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[기타] [AI] 1918년 스페인 인플루엔자의 비밀 해명
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작성자 :
강경숙
Date : 2008-07-04 13:19 | Hit : 1,187
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http://www.yeskisti.net/yesKISTI/Briefing/Trends/View.jsp?ct=TREND&clcd=M1&clk=M&lp=SI&cn=GTB2008020478
1918년 스페인 인플루엔자의 비밀 해명
KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2008-02-20
인플루엔자 바이러스에는 많은 종이 있으며, 모든 종이 인간을 감염시킬 수 있는 것은 아니다. 예컨대 H1이나 H3와 같은 종은 종간 장벽을 뛰어넘어 인간으로 전염되어 상기도의 세포를 공격할 수 있다. 한편 H5는 조류에만 국한되는 것이 보통이지만, 인간에게 감염되면 매우 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 조류인플루엔자 바이러스가 인간에게 대재앙을 일으키기 위해서는, 먼저 바이러스가 종간 장벽을 뛰어넘어 인간의 수용체에 적응한 다음, 對人전염성을 획득해야 한다. 이와 관련하여 MIT의 연구진은 5천만 명 이상의 사망자를 낸 1918년 스페인 인플루엔자의 비밀을 정량적으로 밝혀내었다고 발표하였다. 연구진에 의하면, 스페인 인플루엔자바이러스(H1N1)의 對人적응성(adaptation) 및 對人전염성(transmission)은 헤마글루티닌(HA) 유전자에 일어난 2개의 돌연변이에 의한 수용체친화성의 변화에 기인한다고 한다. 즉, HA는 바이러스의 표면분자로서, 이 2개의 돌연변이는 HA의 수용체결합 친화력을 극적으로 변화시켜 바이러스로 하여금 인간의 상기도에 존재하는 수용체에 단단히 결합할 수 있게 한다는 것이다.
연구진은 올해 1월 Nature Biotechnology에 발표된 논문에서, 인플루엔자 바이러스는 HA가 인간 상기도세포의 수용체에 발현된 당(글리칸)의 형태와 일치할 때에만 인간수용체에 결합할 수 있다고 밝힌 바 있다.(GTB2008010168) 즉, 인간의 기도에서 발견되는 글리칸 수용체는 α2-6(α2-6 sialylated glycan)이며, 그 형태는 펼쳐진 우산모양 또는 원뿔모양이다. 연구진은 조류인플루엔자 바이러스가 인간을 감염시켜려면 우산모양의 α2-6 수용체에 결합하여야 한다고 설명했었다. 연구진은 이번 연구에서는 한 걸음 더 나아가, HA의 2 개의 돌연변이가 인플루엔자 바이러스로 하여금 우산형 글리칸수용체에 강하게 결합할 수 있게 하는 정도를 정량적으로 밝혀낸 것이다. "인플루엔자 바이러스의 HA와 글리칸수용체의 친화성은 바이러스의 전파여부를 결정하는 핵심 결정요소이다."라고 연구진은 말했다.
연구진은 HA와 글리칸 수용체의 결합여부를 결정하는 생화학적 근거를 밝혀내기 위하여 1918년의 인플루엔자 바이러스를 모델로 삼았다. 연구진은 1918에 범유행병(pandemics)을 초래한 바이러스(SC18)를 NY18, AV18과 비교하였다. (NY18의 HA는 SC18과 하나의 아미노산만이 다르며, AV18는 SC18과 2 개의 아미노산이 다르다. 최근 Terrence 등은 인간 인플루엔자바이러스에 감수성이 높은 페럿(ferret)을 사용한 연구에서, SC18은 페럿 사이에서 쉽게 전파되지만 NY18은 전염성이 약하며, AV18은 전혀 전염성이 없다는 사실을 밝힌 바 있다.(Science 315, 655-659))
연구진은 바이러스의 종에 따라 對人전염성이 다른 이유를 HA와 글리칸수용체 간의 상호작용(친화력) 차이로 정량화하여 설명하였다. 즉, NY18은 우산형 α2-6 수용체에 친화력을 갖고 있지만 SC18의 친화력에는 미치지 못하기 때문에 인간에 대한 전염력이 미약한 것으로 밝혀졌다. 한편 AV18은 인간을 전혀 감염시키지 못하는데, 이는 우산형 α2-6수용체에 대한 친화력이 낮고 α2-3수용체에 대한 친화력이 높기 때문이다. 다른 바이러스種인 TX18은 α2-6 및 α2-3수용체에 결합하지만 NY18보다 감염력이 훨씬 강하였는데, 이는 우산형 α2-6수용체에 대한 친화력이 매우 높기 때문이다. 연구진이 계산해 낸 우산형 α2-6 및 α2-3에 대한 바이러스종별 친화력은 다음 표와 같다.
H1N1 HAsα2-6에 대한 친화력α2-3에 대한 친화력
nKd`nKd`
SC181.35.5 pMn.b.n.b.
NY181.26.3 nM1.350 pM
AV180.91 μM1.35 pM
n: cooperativity factor, Kd`: apparent binding constant, n.b: no binding
미 질병통제·예방센터(CDC)는 지난해 다양한 바이러스별 對人전염력의 차이에 대한 자료를 발표한 바 있지만, 이번 연구는 이러한 차이의 근간을 이루는 생화학적 이유를 정량적으로 밝혔다는 의미가 있다. 이번 연구는 현재 아시아에서 유포되고 있는 H5N1 조류인플루엔자 바이러스의 돌연변이를 모니터링하는 데 큰 도움이 될 것으로 생각된다. 조류인플루엔자 바이러스의 對人전염력을 증가시키는 돌연변이는 바이러스로 하여금 종간 장벽을 뛰어넘어 대재앙을 일으키게 할 수 있기 때문이다.
SOURCE: "Quantitative biochemical rationale for differences in transmissibility of 1918 pandemic influenza A viruses", PNAS, Published online on February 19, 2008.
http://www.sciencedaily.com/
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