두창바이러스의 엠폭스 중증화의 ‘방아쇠’ 역할을 하는 단백질 센서를 발견

핵심 내용

엠폭스, 즉 원숭이두창 바이러스 감염이 중증으로 악화되는 과정에서 '방아쇠' 역할을 하는 단백질 센서가 발견됐다. 이 센서는 AIM2라는 이름으로, 바이러스가 세포에 침투할 때 DNA를 직접 감지해 강한 염증 반응을 일으키는 핵심 물질이다. 질병관리청 국립보건연구원, 울산과학기술원, 성균관대학교 연구팀이 공동으로 이 사실을 밝혀냈으며, 연구 결과는 세계적인 면역학 저널 'Cellular & Molecular Immunology'(영향력 지수 19.8)에 2025년 11월 12일 게재됐다. 이 발견은 엠폭스 대유행에 대비한 치료 전략 수립에 중요한 의미를 지닌다.

이 연구는 전 세계적으로 확산 조짐을 보이는 엠폭스 감염의 메커니즘을 분자 수준에서 해명한 첫 사례로 평가된다. 특히, 건강한 사람도 과도한 염증으로 인해 중증 증상을 겪을 수 있다는 점에서 일반인에게도 주목할 만한 소식이다. 연구는 2025년 11월 25일 질병관리청을 통해 공식 발표됐다.

배경 및 현황

엠폭스는 원숭이두창 바이러스에 의한 감염병으로, 2022년 이후 아프리카와 유럽, 미국 등에서 급속히 확산됐다. 현재까지 보고된 치명률은 약 3%로 상대적으로 낮지만, 일부 환자에서 과도한 염증 반응이 발생해 폐 손상, 피부 괴사, 전신 염증 등의 중증 증상을 유발한다. 이는 '사이토카인 폭풍'으로 불리는 현상으로, 독감이나 코로나19처럼 평범한 감염도 생명을 위협할 수 있는 이유다.

최근 엠폭스 사례는 주로 성인 남성에게 집중되며, 백신 접종이 제한적이라는 점이 문제로 지적되고 있다. 세계보건기구(WHO)에 따르면, 2025년 들어 아프리카 일부 지역에서 추가 확산이 관찰되고 있어, 글로벌 대응이 시급하다. 한국 질병관리청은 이러한 배경에서 공공 백신 개발을 지원하며, 이번 연구를 통해 감염병 연구를 강화하고 있다. 기존 연구들은 엠폭스의 전파 경로와 증상에 초점을 맞췄으나, 중증화 기전은 아직 미지의 영역이었다.

상세 내용

연구팀은 엠폭스 바이러스 감염 과정을 실험적으로 분석했다. 세포 내에 존재하는 여러 DNA 감지 단백질 중 AIM2만이 바이러스 DNA를 정확히 인식하고 염증 반응을 유발한다는 사실을 확인했다. AIM2는 세포질로 들어온 외부 DNA를 감지하는 '센서' 역할을 하며, 활성화되면 '염증 소체'라는 단백질 복합체를 형성한다. 이 염증 소체는 어댑터 단백질 ASC와 효소 카스파제-1을 모아 염증 신호를 증폭시킨다.

구체적으로, 카스파제-1은 IL-1β와 IL-18 같은 염증성 사이토카인을 활성화형으로 바꾸고, GSDMD 단백질을 절단해 세포막에 구멍을 낸다. 이 과정은 '파이롭토시스'라는 폭발적 세포 사멸을 일으키며, 세포 내부 물질과 염증 물질이 대량 방출돼 주변 조직까지 손상시킨다. 연구팀은 AIM2가 결핍된 세포나 동물을 이용한 실험에서 염증 반응이 사라지는 것을 관찰했다. 예를 들어, AIM2 유전자를 제거한 대식세포에 바이러스를 감염시키자 염증이 차단됐고, 쥐 폐 조직에서도 세포 사멸이 줄어들었다.

더 나아가, AIM2는 감염된 세포뿐 아니라 인접한 정상 세포를 '아폽토시스'(조용한 세포 사멸)와 '네크롭토시스'(염증 동반 세포 사멸)로 연쇄적으로 죽이는 것으로 밝혀졌다. 아폽토시스는 세포가 스스로 정리되는 과정으로 염증이 적지만, 네크롭토시스는 MLKL 단백질을 통해 강한 염증을 유발한다. 연구팀은 AIM2 억제제(ODN TTAGGG sodium)를 엠폭스 감수성 쥐 모델에 투여해 폐 염증과 사멸이 완화되는 효과를 입증했다.

임승관 질병관리청장은 "이 연구는 엠폭스 중증화의 시작 물질을 AIM2로 규명한 첫 사례로, 백신과 치료제 개발의 과학적 근거를 마련했다"고 평가했다. 공동 연구팀(김유진 과장, 이상준 교수, 김대식 교수)은 수십 종의 선천면역 센서를 하나씩 제거(knockout)하며 AIM2의 독보적 역할을 역추적했다.

영향 및 전망

이번 발견은 엠폭스 중증 환자의 치료에 직접적인 영향을 미칠 전망이다. AIM2를 표적으로 한 억제제 개발이 가속화되면, 사이토카인 폭풍을 막아 사망률을 낮출 수 있다. 예를 들어, 기존 염증 억제 약물처럼 AIM2 경로를 차단하는 신약이 나오면 중증 예방에 효과적일 것이다. 또한, 백신 개발 시 AIM2 관련 면역 반응을 조절하는 방향으로 연구가 확장될 가능성이 크다.

향후 전망으로는 민·관 협력이 강화될 것으로 보인다. 질병관리청은 지속적인 교류를 통해 성과를 도출하겠다고 밝혔다. 글로벌 차원에서 WHO와의 협력이 필요하며, 엠폭스 대유행 시 신속한 대응 체계 구축이 요구된다. 그러나 연구는 아직 동물 모델 중심이므로, 인간 임상 적용까지는 추가 검증이 필요하다.

참고 정보

AIM2는 멜라노마(피부암)에서 결핍된 단백질로 이름 붙여졌으며, 세균이나 바이러스 DNA 감지에 특화된 센서다. 염증 소체는 감염 시 빠르게 조립되는 '비상 시스템'으로, 면역 방어에 필수적이지만 과도하면 해롭다. 관련 용어로 사이토카인은 면역 세포 간 신호 전달 단백질을 의미한다.

엠폭스 예방을 위해서는 백신(예: 소두창 백신) 접종과 위생 관리가 중요하다. 한국에서는 질병관리청이 감염병 정보를 제공하며, 의심 증상(발진, 발열) 시 즉시 의료 기관을 방문하길 권고한다. 문의처: 국립보건연구원 감염병백신연구과(043-913-4200). 추가 자료는 질병관리청 홈페이지나 논문 원문을 참조할 수 있다.