(청주=국제뉴스) 이재기 기자 = 충북대학교(총장 고창섭) 송민석 의학과 교수 연구팀과 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 신상철 박사 연구팀이 공동으로 항바이러스제 내성 돌연변이를 가진 코로나19 바이러스의 새로운 내성 메커니즘과 이 돌연변이가 바이러스의 병원성과 전파력에 미치는 영향을 규명했다.

이번 연구는 'A SARS-CoV-2 Mpro mutation conferring ensitrelvir resistance paradoxically increases nirmatrelvir susceptibility'라는 제목으로 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인판에 지난 11월 22일자로 게재됐다.

코로나19 바이러스는 체내에서 스스로 복제할 때 단백질을 절단하는 효소인 프로테아제를 필요로 한다. 현재 사용 중인 화이자의 팍스로비드 (성분명 니르마트렐비르)와 시오노기의 조코바 (성분명 엔시트렐비르)는 이 효소의 작동을 억제해 바이러스 증식을 막는 약물이다. 그러나 바이러스가 변이를 일으키면 약물 효과가 떨어지는 내성이 나타날 수 있으며 실제 환자 치료 과정에서도 내성 사례가 보고되면서 우려가 제기돼 왔다.

연구진은 조코바를 반복 투여해 내성 획득 과정을 재현하는 실험을 진행하는 과정에서 프로테아제의 특정 부위가 삭제된 새로운 돌연변이 (Δ23G)가 자연스럽게 발생함을 확인했다. 분석 결과, Δ23G 돌연변이는 조코바에는 강한 내성을 보이는 반면, 팍스로비드에는 오히려 약효가 증가하는 특징을 나타냈다. 이는 구조생물학적 분석을 통해 밝혀졌다.

또한 Δ23G 돌연변이를 가진 바이러스는 원래 바이러스보다 세포 및 감염 모델에서 증식이 낮았고 폐 등 조직 내 바이러스 농도와 병원성도 전반적으로 낮게 나타났다. 기존 코로나19 바이러스보다 공기 전파력도 떨어져 자연 상태에서는 우세종이 되기 어렵다는 점도 확인됐다.

그러나 조코바가 지속적으로 투여되는 환경에서는 상황이 달라진다. 해당 조건에서는 Δ23G 내성 변이를 가진 바이러스가 기존 바이러스보다 우세하게 증식하는 것으로 나타났다. 이는 장기간 항바이러스제를 투여받는 면역저하자나 고위험군에서 내성 변이가 임상적으로 큰 위협이 될 수 있음을 시사한다.

연구진은 이번 연구 결과가 "내성 변이의 구조적·기능적 특징을 밝히는 동시에 내성 돌연변이가 발생했을 때 팍스로비드 등 다른 프로테아제 억제제를 어떻게 전략적으로 활용할지 근거를 제공한다"고 설명했다. 이어 "앞으로 고위험군에서 내성 변이 발생 가능성을 고려해 약제를 교대·병용하는 치료 전략이 중요해질 것"이라고 덧붙였다.