[시론] 영장류 이용 효율적 SARS-CoV-2 치료제 개발
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[시론] 영장류 이용 효율적 SARS-CoV-2 치료제 개발
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  • [ 181호] 승인 2020.08.06 08:00
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SARS-CoV-2의 스파이크 단백질은 ACE2 수용체에 결합하여 체내의 세포로 들어오게 된다. 바이러스에 감염된 세포는 백혈구의 표적이 되거나 자체의 독성에 의해 사멸하게 된다. 이 과정에서 많은 조직이 파괴되고 기능을 잃게 되어 질병이 나타나게 된다. 

Xuesen Zhao는 각종 동물의 ACE2 수용체와 SARS-CoV-2의 결합에 대하여 조사하였다. 그 결과 인간과 레서스원숭이의 ACE2 수용체가 가장 높은 결합 반응을 보였으며, 토끼나 천산갑의 ACE2수용체도 바이러스와 효율적으로 결합하지만, 마우스와 랫트ACE2 수용체는 가장 낮은 결합 반응을 보였다고 발표하였다(Journal of Virology Accepted Manuscript Posted Online 13 July 2020).  

인간의 질환을 연구하기 위해서 각종 동물을 이용하여 질환모델을 만들고 의약품을 개발하고 있다. 동물 모델을 이용할 때 하나의 유전자 기능을 알고 싶거나 또는 특정 세포의 기능을 알고 싶을 때는 꼭 영장류를 이용하여 동물실험을 할 필요는 없다. 

그러나 여러 장기의 유관적인 관련성이 있는 질병에 대해서는 가능하면 사람과 유사한 동물을 이용하는 것이 바람직하다. 

바이러스가 감염되면 바이러스가 숙주의 세포를 직접 사멸시키는 것이라기보다는 숙주의 면역체계와 방어 기전에 의한 반응 때문에 숙주의 조직 손상이 뒤따르게 되어 나타나는 병적 상태가 일반적이기 때문에 면역체계와 각종 장기의 유사성이 사람과 근연관계인 동물을 이용하였을 때 동물 모델로서의 만족스러운 결과를 얻게 되는 것이다. 

영장류는 유전자 조작을 인위적으로 하지 않아 사람의 질병에 더욱 가까운 병리학적 소견을 보여 주고 있으며, 체중이 10Kg 전후이기 때문에 다른 중대 동물 모델에 비해 감염시설 (BSL3) 유지 관리비가 적게 든다. 

또한 설치류와 같은 동물에서 효과를 보이는 치료제나 백신의 경우는 사람에 바로 적용시킬 수 없어서 지금과 같은 팬데믹 위기 상황에서 동물 모델로서는 이용 가치가 적다고 볼 수 있다.  

SARS-CoV-2에 감염된 사람들은 왜 사망할까? 아직 명확한 답이 없다. 사망자의 부검을 통하여 병리 발생 기전을 아는 데는 한계가 있다. 이러한 답을 줄 수 있는 동물 모델이 바로 영장류를 이용한 동물실험이다. 

Pin Yu는 레서스원숭이에게 SARS-CoV-2를 감염시켜 간질성 폐렴을 유발시겼다(Animal Model Exp Med. 2020;3:9397). 

Vincent J. Munster는 레서스원숭이에 SARS-CoV-2를 감염시켜 3일 만에 폐를 검경하였더니 폐포벽이 비후되는 간질성 폐렴과 혈관 주위에 림파구가 침윤하는 병변을 관찰하였다(Nature 12 May 2020). 

게잡이원숭이에서도 폐에 급성 간질성 폐렴소견이 유발되었다(Barry Rockx, Science  29 May 2020). 

우리나라에서는 레서스원숭이와 게잡이원숭이를 대상으로 SARS-CoV-2 감염실험을 수행하여 림파구 감소증, 급성 간질성 폐렴과 혈관내막염 등 중증환자의 병적 소견과 유사한 결과를 재현하여 백신과 치료제 개발의 토대를 만들었다(The Journal of Infectious Diseases 03 August 2020). 

최근에 일본에서 영장류에 SARS-CoV-2 감염실험을 성공했다는 보도가 나오고 있지만 아직 학술지에는 보고되어 있지 않다. 

국내에서 원숭이를 이용한 SARS-CoV-2 동물 모델에 성공한 것은 세계에서 네 번째이다. 향후 인간의 면역체계와 각종 장기의 기능이 유사한 영장류를 이용한 동물 모델을 더욱 확장하여 인간에 막대한 피해를 주고 있는 바이러스 질병의 백신, 치료제 개발을 준비해야 할 것이다. 

 

 

 

 

 

 

박재학 교수
(서울대 수의과대학 실험동물의학교실)

 


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