Increased Zoonotic Risk Posed by Emerging Haemagglutinin Variants of Clade 2.3.4.4b A(H5Nx) High Pathogenicity Avian Influenza Virus
본 연구는 클레이드 2.3.4.4b H5Nx 바이러스에서 나타나는 새로운 HA E185K 돌연변이가 특히 소 유래 균주에서 면역 회피와 인간 유사 수용체에 대한 결합력을 높이는 핵심 요인임을 식별하였으나, 이것이 아직 페렛에서의 효율적인 전파를 부여하지는 않는다는 점을 밝힘으로써 지속적인 감시가 필요한 진화하는 인수 공통 전염 위험을 강조한다.
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동물에서 인간으로 넘어오는 바이러스는 감염병 세계에서 지속적인 우려 사항입니다. 그중에서도 조류 인플루엔자, 흔히 조류 독감이라 불리는 바이러스는 주요한 존재입니다. 이 바이러스들은 보통 야생 수조류에 서식하며 조류의 세포에 있는 특정 수용체에 결합하도록 적응되어 있습니다. 인간을 감염시키기 위해서, 바이러스는 인간의 호흡기에 존재하는 다른 수용체에 달라붙을 수 있어야 합니다. 이러한 표적 전환 능력은 바이러스가 사람에게 위협이 되는 과정에서 결정적인 단계입니다. 더욱이, 바이러스는 끊임없이 변화합니다. 바이러스가 순환함에 따라 돌연변이가 축적되는데, 어떤 돌연변이는 자신이 감염시킨 동물의 면역 체계를 피하는 데 도움을 주는 반면, 또 다른 돌연변이는 우연히 새로운 종을 더 잘 감염시키는 데 도움을 줄 수도 있습니다. 과학자들은 조류 바이러스를 인간형 바이러스로 바꿀 수 있는 구체적인 유전적 미세 조정(genetic tweaks)을 찾기 위해 이러한 변화를 면밀히 관찰합니다.
최근 한 연구에서 연구진은 클레이드(clade) 2.3.4.4b로 알려진 특정 조류 독감 바이러스 그룹을 조사했습니다. 이 바이러스들은 전 세계적으로 확산되어 왔으며, 최근 미국 내 낙농가 소들을 감염시키는 것이 발견되어 포유류에 대한 적응 능력에 대해 새로운 경보를 울렸습니다. 연구팀은 숙주 세포로 들어가는 문을 여는 열쇠 역할을 하는 헤마글루티닌 단백질이라는 바이러스의 일부분에 집중했습니다. 그들은 이 '열쇠'의 자연적인 변화가 이전에는 열 수 없었던 문, 특히 인간의 세포에 있는 문을 여는 것을 허용하고 있는지 확인하고자 했습니다. 2020년에서 2025년 사이에 수집된 수천 개의 바이러스 서열을 분석함으로써, 과학자들은 특히 소에서 발견되는 바이러스에서 점점 더 흔해지고 있는 단 하나의 유전 코드 변화를 식별했습니다. 단백질의 구성 요소 하나가 다른 것으로 교체된 이 변화는 바이러스를 몰아내려는 면역 체계의 압박에 의해 유도된 것으로 보였습니다.
연구진은 이 특정 변화를 가진 바이러스를 가져와 실험실에서 어떻게 행동하는지 테스트했습니다. 그 결과, 변형된 바이러스는 기존의 바이러스는 조류형 수용체에만 결합할 수 있었던 것과 달리, 조류형 수용체와 인간형 수용체 모두에 결합할 수 있다는 것을 발견했습니다. 이러한 이중 능력은 바이러스가 감염할 수 있는 세포 유형이 더 유연해지고 있음을 시사하기 때문에 매우 중요합니다. 또한 연구팀은 이 변화가 항체, 즉 면역 체계가 위협을 무력화하기 위해 사용하는 단백질을 회피하는 데 도움이 된다는 것을 보여주었습니다. 백신을 접종한 닭이나 감염된 오스의 항체가 존재하는 환경에서 바이러스를 배양하는 실험을 통해, 바이러스는 생존하기 위해 이 특정 변화를 갖도록 진화했습니다. 이는 해당 돌연변이가 면역 체계로부터 숨는 동시에 인간 세포에 달라붙는 능력을 얻는 방법임을 확인해주었습니다.
하지만 이야기는 인간 사이에서 쉽게 퍼질 준비가 된 바이러스에서 끝나지 않습니다. 과학자들은 이 새로운 돌연변이를 가진 바이러스를 가져와 인간 사이의 전파 방식을 모델링하는 데 자주 사용되는 페렛(ferret)을 대상으로 테스트했습니다. 해당 바이러스는 직접 감염된 페렛들에게는 여전히 매우 위험했지만, 같은 케이지나 근처 케이지에 있는 다른 페렛들에게는 전파되지 않았습니다. 이 돌연변이는 바이러스가 공기를 통해 효과적으로 이동할 수 있을 만큼 안정적이지 못하게 만들었습니다. 연구진은 바이러스의 물리적 특성을 점검했고, 이 단백질이 공기 중 전파에 필요한 온도에서 더 안정적으로 변하지 않는다는 것을 발견했습니다. 이는 바이러스가 인간을 감염시킬 수 있는 단계에는 도달했으나, 아직 사람 간에 빠르게 퍼질 수 있는 바이러스가 되기 위한 마지막 단계는 밟지 못했음을 의미합니다.
이 발견은 복잡한 진화 경로를 강조합니다. 바이러스가 면역을 피하고 인간 세포에 결합할 수 있게 하는 돌연변이가 특히 가축 집단에서 자연적으로 나타나고 있습니다. 이는 바이러스가 새로운 동물 숙주를 순환하면서 잠재적으로 사람을 감염시키는 데 필요한 도구들을 모으고 있음을 시사합니다. 그럼에도 불구하고, 이 연구는 안심할 수 있는 경계선을 제공합니다. 현재 바이러스는 인간 사이의 발병에 필요한 전체적인 특성 패키지를 갖추지 못했다는 점입니다. 이 연구는 이러한 동물 집단을 면밀히 관찰하는 것의 중요성을 역설합니다. 만약 바이러스가 계속 진화한다면, 결국 공기 중에서 생존하는 능력과 같은 빠진 조각들을 획득할 수도 있습니다. 현재로서 이 바이러스는 즉각적인 팬데믹 위협이라기보다는 경고 신호에 가깝지만, 변화하고 적응하는 능력을 갖추고 있다는 점에서 지속적인 경계가 필수적입니다.
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