한타바이러스 치료제 개발 실마리, 안데스바이러스는 어떻게 세포에 들어가나

지난 4월 남극 관광 크루즈선에서 집단 감염을 일으켜 3명이 숨진 안데스형 한타바이러스의 사람 감염 과정이 밝혀졌다. 미국 알베르트 아인슈타인의대와 프랑스 파스퇴르연구소, 루이지애나주립대 슈리브로트 보건과학센터 공동연구팀은 바이러스가 세포에 침투하는 구조를 규명해 21일(현지시간) 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다.

한타바이러스는 쥐와 들쥐 등 설치류에서 사람으로 옮으며, 감염된 동물의 마른 배설물에서 나온 미세입자를 들이마시는 것이 흔한 감염 경로다. 발열과 근육통으로 시작해 폐부종이나 호흡부전으로 악화할 수 있고, 한타바이러스 폐증후군의 치명률은 약 40%로 알려져 있다.

특히 안데스바이러스는 밀접 접촉을 통한 사람 간 전파도 가능한 것으로 알려졌지만, 현재 승인된 표적 치료제와 백신은 없다.

연구팀은 2018년에 안데스바이러스가 사람 세포의 수용체 ‘PCDH1’을 이용한다는 사실을 확인했지만, 결합 방식은 밝혀내지 못했다. 이번에는 극저온 전자현미경과 인공지능을 활용해 바이러스의 스파이크 단백질 구조를 관찰했다.

AI로 설계한 지지 구조물로 시험관 안에서 단백질이 본래 형태를 유지하도록 한 것이 분석에 쓰였다.

분석에서 드러난 결합 방식은 코로나19 바이러스와 달랐다. SARS-CoV-2의 스파이크는 단백질 3개가 삼각형을 이루며, 그중 하나만 세포 수용체에 붙어도 침투할 수 있다. 반면 안데스바이러스는 단백질 4개가 정사각형 구조를 완성해야 수용체와 결합한다.

길고 가느다란 PCDH1은 스파이크 중앙의 깊은 주머니 안으로 들어가 붙는다.

이 주머니의 깊은 부분은 수용체가 결합하도록 유지하면서, 바이러스는 항체가 닿는 입구 주변에 돌연변이를 일으켜 면역 공격을 피하는 것으로 나타났다. 일부 항체는 입구를 막을 수 있지만 크기가 커 주머니 안쪽까지 들어가지 못했다.

연구팀은 이를 바탕으로 PCDH1처럼 길고 가느다란 인공 항체가 결합을 차단할 가능성을 제시했다. 밝혀진 구조는 안데스바이러스뿐 아니라 미국·캐나다에서 주로 발견되는 신놈브레 바이러스 등 가까운 계통을 겨냥한 치료제 연구에도 활용될 수 있다.