기초과학硏, 인체 감염 경로 첫 포착

비강 섬모상피세포가 초기 감염 표적
세포 손상 뒤 폐 등 다른 장기로 퍼져
경증 환자는 세포 재생 속도도 빨라
“코에 뿌리는 백신, 점막면역 도움될 것”

코로나19 확산 1년 반이 넘도록 모호했던 코로나19 바이러스의 인체 감염 경로가 국내 연구진에 의해 처음으로 명확하게 밝혀졌다. 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단 고규영 단장팀은 전북대 의대 감염내과, 의정부 을지병원, 카이스트 의과학대학원, 서울대병원, 삼성서울병원, 국립영장류센터 연구진과 함께 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)가 복제되는 순간을 처음으로 포착하고, 이를 통해 초기 감염과 바이러스 증식의 주요 표적이 콧속 비강섬모상피세포라는 것을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘임상연구 저널’ 7월 2일자 표지 논문으로 실렸다.

코로나19는 비강, 인후두, 기관지 등 호흡기 위쪽 상기도조직을 통해 감염된다고만 알려졌을 뿐 정확한 표적 부위는 밝혀지지 않았다. 코로나19 환자 대부분이 확진된 시점에서는 이미 1차 바이러스 증식이 끝난 상태라 초기 감염 메커니즘을 파악하기 더 어려웠다.

연구팀은 코로나19 바이러스는 표면의 스파이크 단백질이 사람의 ACE2, TMPRSS2, 푸린 수용체 단백질들과 결합해 세포 안으로 쉽게 침투한다는 기본 지식을 바탕으로 유전자 분석, 단백질 분석, 단일세포 유전자발현 측정법 등 다양한 실험 기법으로 코로나19 환자들의 검체를 분석했다.

그 결과 코로나19 바이러스를 몸속으로 끌어들이는 수용체 단백질이 콧속 섬모세포의 공기접촉면에 집중적으로 분포돼 있다는 것을 확인했다. 코로나19 바이러스가 섬모세포 공기 접촉면에 결합해 세포 안으로 침투한 뒤 복제·증식한다는 의미로 비강 섬모세포가 코로나19 바이러스 감염의 시작점이라는 것을 규명한 것이다.

연구팀에 따르면 코로나19 바이러스의 표적인 비강 섬모세포가 손상되면 폐를 비롯한 다른 장기도 바이러스에 빠르게 감염될 수 있다. 실제로 경증 코로나19 환자는 코로나 바이러스 증식이 초기 8일 이내에 끝났고, 손상된 섬모세포도 빠르게 재생되면서 감염에서 벗어난다는 점을 확인했다. 고 단장은 “이번 연구는 콧속에 약물을 분사해 점막면역을 형성할 수 있는 백신이 코로나19 예방과 치료에 새로운 전략이 될 수 있음을 보여 준다”고 설명했다.