케이 사토(Kei Sato)는 5년 전 자신과 전 세계의 얼굴을 강타했을 때 다음의 큰 도전을 찾고 있었습니다. 이 바이러스학자는 최근 도쿄 대학에서 독립적인 그룹을 시작하여 혼잡한 HIV 연구 분야에서 틈새 시장을 개척하려고 노력하고 있었습니다. “‘앞으로 20년, 30년 동안 내가 무엇을 할 수 있을까?’라고 생각했어요.”
그는 코로나19 팬데믹을 일으킨 바이러스인 SARS-CoV-2에서 답을 찾았습니다. 전 세계적으로 빠르게 퍼지고 있는. 2020년 3월, 도쿄가 봉쇄되어 연구 활동이 중단될 수 있다는 소문이 돌자, 사토와 5명의 학생은 교토에 있는 전 고문 연구실로 숙소를 옮겼습니다. 그곳에서 그들은 SARS-CoV-2가 사용하는 바이러스 단백질을 연구하기 시작했습니다. 신체의 초기 면역 반응을 진압합니다.. Sato는 곧 바이러스에 대해 최소 50개 이상의 연구를 발표할 연구자 컨소시엄을 설립했습니다.
단 5년 만에 SARS-CoV-2는 지구상에서 가장 면밀히 조사된 바이러스 중 하나가 되었습니다. 인용 데이터베이스 Scopus에 따르면 연구자들은 이에 관한 약 150,000개의 연구 논문을 발표했습니다. 이는 같은 기간 HIV에 관해 발표된 논문 수의 약 3배에 달하는 수치입니다. 또한 과학자들은 지금까지 다른 어떤 유기체보다 많은 1,700만 개가 넘는 SARS-CoV-2 게놈 서열을 생성했습니다. 이는 감염이 확산됨에 따라 바이러스가 변하는 방식에 대한 비교할 수 없는 시각을 제공했습니다. 영국 워킹 근처에 있는 Pirbright Institute의 바이러스학자인 Tom Peacock은 "이전보다 훨씬 더 높은 해상도로 실시간으로 전염병을 볼 수 있는 기회가 있었습니다"라고 말합니다.
이제 백미러를 통해 대유행의 긴급 상황이 발생하면서 바이러스 학자들은 다음을 포함하여 매우 짧은 시간 내에 바이러스에 대해 배울 수 있는 내용을 조사하고 있습니다. 그 진화 그리고 인간 숙주와의 상호 작용. 다음은 팬데믹으로부터 얻은 네 가지 교훈입니다. 미래의 전염병에 대한 글로벌 대응 — 그러나 이를 사용할 수 있는 과학 및 공공보건 기관이 있는 경우에만 해당됩니다.
바이러스 서열은 이야기를 말해준다
2020년 1월 11일, 호주 시드니 대학교의 바이러스학자인 에드워드 홈즈(Edward Holmes)는 대부분의 과학자들이 최초의 SARS-CoV-2 게놈 서열로 간주하는 것을 바이러스학 토론 게시판에 공유했습니다. 그는 바이러스학자로부터 데이터를 받았습니다 중국의 장용전.
연말까지 과학자들은 300,000개 이상의 시퀀스를 저장소로 알려진 저장소에 제출했습니다. 모든 인플루엔자 데이터 공유에 대한 글로벌 이니셔티브 (GISAID). 문제가 있는 바이러스 변종이 등장하면서 데이터 수집 속도는 더욱 빨라졌습니다. 일부 국가에서는 SARS-CoV-2의 염기서열 분석에 막대한 자원을 쏟아 부었습니다. 이들 국가 중 영국과 미국은 850만 개 이상을 기부했습니다('바이러스 게놈 랠리' 참조). 한편 남아프리카, 인도, 브라질을 포함한 다른 국가의 과학자들은 효율적인 감시를 통해 자원이 부족한 환경에서 걱정스러운 변종을 발견할 수 있음을 보여주었습니다.
2013~16년 서아프리카 에볼라 발병과 같은 초기 전염병에서는 염기서열 분석 데이터가 너무 느리게 수신되어 감염이 확산됨에 따라 바이러스가 어떻게 변화하는지 추적할 수 없었습니다. 그러나 SARS-CoV-2 서열이 전례 없는 양과 속도로 도달할 것이라는 것이 곧 분명해졌다고 바젤에 있는 스위스 열대 및 공중 보건 연구소의 게놈 전염병학자인 Emma Hodcroft는 말했습니다. 그녀는 일한다 Nextstrain이라는 노력, 인플루엔자와 같은 바이러스를 추적하여 바이러스의 확산을 더 잘 이해하기 위해 게놈 데이터를 사용합니다. Hodcroft는 “우리는 이론적으로 매우 유용할 수 있는 많은 방법을 개발했습니다.”라고 말합니다. “그리고 갑자기 2020년에 우리에게 당당히 모습을 드러낼 기회가 생겼습니다.”
처음에는 SARS-CoV-2 염기서열 분석 데이터를 사용하여 진원지에서 바이러스의 확산을 추적하다 중국 우한에서, 그리고 전 세계적으로. 이는 바이러스가 사람 사이에 주로 퍼지는지, 아니면 동일한 동물에서 사람에게 퍼지는지와 같은 주요 초기 질문에 답했습니다. 데이터는 바이러스가 이동한 지리적 경로를 밝혀냈고, 기존 역학 조사보다 훨씬 더 빠르게 이를 보여주었습니다. 나중에, 더 빠른 속도로 전파되는 바이러스 변종들이 나타나기 시작했고, 시퀀싱 연구소를 하이퍼드라이브로 보냈습니다. 과학자와 아마추어 변종 추적자로 구성된 글로벌 집단은 걱정스러운 바이러스 변화를 찾기 위해 서열 데이터를 끊임없이 샅샅이 뒤졌습니다.
워싱턴 주 시애틀에 있는 프레드 허친슨 암 센터의 바이러스 진화 생물학자인 제시 블룸(Jesse Bloom)은 “이 바이러스의 진화를 엄청나게 자세하게 추적하여 정확히 무엇이 바뀌고 있는지 확인하는 것이 가능해졌습니다.”라고 말합니다. 수백만 개의 SARS-CoV-2 게놈을 보유하고 있는 연구자들은 이제 돌아가서 이를 연구하여 바이러스 진화에 대한 제약을 이해할 수 있습니다. Hodcroft는 “이것은 우리가 이전에 한 번도 해본 적이 없는 일입니다.”라고 말합니다.
바이러스는 예상보다 많이 변한다
이전에는 누구도 SARS-CoV-2를 연구한 적이 없었기 때문에 과학자들은 그것이 어떻게 적응할 것인지에 대해 각자의 가정을 세웠습니다. 많은 사람들이 호흡기 감염을 일으키는 또 다른 RNA 바이러스인 인플루엔자에 대한 경험을 바탕으로 지도를 받았습니다. Hodcroft는 "우리는 전염병을 일으킬 수 있는 다른 호흡기 바이러스에 대한 정보가 많지 않았습니다."라고 말합니다.
인플루엔자는 주로 다음을 통해 전파됩니다. 돌연변이 획득사람들의 면역을 회피할 수 있게 하는 것입니다. 2019년 이전에는 SARS-CoV-2에 감염된 사람이 없었기 때문에 많은 과학자들은 감염이나 예방접종을 통해 사람들의 면역체계에 의해 상당한 압력이 가해질 때까지 바이러스에 큰 변화가 있을 것으로 예상하지 않았습니다.
알파(Alpha)와 델타(Delta)와 같이 더 빠르고 치명적인 SARS-CoV-2 변종의 출현으로 일부 초기 가정이 사라졌습니다. 2020년 초까지 SARS-CoV-2는 확산을 크게 촉진하는 단일 아미노산 변화를 포착했습니다. 다른 많은 사람들도 따를 것이다.
"내가 잘못했고 예상하지 못한 것은 그것이 표현형적으로 얼마나 변할 것인지였습니다."라고 홈즈는 말합니다. "전염성과 병독성의 놀라운 가속을 보셨습니다." 이는 SARS-CoV-2가 수백만 명의 도시인 우한에서 출현했을 때 사람들 사이에 퍼지는 데 특별히 잘 적응하지 않았음을 시사합니다. 인구 밀도가 낮은 환경에서는 문제가 발생했을 수도 있다고 그는 덧붙입니다.
또한 홈즈는 관찰된 변화의 엄청난 속도가 단순히 SARS-CoV-2를 얼마나 면밀히 추적했는지에 따른 결과인지 궁금해합니다. 연구자들이 인구 집단에 새로운 인플루엔자 변종의 출현을 동일한 해상도로 관찰한다면 동일한 비율을 볼 수 있습니까? 아직 결정되지 않았습니다.
SARS-CoV-2가 이룩한 최초의 거대한 도약에는 한 가지 장점이 있었습니다. 즉, 백신과 이전 감염에 의해 제공되는 보호 면역에 큰 영향을 미치지 않았습니다. 그러나 2021년 말 Omicron 변종의 출현으로 상황이 바뀌었습니다. 이 변종에는 항체 반응을 피하는 데 도움이 되는 '스파이크' 단백질에 대한 변화가 포함되어 있습니다(스파이크 단백질은 바이러스가 숙주 세포에 들어갈 수 있도록 허용합니다). Bloom과 같은 과학자들은 이러한 변화가 연속적인 post-Omicron 변종에서 얼마나 빠르게 나타나는지 보고 놀랐습니다.
그리고 그것은 Omicron의 가장 놀라운 측면조차 아니었다고 영국 캠브리지 대학의 바이러스학자인 Ravindra Gupta는 말합니다. 변종이 나타난 직후 그의 팀과 다른 사람들은 폐의 하부 기도 세포를 선호하는 Delta와 같은 이전 SARS-CoV-2 변종과 달리 Omicron이 상부 기도를 감염시키는 것을 선호한다는 사실을 발견했습니다. 굽타는 “팬데믹 기간 동안 바이러스가 생물학적 행동을 변화시켰다는 사실을 기록하는 것은 전례가 없는 일이었습니다.”라고 말합니다.
게시 시간: 2025-05-26 13:59:39
