[WIKI 인사이드] “코로나19 뿌리를 찾아라” 네이쳐, 코로나 根源 미스터리 추적
[WIKI 인사이드] “코로나19 뿌리를 찾아라” 네이쳐, 코로나 根源 미스터리 추적
  • 유진 기자
  • 기사승인 2020-06-11 06:58:58
  • 최종수정 2020.06.11 06:20
  • 댓글 0
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전세계의 정치, 경제, 사회를 강타하고 있는 '코로나19' [연합뉴스]
전세계의 정치, 경제, 사회를 강타하고 있는 '코로나19' [연합뉴스]

“코로나19의 뿌리를 찾아라!”

미국 정부와 중국 정부가 신종 코로나 바이러스(코로나19)의 뿌리를 둘러싸고 대혈전을 벌이고 있다.

트럼프 행정부는 “중국은 전세계에 코로나를 퍼뜨린 책임을 통감하라”고 맹공을 퍼부으며 무역전쟁으로 확대하고 있다. 반면 중국 정부는 “트럼프 대통령이 코로나19 억제 실패의 책임을 중국으로 돌리려 하고 있다”며 “코로나19의 근원은 학술적으로 추적해 확인해야 할 문제”라는 입장을 견지하고 있다.
 
최근 미 하버드 의과대학은 우한병원 5곳에 주차된 차량 상황을 분석한 위성사진을 근거로 코로나19가 이르면 작년 여름부터 우한에서 확산됐을 가능성이 높다는 논문을 발표하기도 했다.

학술조사에서도 코로나19의 발원지가 중국으로 확정될 경우 상황은 예상을 초월할 수 있다. 전세계 국가들은 중국에 손해배상 청구서를 던질 것이며, 그 금액은 수천조원에 달할 수 밖에 없다.
이 때문에 중국 정부는 죽기살기로 코로나19의 ‘중국 발원’을 인정하지 않고 있다.

과학전문 매체 ‘네이처’는 ‘최근 가장 큰 미스터리: 코로나바이러스의 원인을 추적하기 위해 필요한 것은’ 테마의 기획기사를 통해 코로나19의 발원지 추적 상황을 소개했다. 다음은 네이처 기사의 내용이다.

코로나 바이러스 [네이쳐]
코로나 바이러스 [네이쳐]

신종 코로나 바이러스(SARS-CoV-2)는 동물로부터 온 것이지만 어떤 종인지를 밝히는 것은 쉽지 않고, 실험실 유래라는 추측을 잠재우기도 힘들 것이다.

팬데믹이 시작된 이후 가장 큰 퍼즐 중 하나는 코로나바이러스가 어디로부터 유래한 것인가에 대한 의문이었다. 이는 거의 확실히 박쥐로부터 유래한 것이고 최근 발표된 중국내의 코로나바이러스에 대한 가장 포괄적인 분석 연구는 이 이론에 더욱 무게를 실어줬다.

하지만 이 바이러스가 어떻게 사람들에게 전달되어 나갔는지에 대한 명확한 설명이 부족한 상황이다. 이 때문에 미국 대통령 도널드 트럼프도 주장한 바 있는 ‘중국의 한 실험실에서 바이러스가 빠져나갔다’는 것과 같은 근거가 없는 이론들이 지속적으로 이어있고 있다.

현재까지 이 바이러스 및 유사 바이러스들에 대해서 알려진 것을 볼 때, 보다 가능성 있는 설명은 박쥐가 중간 숙주에게 퍼뜨렸으며 이 동물이 사람에게 확산시킨 것이라고 대부분의 연구자들은 분석하고 있다.

지난 5월 중순, 세계보건기구(WHO)의 핵심 의사결정기구인 세계보건총회(World Health Organization)는 이 단체가 다른 국제단체와 협력해 원인동물 숙주를 확인하는 데 노력할 것을 촉구하는 결의안을 채택했다.

하지만 과학자들은 필요한 증거의 성격상 원인동물을 추적하기가 어려울 것이고 문제의 시설, 우한바이러스연구소(Wuhan Institute of Virology, WIV)가 원인이라는 주장을 완전히 배제하기는 쉽지 않을 것이라고 말하고 있다.

박취 코로나바이러스 연구로 명성이 높은 WIV가 처음 전염병이 발병한 도시에 위치한다는 것이 단순한 우연의 일치일 수도 있다. 하지만 팬데믹의 원인을 밝히기 위해 그곳의 연구원들이 선도하고 있는 일들과 이번 감염병 발생에서 연구소의 관련 가능성에 대한  추측들은 그 연구소에 대한 관심을 고조시켰다: 가장 최신의 박쥐 관련 연구의 저자 여러 명이 그곳에서 일하고 있다.

아마도 시설에 대한 독립적인 조사가 그 연구소를 팬데믹 발생의 가능한 원인으로부터 배제시킬 수 있는 유일한 방법일 것이다. 하지만 과학자들은 이 이슈를 둘러싼 미묘한 지정학적 요인을 볼 때 그러한 조사는 가능하지 않을 것이라고 보고 있다.

우한 바이러스 연구소 [네이쳐]
우한 바이러스 연구소 [네이쳐]

▷바이러스 원인동물을 찾아라

연구자들은 최근 중국 내의 박쥐에서 발견되는 약 1,240종에 달하는 코로나바이러스의 부분적인 염기서열을 분석했다. 그들은 팬데믹을 일으켰던 바이러스인 신종코로나바이러스가 관박쥐(Rhinolophus)에서 발견되는 바이러스 군에 밀접하게 관련된다고 분석했다.

그들의 발견은 저자들 중 일부가 윈난성의 숙주 관박쥐(Rhinolophus affinis)에서 찾아낸 RATG13라는 코로나바이러스가 신종코로나바이러스와 96%의 유전자 염기서열을 공유한다는 이전의 보고와 결을 같이한다.

최신 분석 논문에서 저자들은 이들 두 가지 바이러스가 모두 속하는 바이러스 군이 윈난성에서 유래하는 것으로 보인다고 특별히 언급하고 있다. 하지만 연구진이 중국에서만 바이러스를 채취했기에 신종코로나바이러스의 원종이 이웃하는 미얀마 및 라오스에서 들어왔을지도 모른다는 추정을 배제할 수 없다. 이 두 나라에도 관박쥐가 살고 있다.

바이오아카이브(bioRxiv)에 게재된 이 연구의 공저자 중 한 사람이 시젱리(Shi Zheng-Li)인데, 그녀는 WIV의 바이러스학자이며 중국 내 코로나바이러스에 대한 광범위한 조사 연구는 특별히 주목을 받았다.

그는 연구소가 신종코로나바이러스와 비슷한 바이러스를 보유한다는 주장을 반박했는데, 동물로부터 유래하는 SARS 유형의 신종 질병 위험에 대해서 이전에 경고한 바 있다.

베른대학교 바이러스 학자인 폴커 티일은 “시젱리는 인류에게로 넘어 들어올 수 있는 자연계에 존재하는 박쥐 바이러스가 실재한다고 경고한 바 있다”고 말했다.

지금까지 발견된 박쥐 바이러스 어떤 것도 직계 조상이 될 수 있을 만큼 신종코로나바이러스와 유사성을 갖고 있지 않다. 그래서 신종 바이러스가 박쥐로부터 사람으로 직접 퍼졌을 수도 있는 반면 연구자들은 중간숙주를 통해서 퍼졌을 가능성이 더 클 것이라고 생각한다.

코로나19 바이러스의 중간 숙주로 거론되는 박쥐. [네이쳐]
코로나19 바이러스의 중간 숙주로 거론되는 박쥐. [네이쳐]

중증급성호흡기증후군(SARS)을 일으키는 바이러스의 경우, 박쥐로부터 사향고양이를 거쳐서 사람들에게 전달되었으며, 낙타가 중동호흡기증후군(MERS)을 유발하는 또 다른 관련 바이러스의 매개체였다고 한다. 이들 종은 사람에서 찾을 수 있는 바이러스와 거의 비슷한 유형의 바이러스를 수용하고 있다는 것이 밝혀졌다.

동물에서 신종코로나바이러스(SARS-CoV-2)와 거의 동일한 바이러스를 찾는 것은 어떻게 사람에게로 전달되었는지에 대한 가장 설득력 있는 증거를 제공할 것이다. 호주 멜버른 소재의 영연방 과학 및 산업 연구기구 산하 생물보안국의 롭 그렌펠은 “이를 위해서는 중국내 야생 동물 및 가축에서 광범위하게 코로나바이러스를 채취해야 한다”고 말했다.

중국이 이를 위한 조사를 시작했다는 보고가 있지만 현재 실태에 대한 정보는 거의 찾아볼 수 없다.

비슷한 조사가 예전 SARS 발생 이후에 있었다. 첫 번째 사례들은 2002년 11월에 발생했지만 2003년 3월까지는 코로나바이러스가 원인으로 확인되지 못했다. 질병 발생이 시작되었던 중국 광둥성의 초기 사례들의 30% 이상이 야생동물시장에서 일하고 있었기 때문에 그때 즈음에 이미 당국은 동물이 관련되어 있을 것으로 의심했다.

한 달 후에 연구자들은 야생동물시장의 사향고향이에서 바이러스를 찾아냈다. 이후 연구자들은 사향고향이와 사람들에 발생한 SARS 사례들 사이의 연결고리를 발견했다.

당시 사향고향이(Paradoxurus hermaphroditus) 고기를 판매하는 식당에서 종업원과 고객이 사향고양이 여섯 마리와 더불어 바이러스 양성으로 판명됐다.

박쥐에서 밀접하게 관련된 바이러스를 찾아내는 데에는 거의 15년이라는 시간과 광범위한 동물 채취가 필요했다. 중국내 오지의 동굴에서 수천마리 박쥐를 채집했던 연구진을 이끌었던 사람이 바로 시젱리였다.

과학자들은 신종코로나바이러스의 원 숙주를 정확히 지목하는 것에는 비슷한 시간이 필요할 것이라고 말한다. 전 세계의 연구진들은 이미 전산 모델, 세포생물학 및 동물실험을 이용하여 바이러스 감염에 취약한 종 및 그로부터 가능성 있는 원 숙주를 찾기 위한 조사를 벌이고 있으나 아직까지는 별다른 결과를 보여주고 있지 못하고 있다.

우한 바이러스 연구소 [네이쳐]
우한 바이러스 연구소 [네이쳐]

▷실험실 추정… 바이러스 발원지 추적 기법

우한바이러스연구소(WIV)는 전 세계에서도 수십 곳에 불과한 바이오 안전단계 4급(BSL-4) 실험실인 최고 보안 실험실을 보유하고 있다.
바이러스가 이곳에서 유출되었다는 제안을 뒷받침할 증거는 없지만 과학자들은 이 가능성을 완전히 배제하는 것도 쉽지 않으며 시간이 걸릴 것이라고 말한다.

바이러스를 원 숙주까지 어떻게 추적할 것인가.

사람에 확산되는 바이러스의 원 숙주를 추적하기 위해서는 명확하게 답하기 어려운 많은 의문들을 조사할 필요가 있다.

우선 ‘야생동물’부터 시작해보자.

사람에게 감염이 처음 발생했던 곳에서 가까운 지역의 야생동물에서 거의 동일한 바이러스가 발견되었나?라는 질문에 ‘그렇다’라는 답변이 나온다면 바이러스는 아마도 그 동물에서 유래되었을 것이다. 하지만 사람의 감염을 유발한 숙주를 확인하기 위해서는 증거가 더 필요하다

이 질문에 ‘아니오’라는 답변이 돌아왔다면 ‘사람에서의 초기 감염을 농장이나 시장에 있는 동물들에 연계할 수 있나?’라는 질문을 다시 제기할 수 있다.

이 질문에 ‘예’라는 답이 제시됐다면, 바이러스는 아마도 동물 유래인 것 같으나 사람에게 도달하는 경로 확인을 위해서는 증거가 더 필요하다고 할 수 있다.

만일 위 질문에 ‘아니오’라는 답변이 왰다면 숙주를 확정하기 위해서는 증거가 더 필요하다는 중간결론에 도달할 수 있다.

이제 실험실로 가보자.

‘바이러스 발생 중심지 부근 실험실에서 살아있는 바이러스를 이용하는 연구를 하는가?’라는 질문에 ‘아니오’라는 답이 왔다면 실험실 유래일 가능성은 없다고 할 수 있다.

그러나 이 질문에 ‘예’라는 답변이 왔다면 ‘실험실에서 동일한 바이러스가 발견되었는가?’라는 2차 질문으로 넘어갈 수 있다.

이 2차 질문에서 긍정적인 답변이 이뤄졌다면, 바이러스가 실험실에서 누출되었을 가능성이 있으나 어떻게 누출되었는지를 증명하고 야생동물 유래 가능성을 배제하기 위해서는 증거가 더 필요하다고 할 수 있다.

하지만 이 질문에 ‘아니오’라는 답이 왔다면 ‘밀접하게 관련된 바이러스가 실험실에서 발견되었나?’는 다음 질문으로 넘어가고, 여기에서도 ‘아니오’라는 답이 나온다면 바이러스가 실험실 유래일 가능성은 없으며 원인을 찾기 위한 증거가 더 필요하다고 할 수 있다.

우한바이러스연구소는 실제 신종코로나바이러스와 관련된 코로나바이러스 몇 종을 보유하고 있다. 따라서 이 중 하나가 누출되었을 가능성이 있다. 아마도 실험실 연구원 중 하나가 사고로 시설내의 바이러스 샘플이나 동물로부터 감염되어 시설 바깥의 다른 사람을 감염시켰다면 가능한 이야기이다.

연구소의 과학자들이 누출사고 전에 연구목적으로 바이러스의 유전체를 약간 변형시켰다는 시나리오도 이론적으로 가능하지만 여전히 그들이 그렇게 했다는 증거는 없다. 시젱리는 그녀 실험에 대한 Nature의 질문에 답하기를 거부했는데 넘쳐나는 언론의 요청에 시달리고 있다고 말한다.

지난 4 월 위안즈밍 연구소장은 “바이러스는 실험실에서 나온 것이 아니다”고 주장했다.

그는 중국 국영 방송인 CGTN에 다음과 같이 말했다.

“우리는 어떤 바이러스 연구가 진행되고 있는지, 바이러스가 어떻게 관리되는지, 샘플이 어떻게 관리되는지 알고 있습니다. 분명히 바이러스는 여기에서 나오지 않았습니다.”

네이처 지는 연구소가 감염발생에 관련했을 수 있다는 제안에 대한 코멘트를 여러 번 요청했지만 우한 바이러스 연구소의 어느 누구도 응답하지 않았다.

네이처는 2017년 우한 BSL-4 실험실을 방문했으며, 위안즈밍 소장은 병원체가 안전하게 격리되도록 신중하게 설계된 새로운 장비, 높은 보안 테스트실, 환기 시스템을 보여줬다.

그는 우한 연구진이 프랑스 생물 안전 과학자들과 협력해 세계에서 가장 앞서가는 생물 안전 연구소를 설립했으며 사고 예방을 위해 모든 조치를 취하고 있다고 말했다.

이 연구소에는 사고 기록이 없지만, 이전에 사스(SARS)를 포함한 바이러스가 중국내 연구소를 포함한 연구소들에서 사고로 유출된 적이 있다. 하지만 심각한 감염 발생으로 이어지지는 않았다. 2004년 베이징에서 연구원들이 병에 걸렸을 때 우연히 사스가 유출된 것이 연구소에서 발견됐다. 그러나 우한바이러스연구소의 연구원들이 병에 걸렸다는 보고는 없었다.

연구소가 바이러스와 관련이 있는지 여부를 판단하려면 과학수사가 필요할 것이라고 여러 과학자들은 말하고 있다.

우한바이러스연구소 연구원들의 활동 모습. [네이처]
우한바이러스연구소 연구원들의 활동 모습. [네이처]

연구자들은 지속적으로 코로나바이러스(SARS-CoV-2)의 유전자 서열과 일치하는 바이러스를 찾고자 할 것이고, 만약 그들이 그 바이러스를 발견한다면, 그것이 누출될 수 있었다는 어떤 증거도 찾아내고자 할 것이다.

이를 위해서는 당국이 연구소에서 샘플을 채취하고 직원들과 면담해 연구실 책자와 안전사고 기록을 검토하고 연구원들이 어떤 종류의 실험을 했는지 알아봐야 할 것이라고 뉴저지주 피스캐터웨이 소재 럿거스대학교의 구조생물학자인 리차드 이브라이트 박사는 지적했다.

시젱리는 지난 2월 중국 간행물인 차이신(Caixin)과의 인터뷰에서 자신의 연구소와 새로운 코로나 바이러스 간에 어떠한 연관성도 발견되지 않을 것이라고 자신하기 때문에 조사가 이루어지길 희망한다고 말했다. 중국 관영 언론들도 구체적인 내용은 공개되지 않았지만 조사가 이루어질 가능성이 있다고 전했다.

하지만 이러한 조사는 어느 쪽으로도 결정적인 결과를 가져오지 못할 수 있다고 미국의 BSL-4 연구소를 관리했던 프랭크 해밀 박사는 말한다.

메릴랜드주 게이더스버그 소재 생물안전 연구소에 자문을 제공하는 MRI글로벌에서 재직 중인 해밀은 “연구소의 연구원들이 수행하는 연구에 대해 좀 더 개방적인 것이 연구소의 이해에 도움이 될 것”이라고 말했다.

하지만 그는 미국 생물 보안 연구소들은 자체 연구에 대해 완전히 투명하지 않다고 덧붙였다. 중국은 더욱 비개방적일 것이라고 과학자들은 진단하고 있다.

해밀은 “우리가 우한 연구소에 그들의 파일을 열고 사람들이 조사하도록 허용하도록 요구하는 것은 어려운 일"이라고 해밀은 말한다.

▷ 코로나19는 자연의 산물인가

중국 밖의 몇몇 과학자들은 이 바이러스의 유전체를 자세히 연구했고, 이것은 연구소 유래가 아니라 자연적으로 출현했다고 결론지었다.

지난 3월 네이처 메디신(Nature Medicine)에 발표된 분석은 이 바이러스의 몇 가지 특이한 점들에 대해 논하고 있으며, 이들이 자연적인 과정에서 어떻게 발생했을 수 있는지 제시하고 있다.

우선, 바이러스를 유전적으로 변형하려는 실험을 할 때 연구자들은 기존 코로나바이러스의 RNA를 백본(backbone)으로 사용해야 한다.

만약 과학자들이 새로운 코로나바이러스를 연구했다면, 아마도 알려진 RNA 백본을 사용했을 것이다. 그러나 이 연구의 저자들은 학술 문헌에 기록되어 알려진 어떤 바이러스도 신종 코로나 바이러스를 만드는데 백본으로 역할을 하지 못했을 것이라고 보고했다.

코로나바이러스는 세포에 들어가기 위해 '수용체 결합부위'(receptor binding domain, RDB)‘를 사용헤 세포 표면의 수용체에 결합한다.

우한바이러스연구소 연구원의 실험 장면. [네이쳐]
우한바이러스연구소 연구원의 실험 장면. [네이쳐]

신종 코로나 바이러스의 RBD에는 다른 기타 코로나바이러스와는 다른 부분이 있다. 비록 실험적인 증거와 전염병의 규모는 바이러스가 인간의 세포에 매우 성공적으로 결합한다는 것을 보여주지만, 바이러스의 고유한 RBD 부분에 대한 컴퓨터 분석은 바이러스가 잘 결합하지 못할 것이라고 예측하고 있다고 저자들은 말한다.

따라서 저자들은 바이러스를 조작하려는 사람은 아무도 이런 방식으로 RBD를 설계하지 않을 것이며 이는 자연적인 선택의 결과로 이러한 특성이 나타났을 가능성이 더 높다고 제안한다.

저자들은 또한 신종 코로나 바이러스의 또 다른 특이한 점을 언급하고 있는데, 이것은 바이러스가 인간 세포로 침투하는 것을 돕는 메커니즘의 일부인 푸린 절단 부위(furin cleavage site)이다.

저자들은 이러한 특징이 어떻게 생겨났는지 자연적인 과정으로 설명할 수 있다고 주장한다. 실제로, 유사한 부위가 밀접하게 연관된 코로나바이러스에서 확인되었고, 이는 신종코로나바이러스의 구성체가 모두 자연적인 과정에서 생겨났을 수 있다는 저자들의 주장을 뒷받침하고 있다.

이 분석은 신종코로나바이러스가 실험실에서 만들어지거나 조작되었을 가능성이 아주 낮다는 것을 보여준다고 캘리포니아 주 라호야 소재 스크립스 연구소의 바이러스학자이며  논문의 주저자인 크리스쳔 앤더슨은 말한다.

“우리는 이것이 자연산이라는 많은 데이터를 가지고 있지만 실험실에 대한 연계성을 보여주고 있는 어떠한 데이터 또는 증거도 존재하지 않습니다.” (크리스쳔 앤더슨)

몇몇 과학자들은 바이러스가 실험실에서 누출되었다고 믿지는 않지만 원 숙주가 무엇인지 보여줄 수 있는 분석은 제한적이라고 말한다.

미주리 소재 몬태나 주립대학교의 바이러스학자인 잭 넌버그 박사는 “유전체가 조작되었다는 특징적인 신호는 존재하지 않는 것 같다”고 말했다.

우한바이러스연구소 내 부실한 냉동시설이 오픈되면서 논란이 일기도 했다. [네이쳐]
우한바이러스연구소 내 부실한 냉동시설이 오픈되면서 논란이 일기도 했다. [네이쳐]

“바이러스가 실험실 유래라는 것을 믿지 않습니다. 예를 들어 만약 과학자들이 바이러스 유전체에 푸린 절제 부위를 위한 코드를 삽입했다면 사람이 했는지 자연적으로 되었는지를 알 수 있는 방법은 전혀 없습니다.” (잭 넌버그)

결국 바이러스가 실험실에서 누출되었다는 이론을 증명하거나 반증하는 것은 아주 어렵거나 아예 불가능할 것이라고 독일 브라이스가우 소재 프라이부르크 대학교에서 RNA진화를 연구하는 밀라드 밀라디 박사는 말한다.

그리고 세계에 언젠가는 새로운 감염성 호흡기 질환이 나타날 것이라고 경고하는 시젱리와 같은 과학자들이 있음에도 불구하고 “불행하게도 그에 대한 대비는 전혀 안되어 있었다”고 그는 덧붙였다.

“각국 정부가 이제라도 깨닫고 다음 팬데믹에 대한 대비를 철저히 하기를 바라고 있습니다.” (밀라드 밀라디 박사)

[위키리크스한국= 유진 기자]

 

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