바이오 사이언스: 조류 인플루엔자 바이러스, 발열에 강해

일부 인플루엔자 바이러스가 숙주의 발열에서 살아남는 이유

유전적 지표:

열이 나면 인플루엔자 바이러스와 같은 감염으로부터 자신을 방어하는 역할을 한다. 하지만 새로운 연구에 따르면 이러한 자연적인 방어 전략은 조류 인플루엔자 바이러스에는 효과가 없다. 조류 인플루엔자 바이러스는 발열과 비슷한 온도에서 인체 내에서 쉽게 증식할 수 있다. 연구진은 "Science"에 이러한 현상이 특정 유전자 변이에 의해 가능하다고 보고했다. 이 유전자 변이가 인간 인플루엔자 바이러스로 전이될 경우 특히 위험해진다.

▲ 감염을 막기 위해 우리 몸의 온도는 최대 41도까지 올라갈 수 있다. pixabay

매년 수백만 명이 독감에 걸린다. 대부분 경우 병원균은 H1N1과 H3N2 계통의 인플루엔자 A 바이러스다. 이 바이러스들은 섭씨 33도 정도의 상기도에서 주로 증식한다. 하지만 섭씨 37도의 하기도에서도 생존하고 번성할 수 있다. 그곳에서 바이러스는 몸 전체로 퍼져 때로는 심각한 증상을 일으키고 때로는 심각한 장기적인 결과를 초래한다.

방어 기전으로서의 발열

인플루엔자에 대한 방어 기전으로 우리 몸은 면역 체계를 활성화할 뿐만 아니라 체온을 최대 섭씨 41℃까지 높일 수 있다. 이 발열은 바이러스의 증식을 어렵게 하고 감염을 억제한다. 그러나 일부 인플루엔자 A 바이러스는 여전히 생존한다. 여기에는 H1N1, H2N2, H3N2 계통의 몇몇 인간 인플루엔자 바이러스 균주와 H1N1, H5N1, H5N2, H7N7 계통의 수많은 조류 인플루엔자 바이러스 균주가 포함된다.

조류 인플루엔자 바이러스가 발열에 내성을 보이는 이유 중 하나는 오리나 갈매기와 같은 조류의 장에서 우선적으로 증식하기 때문이다. 섭씨 40~42도의 고온이 자연적으로 유지된다. 조류 인플루엔자 바이러스는 이러한 동물 환경에 적응했지만, 드물게는 인간에게도 감염될 수 있다. 세포 배양 연구에서 밝혀진 바와 같이, 특히 하기도와 고열에서 잘 증식한다.

인플루엔자 바이러스는 발열에 어떻게 반응할까?

글래스고 대학교의 맷 턴불(Matt Turnbull)이 이끄는 연구진은 발열이 계절성 인플루엔자 바이러스의 증식을 억제하는 이유와 일부 인플루엔자 바이러스가 어떻게 생존하는지에 대해 더욱 자세히 조사했다. 이를 위해 연구진은 인간 유래 인플루엔자 A 바이러스를 쥐에 감염시켰다. 이 바이러스는 이전에 실험실에서 인간에게는 무해하지만 쥐에게는 감염될 수 있도록 변형된 상태였다.

생의학 연구진은 일반적으로 쥐가 이러한 독감 바이러스에 반응하여 열을 내지 않기 때문에 사육장 주변 온도와 그에 따른 체온을 높였다. 이는 사람에게서 나타나는 발열 반응을 시뮬레이션한 것이며, 이러한 상황에서 바이러스가 어떻게 반응하는지 살펴보았다.

▲ 조류 독감은 열을 느끼지 못한다. 포유류가 인플루엔자 바이러스에 감염되면 면역 반응으로 체온이 상승하는 경우가 많다. 이로 인한 발열은 심각한 질병으로부터 보호해 줄 수 있지만, 이러한 방어 기전은 조류의 높은 체온에서 증식하도록 진화한 조류 인플루엔자 바이러스에 의해 무력화된다. (출처:Avian-origin influenza A viruses tolerate elevated pyrexic temperatures in mammals / 27 Nov 2025 / Science)

PB1 유전자, 핵심 요인

실험 결과, 사용된 독감 바이러스는 발열과 유사한 조건에서 쥐에서 복제 효율이 떨어지는 것으로 나타났다. 연구팀은 체온이 2도만 상승해도 치명적일 수 있는 감염을 경증 감염으로 전환시킬 수 있다는 사실을 발견했다. 따라서 턴불과 그의 동료들은 발열이 일반적으로 사람의 호흡기 감염 확산을 억제한다고 결론지었다.

그러나 이는 PB1 유전자의 "인간" 변이체를 보유한 인플루엔자 A 바이러스에만 적용되었다. 동일한 바이러스가 PB1 유전자의 "조류" 변이체를 보유했을 때, 시뮬레이션된 발열 온도를 견뎌내고 쥐에게 심각한 질병을 유발할 수 있다는 사실도 실험을 통해 밝혀졌다.

따라서 연구팀은 이 유전자가 바이러스의 온도 민감도에 중요하다고 결론지었다. 이전 연구들은 인플루엔자 바이러스가 자신의 유전 물질을 복제하고 감염된 숙주 세포 내에서 증식하기 위해 PB1 유전자와 이 유전자가 암호화하는 단백질을 필요로 한다는 것을 보여주었다. 턴불과 그의 동료들은 다양한 세포 배양, 바이러스, 그리고 PB1 변이체를 이용한 후속 실험을 통해 이 사실을 확인했으며, 조류 PB1 변이체의 온도 저항성도 확인했다.

유전자 교환은 인플루엔자 팬데믹을 유발할 수 있다.

이러한 연구 결과는 1918년, 1957년, 그리고 1968년에 발생한 역사적인 인플루엔자 팬데믹이 전 세계적으로 수백만 명의 목숨을 앗아간 파괴적인 결과를 초래한 이유를 설명할 수 있다. 이전 연구들은 이러한 사례에서 조류 PB1 유전자 변이체가 각각 H1N1, H2N2, 그리고 H3N2 균주의 인간 인플루엔자 바이러스로 전이되었음을 보여주었다. 이번 새로운 연구 결과는 이 유전자가 바이러스의 발열 저항성을 높여 인간 숙주 내에서 빠르게 증식할 수 있도록 했다는 것을 보여준다.

인간과 조류 인플루엔자 바이러스는 동일한 숙주를 동시에 감염시킬 때 유전자를 교환할 수 있다. "바이러스의 유전자 교환 능력은 신종 인플루엔자 바이러스에 지속적인 위협이 된다. 우리는 이전 팬데믹 상황에서 인간 바이러스가 조류 인플루엔자 바이러스의 PB1 유전자를 교환한 사례를 관찰했다"고 턴불은 말했다.

조류 인플루엔자 예방에 유용한 정보

PB1 유전자가 중요하고 때로는 발열에 저항하는 요소라는 사실은 조류 인플루엔자가 인간에게 매우 위험한 이유를 설명할 수도 있다. 과거에 인간이 H5N1 조류 인플루엔자에 감염되었을 경우 사망률이 최대 60%에 달했다. 케임브리지 대학교의 선임 저자인 샘 윌슨(Sam Wilson)은 "다행히 인간은 조류 인플루엔자 바이러스에 자주 감염되지는 않지만, 매년 수십 건의 사례가 발생하고 있다"고 말했다.

조류 인플루엔자 예방을 위한 유용한 지식

PB1 유전자가 중요하고 때로는 발열에 저항하는 인자라는 사실은 조류 인플루엔자가 인간에게 매우 위험한 이유를 설명할 수 있다. 조류 인플루엔자 바이러스가 인간에게 심각한 질병을 유발하는 이유를 이해하면 향후 발생할 수 있는 인플루엔자 발병을 예방하는 데 도움이 될 수 있다. 턴불은 "잠재적인 발병에 대비하기 위해 조류 인플루엔자 바이러스를 모니터링하는 것이 중요하다. 조류에서 인간으로 전파될 가능성이 있는 바이러스의 발열 저항성을 검사하면 특히 악성이 강한 균주를 식별하는 데 도움이 될 수 있다"고 설명했다.

해열제는 역효과를 낼까?

이번 연구 결과는 일반적인 인플루엔자 감염 치료에도 영향을 미칠 수 있다. 현재 발열은 이부프로펜이나 아스피린과 같은 해열제로 치료하는 경우가 많다. 그러나 이러한 약물이 환자에게 항상 유익한 것은 아니지만 바이러스에는 오히려 도움이 될 수 있다는 증거가 있다. 이번 연구는 이를 확인시켜 주며, 발열이 인체의 자연적인 보호 기전 중 과소평가되고 있음을 보여준다. 그러나 연구팀은 치료 지침이 변경되기 전에 실제 독감 시즌 환경에서 사람을 대상으로 한 추가 연구와 임상시험이 필요하다고 강조했다.

참고: Science, 2025; doi: 10.1126/science.adq4691

출처: 케임브리지 대학교