"코로나 바이러스 '코 안'에서 감염 시작" 최초로 밝혀져

코로나바이러스의 비강 섬모상피세포 감염 기전. /자료=IBS-전북의대 공동연구팀

국내 연구진이 코로나19 바이러스 감염이 코 안(비강) 섬모상피세포에서 처음 시작된다는 사실을 밝혀냈다. 연구진은 비강 내 면역형성에 특화한 백신, 치료제 개발을 제안했다.

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


코로나바이러스는 비강, 인두, 후주, 기관지 등 호흡계 상부 조직을 통해 감염된다고 알려져 있을 뿐 정확한 표적 부위는 밝혀진 적이 없었다.

코로나바이러스는 인체 내 안지오텐신전환효소2(ACE2) 등 수용체 단백질과 결합해 세포 내로 침투하는데, 기존 분석법으로는 단백질의 정확한 분포를 파악하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 실제 코로나19 초기 환자들로부터 얻은 정확한 검체를 다양한 실험기법을 적용해 분석함으로써 수용체 단백질의 분포를 파악했다.

코로나19 감염초기 비강 섬모상피세포 내에서만 다량으로 복제·증식된 코로나바이러스(감염된 섬모세포들의 사멸을 일으킴). /자료=IBS-전북의대 공동연구팀

연구팀은 우선 코로나바이러스 수용체 단백질이 코 안 섬모세포의 공기 접촉면에 집중적으로 분포하고 있음을 확인했다. 반면 주요 감염표적으로 여겨졌던 호흡기 점액분비세포, 구강 상피세포에서는 코로나바이러스 수용체 단백질이 발견되지 않았다. 비강 섬모세포가 코로나바이러스 감염의 시발점임을 새롭게 밝혀낸 것이다.

연구팀은 코로나바이러스가 비강 섬모세포에서만 복제, 증식한다는 점도 최초로 포착했다. 코로나바이러스 수용체 단백질이 없는 비강 분비세포 및 줄기세포, 구강 상피세포 등에서는 감염이 일어나지 않았다.

경증 코로나19 환자는 코로나바이러스 증식이 초기 8일 이내에 끝났으며, 손상된 섬모세포가 빠르게 재생되며 건강을 회복했다. 이는 비강 점막면역이 코로나19 치료의 핵심임을 시사한 것이다.

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 강조했다.

이번 연구성과는 2일 세계적 의학연구학술지인 '임상연구저널'(Journal of Clinical Investigation)에 표지논문으로 게재됐다.