한국생명공학연구원은 비브리오 패혈증균이 인체에 침투해 면역 체계를 무너뜨리는 과정을 규명했다고 4일 밝혔다.

비브리오 패혈증은 비브리오 패혈증균에 오염된 어패류를 날것으로 먹거나 피부 상처를 통해 침투한 비브리오 패혈증균에 의해 감염되는 질환이다. 해수 온도가 높아지는 5∼6월께 발생하기 시작해 8∼9월 가장 많이 발생한다. 연간 환자 수는 100명 미만으로 많지는 않지만, 사망률이 40∼50%에 이를 정도로 치명적이다.

비브리오 패혈증균은 다양한 독성 인자를 함유한 'MARTX 독소'를 생산하는데, 이 독소는 평소 비활성화된 상태로 존재하다 인체에 침투하면 인체 세포 단백질을 이용해 독성 인자들을 내뿜는다.

연구팀은 2019년 선행 연구를 통해 MARTX 독소가 독성 인자를 방출해 병원성을 활성화함을 밝힌 바 있다. 이번 연구에서는 MARTX 독소에서 방출된 독성인자가 인체 세포 내 단백질과 만나 인체 면역을 공격하는 '트랜스포머 단백질'로 전환, 인체 면역 체계의 초기 방어시스템을 무력화한다는 사실을 확인했다.

초저온 전자현미경(cryo-EM)과 X선 결정학 기술(X선 회절을 이용해 결정체의 입체 구조를 분석하는 기술)을 이용해 비브리오 패혈증균의 인체 감염 과정을 관찰한 결과, 독성인자 'DUF1-RID'가 세포 신호전달에 중요한 역할을 하는 인체 내 '칼모듈린' 단백질과 결합하는 모습이 확인됐다.

이어서 또 다른 신호 전달 단백질인 'Rac1'과도 결합해 면역 유지에 필수적인 물질을 분해하고 면역 방어에 중요한 역할을 하는 활성 산소종 생산을 마비시키는 방법으로 패혈증을 촉진한다는 것을 밝혔다.

연구팀이 DUF1-RID 독성인자가 칼모듈린, Rac1과 결합하지 못하게 돌연변이 패혈증균을 제작, 동물모델에 적용한 결과 별다른 증상이 없는 것으로 나타났다.

김명희 책임연구원은 "트랜스포머 단백질은 비브리오 패혈증균 외에도 콜레라균 등 다른 병원균에게서도 발견된다"며 "현재 항생제 외에는 치료제가 없는 패혈증균에 의한 감염병 치료에 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 지난 7월 23일 자 온라인판에 실렸다.