조류독감(AI) 바이러스의 병원성을 빠르고 명확하게 구분하는 기술이 개발됐습니다. 연세대학교 함승주 교수와 고려대학교 송대섭 교수 연구팀은 바이러스의 세포 침투 과정을 응용해 숙주세포를 모방한 나노입자를 개발했습니다. 앞으로 바이러스 감별 진단이 30분 이내에 가능할 것으로 보입니다.
조류 인플루엔자 바이러스는 헤마글루티닌 항원에 따라 병원성이 결정되며 고병원성과 저병원성으로 분류됩니다. 참고로, 헤마글루티닌은 바이러스가 정상 세포에 붙는데 작용하는 표면 단백질입니다. 고병원성 인플루엔자 바이러스는 조류 및 사람을 비롯한 포유류에서 호흡기 질환을 일으키고 사망률도 상당히 높습니다. 신속한 방역을 위해서는 현장에서 병원성 정도를 감별할 수 있는 빠르고 정확한 진단시스템이 필요했습니다.
현재 인플루엔자 바이러스 진단에는 유전자 증폭, 세포 배양 등의 방법이 사용되는데, 이는 전문 인력과 장비가 필요하고 수 시간 이상 소요되기 때문에 현장검사가 불가능했습니다. 또한 항원-항체 반응을 이용한 신속 진단 키트는 민감도가 떨어지는 한계가 존재했습니다. 하지만 조류 인플루엔자를 효과적으로 대응하기 위해서는 고-저병원성 인플루엔자 바이러스 감별을 비롯한 현장 수준에서 신속하게 검출하는 것이 중요했습니다.
이 연구는 바이러스의 세포 감염 기전과 숙주세포 모방형 나노입자와의 융합을 이용해 고-저 병원성 조류 인플루엔자를 감별하고 검출해내는 데 성공했습니다. 연구팀은 고-저병원성 바이러스가 특정 효소에 각각 다르게 반응한다는 점에 착안해 이들을 구분할 수 있게 했습니다.
바이러스가 숙주세포와 결합하기 위해 나오는 물질인 융합 펩티드는 특정 효소에 의해 활성화 됩니다. 그러면 나노 입자와 바이러스가 융합하게 되는데, 이때 발생하는 형광을 측정해 정확한 진단이 가능하도록 했습니다. 또한 연구팀은 고-저병원성 감별을 할 수 있도록 효소의 종류를 다르게 사용했습니다. 트립신 효소를 처리할 경우에는 고-저병원성 바이러스는 모두 활성화 되는 반면, 퓨린 효소를 처리하면 고병원성만 활성화 되는 원리를 이용한 것인데요.
이 연구에 참여했던 함승주 교수는 "바이러스의 세포 감염 과저오가 숙주세포 모방형 나노입자를 이용한 고-저병원성 인플루엔자를 신속하고 감별할 수 있는 원천기술"이라며 "현장에서 인플루엔자 바이러스 감별 진단이 빠르게 이뤄져 현장 대응을 효과적으로 할 수 있을 것"이라고 전했습니다. 이 연구는 <어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈>표지 논문으로 게재됐습니다.
