[과학이 궁금해]'박쥐'는 왜 바이러스에 감염되지 않을까

[이데일리 강민구 기자]2000년 이후로 인류를 위협한 사스(SARS), 메르스(MERS), 코로나19까지 전 세계를 강타했던 감염병 바이러스들의 첫 숙주는 대부분 박쥐였다.

사스는 중국 윈난성 동굴에 서식하는 박쥐에서 유래한 바이러스가 사향고양이를 거쳐 인간에게 전파됐고, 메르스는 이집트무덤박쥐에서 유래한 바이러스가 낙타를 거쳐 인간에게 전파됐다. 박쥐의 몸에는 180~200여종의 서로 다른 바이러스 종이 서식한다. 바이러스 창고라고 불려도 손색이 없을 정도다.

박쥐는 어둡고 습기 있는 동굴에 살기 때문에 바이러스가 자라나기 최적의 환경조건에서 산다. 낮이 되면 동굴 속에 붙어살기 때문에 바이러스가 확산하기에도 좋다. 감염병 바이러스의 온상인 박쥐는 왜 몸에 많은 바이러스를 가지고 있으면서도 병에 걸려 죽지 않는 것일까?

박쥐는 40도의 체온을 유지한다.(자료=이미지투데이)

여기에는 면역반응과 염증반응이라는 과학적 원리가 숨어 있다. 면역반응은 생명체가 외부 병원체로부터 스스로 몸을 지키기 위해 일어나는 모든 반응이며, 염증 반응은 면역 반응 중 하나다. 우리 몸에서는 바이러스 같은 외부 항원이 몸속으로 침입하면 백혈구가 이를 쉽게 제거하도록 몸에 변화가 일어난다. 열이나 상처 부위가 붉게 붓는 것도 염증반응의 일종이며, 염증 반응의 도움을 받아 생명체의 면역계가 성공적으로 항원을 제거하면 염증 반응이 완화된다.

문제는 인간이 한 번도 겪지 못한 새로운 종류의 바이러스에 감염되었을 때다. 염증 반응에 관여하는 화학물질들을 총칭하는 ‘사이토카인 폭풍’처럼 과도한 염증 반응이 일어나면 지나치게 활성화된 염증반응이 몸을 파괴한다.

코로나19 감염증상도 과도한 염증 반응에서 비롯한다. 40도를 웃도는 고열은 단백질을 변성시켜 바이러스 퇴치에 도움을 주지만 우리 몸속 효소 등의 단백질까지 변성시켜 인체 기능을 억제한다. 인간을 죽이는 것은 바이러스가 아니라 염증반응이라 해도 과언은 아니다.

염증 반응을 없애면 코로나19 치료가 가능하냐고 물을 수도 있다. 백신 개발 전 중증 코로나 환자에게 처방되던 최후의 치료방법은 바로 면역 억제제 등을 투여해 염증 반응 자체를 억제하는 것이다. 면역을 억제하면 코로나 바이러스로인한 염증반응의 역풍을 막을 수 있지만 다른 세균과 바이러스 침입에 취약해져 궁극적 치료법이 될 수 없다.

그렇다면 박쥐는 어떻게 바이러스를 몸에 지니고도 병에 걸리지 않는 것일까. 박쥐도 면역 체계를 억제하는 방법을 사용한다.

우리 몸은 바이러스를 잡기 위해 인터페론이라는 물질을 분비하며, 인터페론 분비는 다시 STING이라는 단백질로 조절된다.

중국 연구진이 국제학술지에 게재한 논문에따르면 다른 포유류와 달리 박쥐의 STING단백질에서만 변이가 발견됐다. 변이된 STING 단백질이 제 기능을 하지 못하고, 인터페론 분비가 원활하지 않아 박쥐는 비교적 적은 양의 인터페론을 분비한다. 인터페론 분비량이 적어 바이러스에 대한 염증 반응도 상대적으로 둔감할 수밖에 없는 것이다.

감염병은 대부분 사이토카인 폭풍에 의해 발생해 선천적으로 인터페론을 조금 분비하는 박쥐는 바이러스를 몸에 지니고도 병에 걸리지 않는다. 바이러스에 감염되어 있지만, 증상이 나타나지 않는 것이다.

박쥐가 날아다니는 포유류라는 점은 면역을 억제하고도 다른 치명적인 세균성 질병 등에 감염되지 않고 살아남는 비결중 하나다.

박쥐는 비행하며 많은 에너지를 소모하고, 신진대사를 활발하게 한다. 박쥐는 항상 40도의 높은 체온을 유지하기 때문에 면역 체계를 약화시켜도 충분히 바이러스를 억제할 수 있다. 비행 중에는 목숨을 잃기 직전까지의 체온을 유지한다. 해가 내리쬐는 낮에는 시원한 동굴 속에 서식하고, 비교적 온도가 낮은 밤에만 동굴 밖에서 비행한다. 다만, 염증반응이 가동되어 체온이 단 1,2도만 더 높아져도 박쥐는 목숨을 잃을 수 있다.

박쥐는 살아남기 위해 바이러스와 공존하는 방법으로 진화했다. 박쥐가 품고 있던 바이러스가 인간에게 옮겨간 것은 결국 인간과 접촉했기 때문이다.

인간이 박쥐의 서식지를 파괴해 깊은 야생 속에 있던 박쥐가 인간의 영역으로까지 내몰리면서 야기된 재난이라고도 할 수 있다. 환경을 파괴한다면 우리 삶을 뒤흔들 재난이 앞으로도 더 자주 발생할 수 있다.

도움말=백희진 과학커뮤니케이터

*편집자주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성이 점차 커지지만 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴진다. 과학을 보다 쉽고 재미있게 알아보고, 이해하자는 취지로 격주로 ‘과학이 궁금해’라는 제목으로 연재 기사를 게재한다. 한국과학창의재단과 재단의 지원을 받아 활동한 과학커뮤니케이터들과 인터뷰를 진행하고, 이중 흥미로운 내용을 독자들에게 알린다.