영장류 모델 실험을 통해 코로나19 바이러스 특성 확인-코로나19 치료제, 백신 개발에 기여할 수 있는 바이러스의 감염 특성, 면역 저하 작용 등 확인

영장류 모델 실험을 통해 코로나19 바이러스 특성 확인-코로나19 치료제, 백신 개발에 기여할 수 있는 바이러스의 감염 특성, 면역 저하 작용 등 확인

 

생명기술과, 바이오기반팀 작성일 2020.08.05.

 

영장류 모델 실험을 통해 코로나19 바이러스 특성 확인

- 코로나19 치료제, 백신 개발에 기여할 수 있는 바이러스의 감염 특성, 면역 저하 작용 등 확인

- 연구결과는 우수성을 인정받아 미국감염병학회지 표지논문으로 선정

 

□ 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)는 한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 ‘생명연’)에서 개발한 영장류 감염모델*을 이용하여 백신 및 치료제 개발에 도움이 될 수 있는 코로나19 바이러스의 특성을 확인했다고 밝혔다.

* 치료제, 백신 개발 등에 활용하기 위하여 코로나19 바이러스를 감염시켜 인체감염과 비슷한 임상증상을 나타내는 영장류 실험동물

ㅇ 생명연은 지난 2월에 코로나19 영장류 감염모델 개발에 착수하여 중국, 네덜란드, 미국에 이어 세계 네 번째로 개발에 성공한 바 있으며, 이번 성과는 영장류 모델을 활용한 코로나19 바이러스 기본 특성연구와 치료제 및 백신 효능 검증 연구의 일환으로 도출되었다.

ㅇ 최기영 장관은 8월 5일(수) 대한상공회의소에서 코로나19 치료제, 백신 개발 연구자, 동물실험 전문가, 임상 전문가 등이 참석한 가운데 간담회를 가지고 그간의 영장류 실험 결과를 성과를 점검하고 향후 연구방향을 논의하였다.

□ 이번 영장류 실험에서는 감염으로 인해 혈관 이상이 어떻게 나타나는 지, 일반인과 달리 면역력이 약한 환자에게 감염이 치명적인 이유, 코로나19 바이러스가 인간 몸속에 들어왔을 때 어디에 증식하여 언제 어떻게 증상이 나타나는 지 등을 밝히는 연구를 진행하였다.

ㅇ 연구진은 코로나19 바이러스가 혈관의 염증을 유발하고 감염 3일 이후에도 혈관에 염증이 유지되는 현상을 세계 최초로 확인하였다.

ㅇ 또한, 연구진은 코로나19 감염시 바이러스가 급격히 증가하는 시점(감염 후 2일간)에 면역결핍환자에서 관찰될 수 있는 면역억제 현상이 확인하기도 하였다.

ㅇ 이와 같은 성과는 감염병 분야 세계적 학술지인 미국감염병학회지(Journal of Infectious Diseases)로부터 우수성을 인정받아 해당 학술지의 표지논문으로 선정되었으며, 온라인판*은 8월 3일에 공개되었다.

* 논문링크 : https://academic.oup.com/jid/article/doi/10.1093/infdis/jiaa486/5880024

ㅇ 이와 더불어, 연구진은 영장류 실험모델에 코로나19 바이러스 투여 후 2일간 목, 폐 등에서 바이러스가 급속히 증식되고, 이후 급격히 감소하여 감염 7일 이후에는 감염 활동성이 있는 바이러스가 감지되지 않는 현상을 관찰되었다.

- 이는 코로나19 분자진단법(PCR)를 통해서는 양성으로 진단되지만 실제 감염증상은 나타나지 않는 위양성 진단 문제를 설명하는 데에 실마리를 제공해줄 것으로 기대된다.

□ 최기영 장관은 “영장류 감염모델을 활용하여 밝혀낸 코로나19 바이러스 특성은 코로나19 환자의 증상과 전파의 특이한 현상에 대한 원인 규명뿐만 아니라 치료제, 백신 개발에도 중요한 단초를 제공할 수 있을 것이다”라고 말하였다.

ㅇ 또한 ”정부는 세계 네 번째로 확보한 영장류 모델을 활용하여 ‘코로나19 치료제‧백신 개발 범정부 지원위원회’에서 발굴한 후보물질의 효능을 검증하고, 검증결과가 신속하게 임상으로 연결될 수 있도록 산‧학‧연‧병 협력체계를 더욱 공고히 하겠다.“고 밝혔다.

붙임1

코로나19 치료제·백신 영장류실험 결과 보고 간담회 계획(안)

□ 행사개요

ㅇ (일시) ‘20. 8. 5(수), 16:30～18:00

ㅇ (장소) 서울 대한상공회의소 1층 Executive Conference Room

ㅇ (참석) 장관, 코로나19 치료제‧백신 개발 연구자, 동물실험 전문가, 임상전문가 등 7명 내외

ㅇ (논의내용) 영장류 내 코로나19 바이러스 특성, 향후 연구방향 등

□ 세부 일정

구 분
시 간
내 용
비 고
인사말씀(5‘)
16:30~16:35
인사말씀 (취재공개)
장관
발표(20‘)
16:35~16:55
?영장류 실험에 기초한 코로나19 바이러스 특성 연구결과
(취재공개)
생명(연) 국가영장류센터
토의 및 의견청취(60‘)
16:55~17:55
자유 토의 (비공개)
참석자 전원
마무리말씀(5‘)
17:55~18:00
간담회 마무리 (비공개)
장관

붙임2

국내 코로나19 영장류 감염모델 실험 관련 미국감염학회지 논문 (8.3 온라인 게재) 주요 내용

 

논 문 개 요

□ 연구배경
○ 전세계적으로 새로운 병원체인 코로나19의 판데믹상황을 극복하기 위해 치료제와 백신 개발의 니즈가 급격하게 커졌으나 사용할 수 있는 전임상 동물의 부재로 어려움에 봉착
○ 영장류는 기본적으로 인간과의 유전적, 해부학적, 그리고 면역학적으로 상당한 유사성을 가지고 있으며 공공위기대응 치료제 및 백신 개발을 임상시험을 거치지 않고 신속 인허가를 고려할 수 있을 만큼 가장 강력하고 유일한 감염병 동물모델임
○ 선진국의 영장류센터들은 국가보건을 위협하는 판데믹 위기 발생시 영장류감염모델개발을 신속하게 진행하여 질병의 매커니즘 및 치료/백신 관련 과학적 핵심 정보를 확보하여 자국민을 보호

□ 연구내용 및 연구성과의 의미
○ 연구팀은 영장류 감염모델동물로 가장 많이 사용되는 마카크 2종 (레서스, 게잡이)을 사용하여 현재 크게 문제가 되는 코로나19 바이러스를 인간에서 바이러스가 확인되는 여러경로로 접종하여 행동학적, 바이러스 및 임상증상, 병리학적 그리고 면역학적인 변화를 연구하였음
○ 행동학적으로는 감염이후 동물개체마다 낮과 밤의 행동이 다양하게 나타나는 것으로 확인되었다. 이는 사람마다 감염 정도와 다양한 행동학적 관계를 추가적으로 연구할 수 있는 것으로 파악됨
○ 바이러스와 임상증상에서는 급성의 경우 레서스가 좀 더 체중 감소가 뚜렷해지는 것으로 보이며 특별히 80%이상의 마카크들은 급성으로 체온의 증가를 보였다. 이때에 상부기도와 폐부위의 바이러스 증식이 가장 뚜렷하게 관찰되었음
○ 모든 동물에서 간질성 폐렴의 소견이 명확하며 병변의 정도는 죽음에 이를 정도의 심각한 증상까지는 아니지만 경증을 넘어서는 중증의 소견을 보였다. 특별히 혈관염으로 진행되는 혈관내피염의 소견이 모두 관찰되었음
○ 바이러스가 제일 활발한 급성기간에 면역세포가 전반적으로 사라지는 림프구 감소증이 혈액에서 관찰되었다. 대부분의 면역세포는 바이러스 감염과 관련된 유전적 변화를 보였음
○ 마카크 두종은 접종된 바이러스 감염의 급성기간을 거치면서 대부분 극복하는 경향을 보여 대부분 코로나19에서 감염 후 회복되는 인간환자를 모사하는 것으로 판단된다. 하지만 바이러스에 노출되었던 장기들의 정상 기능여부 등은 여전히 질문으로 남아있음
○ 특별히 영장류모델은 인간환자에서 알기 어려운 감염 초기 급성에서의 체내 변화에 대한 임상적으로 중요한 정보를 제공하는 것으로 판단됨
○ 향후 코로나19를 극복하는 것으로 보이는 사람에서도 재감염 여부나 에이즈와 같은 면역이 결핍되는 등의 연구가 현재 구축한 영장류 모델을 통해 가능할 것으로 기대됨

용 어 설 명

1. 간질성 폐렴(Interstitial pneumonia)
◦ 폐의 결체조직으로 되어 있는 허파꽈리(폐포)벽 부위에서 나타나는 염증성 질환을 말한다.

2. 혈관염(Endotheliitis)
◦ 혈관염은 혈관벽에 염증이 생기면서 혈관내벽이 좁하지거나 증대되는등의 조직 손상을 통해 출혈등이 발생하는 질환이다.

3. 림프구 감소증 (Lymphopenia)
◦ 림프구 감소증은 혈액내 무과립성 백혈구의 일종이며 면역기능을 담당하는 림프구의 수가 비정상적으로 적어지는 경우를 말한다.

홍정주 박사 (논문 교신저자) 이력사항

1. 인적사항

o 소 속 : 한국생명공학연구원
국가영장류센터 (생물방어연구센터(겸))

 

2. 경력사항

o 2010 – 2014 Emory University, (Yerkes National Primate Research Center), 박사후연구원
o 2014 – 2015 Emory University, (Yerkes National Primate Research Center), 연구원
o 2015 – 2016 한국생명공학연구원 전임연구원
o 2017 – 현재 한국생명공학연구원 선임연구원
o 2017 – 현재 한국생명공학연구원 생물안전 책임자
o 2017 – 현재 충남대학교 수의과대학 겸임교수

3. 전문 분야 정보

o 비교분자생의학, 면역 및 감염, 영장류