까지 공격하는 ‘사이토카인 폭풍’이 이 환자의 뇌를 손상시킨 것으로 분석했다. 지난 3월에는 역시 미국에서 팔·다리 발작으로 응급실에 내원한 74세 남성이 코로나19 확진 판정을 받았고, 이탈리아 등 유럽에서는 코로나19에 감염된 뒤 발작 등 신경학적 증상을 나타내는 환자가 다수 보고되기도 했다. 이번 연구결과는 ‘미국의사협회지 신경학’(JAMA Neurology) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

전남대학교가 방사선을 이용하지 않고 몸 속 깊숙한 곳의 장기들을 진찰할 수 있는 ‘광음향 융합영상 진단법’을 개발했다. 10일 전남대에 따르면 핵의학교실 이창호 교수와 고분자융합소재공학부 김형우 교수가 공동연구로 장파장 빛(1064㎚)에 대한 강한 흡수도를 가진 니켈 기반의 나노입자 조영제를 이용해 심부조직의 고해상도 영상화가 가능한 광음향 융합영상기술을 개발했다. 광음향 영상은 빛을 인체에 쏘이면 인체조직이 순간적으로 열팽창을 하면서 음파(광음향) 신호를 발생시키는데, 이를 초음파 센서로 감지해 영상화한 것이다. 공동연구팀은 빛의 파장이 길어질수록 생체투과도가 높되 세포손상은 적다는 점에 착안, 장파장레이저의 사용과 이를 흡수할 수 있는 조영제 개발에 나서 이같은 성과를 거뒀다. 이 기술은 생체 적합성 검증을 거쳤고, 쥐의 림프노드, 위장관, 방광에 나노입자를 주입해 최대 3.4㎝ 깊이에서 광음향 영상을 얻어내는 실증까지 마쳤다. 기존 기술들은 대개 단파장 레이저를 사용해 피부 아래 수㎜의 연부조직만 관찰할 수 있고, 광음향 조영제 또한 단파장 빛(650~900㎚)을 인체 깊숙이 전달하지 못하는 한계를 지녀왔다. 연구팀은 “이 기술은 방사성물질을 필요로 하는 CT 등과 달리 피폭의 위험을 피하면서 비침습적으로 몸 속 깊숙한 곳의 장기와 질병을 관찰하고, 시각화할 수 있다”며 “1064㎚ 파장의 레이저도 비교적 가격이 저렴하고 일반 상용 초음파장비와 함께 사용할 수 있기 때문에 이른 시일 안에 임상적용이 가능할 것으로 기대된다”고 밝혔다. 한국연구재단 파이오니어사업의 지원을 받아 수행된 이 연구에는 김철홍 교수(포항공대)도 동참했다. 연구성과는 분자영상 진단·치료법 분야 국제학술지인 ‘테라노스틱스(Theranostics, 영향력지수 8.063)’에 올해 3월호에 게재되고, 후면 표지논문으로 선정됐다. 광주 최치봉 기자 cbchoi@seoul.co.kr

진단 기술·치료제 개발에 기여할 듯국내 연구진이 코로나19 바이러스의 모든 것을 보여주는 고해상도 유전자지도를 완성하고 지금까지 알려지지 않은 RNA를 다수 발견했다. 기초과학연구원(IBS) RNA연구단 김빛내리(서울대 석좌교수) 단장은 질병관리본부와 함께 코로나19 원인 바이러스인 ‘사스 코로나바이러스 2’(SARS-CoV-2)를 자세히 파악할 수 있는 고해상도 유전자지도를 완성하고 권위 있는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 9일 자에 발표했다. 기존에도 코로나19 바이러스의 유전체 정보를 밝혀내는 연구들은 있었지만 유전체의 위치를 대략적으로 파악하는 수준에 머물렀다. 그러나 연구팀은 질병관리본부에서 불활성화된 코로나19 바이러스를 분양받아 ‘나노포어 직접RNA시퀀싱’, ‘나노볼 DNA시퀀싱’이라는 차세대 염기서열분석법을 활용해 숙주세포에 침투해 형성된 코로나바이러스 RNA전사체 전체를 분석했다. 분석 결과 연구팀은 지금까지는 알려지지 않은 수십 종의 RNA와 41곳의 RNA 변형을 발견하고 유전자들의 위치도 정확히 찾아냈다. 기존에는 하위유전체RNA가 10개가 있다고 알려져 있었지만 연구팀은 하위유전체RNA는 9개만 있다는 것을 확인하는 등 오류를 잡아내기도 했다. 동시에 세포 내에서 융합과 삭제 등 다양한 형태의 유전자 재조합이 발생하고 RNA 수준에서 화학적 변화가 많이 발생한다는 사실도 규명했다. 김 단장은 “이번 연구결과는 코로나바이러스에 대한 자세하고 세밀한 정보를 제시함으로써 코로나바이러스 증식 원리를 이해하고 진단용 유전자증폭기술(PCR) 개선을 포함해 새로운 치료전략 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr