그동안 일부 연구에서 개나 고양이도 코로나19 감염이 가능하다는 사실이 밝혀졌다. 지난 5월 스페인에서 코로나19에 감염된 고양이가 코로나19 환자였던 주인을 통해 감염됐다는 연구결과가 지난 9월 21일 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표됐다. 미국 데이비스캘리포니아대(UC데이비스) 연구진은 사람과 접촉 가능성이 높은 동물 410종의 유전체를 바탕으로 코로나19 감염 가능성을 분석한 연구결과를 9월 미국국립과학원회보에 발표했다. 연구결과에 따르면 고양이나 소·양은 코로나19 감염 위험이 ‘중간’, 개나 말·돼지 등은 감염 위험이 ‘낮음’으로 분류됐다.
이런 상황에서 영국 유니버시티칼리지런던(UCL) 연구진은 사스 코로나바이러스-2가 다른 동물의 세포를 어떻게 감염시킬 수 있는지를 대규모 모델링 연구를 통해 분석하고 수많은 동물이 사스 코로나바이러스-2에 취약할 수 있다는 연구결과를 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 최신호에 발표했다. 연구결과에 따르면 사람과 정기적으로 접촉할 수 있는 26종의 동물, 특히 포유동물은 사스 코로나바이러스-2 감염에 취약한 것으로 나타났다.
크리스틴 오렌고 UCL 구조분자생물학 교수 연구팀은 말레이시아국립대, 영국 킹스칼리지런던, 옥스퍼드브룩스대 사스 코로나바이러스-2의 돌기 단백질(스파이크 단백질)이 사람을 포함한 숙주동물을 감염시킬 때 결합하는 안지오텐신전환효소-2(ACE-2) 수용체 단백질과의 상호작용 메커니즘이 동물한테는 어떤 식으로 작용하는지 조사했다. 이전 연구인 UC데이비스 연구팀이 동물의 유전체 분석으로 코로나19 감염 위험을 연구했다면 이번 UCL 연구진의 연구는 바이러스 단백질과 숙주동물 세포간 결합을 분석한 연구다.
이를 위해 연구진은 동물 215종의 ACE-2 단백질의 변이가 사스 코로나바이러스-2 단백질과 숙주 세포간 결합의 안정성 정도에 연구의 초점을 맞췄다. 숙주 단백질과 바이러스 단백질의 결합이 안정적으로 이뤄지면 바이러스는 숙주에 쉽게 침입할 수 있게 된다.
물론 사스 코로나바이러스-2가 다른 경로를 통해 동물을 감염시킬 가능성은 있다. 하지만 현재까지 과학자들이 확인한 연구에 따르면 숙주 세포의 ACE-2 단백질과의 안정적인 결합이 이뤄지지 않으면 바이러스가 숙주동물을 감염시킬 가능성은 거의 없다. 연구진은 동물 215종의 ACE-2 변이를 분석해 사스 코로나바이러스-2와 숙주 세포간 안정적인 결합 여부를 조사하고 사스 코로나바이러스-2의 동물 감염 가능성을 분석한 것이다.
분석 결과 양(sheep)이나 멸종 위기에 처한 침팬지·고릴라·오랑우탄 등 일부 영장류는 사람과 마찬가지로 코로나19 감염에 취약했다. 바이러스가 숙주에 침투할 때 사용하는 ACE-2 단백질과 사스 코로나바이러스-2의 스파이크 단백질의 결합력이 강했던 것이다. 다만 이들 동물들에 대한 실제 코로나19 감염 테스트 연구가 이뤄지지 않아 실제로 감염될 수 있는지는 아직 명확하지 않은 상황이다.
연구논문의 주저자인 크리스틴 오렌고 교수는 “이번 연구는 어떤 동물이 코로나19 감염 위험에 처해 있는지 확인하고 어떤 내용의 추가 연구와 모니터링이 필요한지 확인할 수 있게 해준다”며 “감염 위험이 있는 것으로 확인된 동물들은 코로나19 발병 위험이 있으며, 이 동물은 바이러스 저장소 역할을 하며 추후에 인간을 재감염시킬 잠재성이 있다”고 말했다.
연구진은 또 동물 종간 코로나19 감염 위험이 얼마나 다른지 이해하기 위해 특정 종을 대상으로 보다 자세한 구조생물학적 분석을 수행했다. 연구진의 분석 결과와 다른 실험 데이터 비교를 통해 어떤 동물이 감염 위험이 높은지, 그리고 어떤 동물이 감염 위험이 가장 낮은지를 예측할 수 있는 임계값을 도출했다.
그 결과 조류와 어류, 파충류 대부분은 감염 위험이 낮은 것으로 나타났다. 그러나 포유동물 대다수는 잠재적으로 감염 위험성이 있는 것으로 분석됐다.
오렌고 교수는 “숙주 감염과 반응의 심각도에 대한 구체적인 사항은 사스 코로나바이러스-2와 ACE-2 단백질의 상호작용보다 훨씬 복잡하다”며 “추가 연구를 통해 숙주 동물의 감염과 관련된 바이러스의 상호작용을 규명해야 한다”고 밝혔다.
이번 연구결과는 살아있는 동물을 통해 수행된 기존 실험결과와 이미 보고된 동물 감염 사례와 일치한다. 연구진은 실험실 연구에서 감염 가능성이 확인된 흰족제비와 짧은꼬리원숭이를 비롯해 고양이, 개, 사자, 호랑이 등 현재까지 보고된 감염 가능성을 모델링 연구를 통해 예측했다.
연구논문의 제1저자인 수닷람 UCL 구조분자생물학 및 말레이시아국립대 연구원은 “실험실에서 이뤄진 실험과는 달리 우리가 고안한 동물의 코로나19 감염 가능성 모델링은 자동으로 신속하게 이뤄질 수 있다”며 “추후에 발생할 수 있는 또다른 바이러스 감염병에도 적용될 수 있는 모델”이라고 밝혔다.
연구팀은 또 “코로나19에 감염된 동물로부터의 감염을 막기 위해 동물에 대한 대규모 감시도 필요하다고 볼 수 있다”며 “애완 동물과 농장에서 기르는 동물을 관리하는 게 중요하다”고 설명했다.
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