코로나19 감염 차단 껌 개발…타액 내 바이러스 95% ‘뚝’

펜실베이니아대학교 연구팀이 코로나19 바이러스가 있는 환자 타액(왼쪽)에 안지오텐신전환효소(ACE2)를 주입한 껌 성분을 적용하자 코로나19 바이러스가 확연하게 줄었다. (사진출처=펜실베이니아대학교 홈페이지 갈무리)

껌으로 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 바이러스 전파를 줄일 수 있는 연구 결과가 미국에서 공개됐다. 연구팀은 향후 코로나19 환자들의 비말(침방울) 전파로 인한 감염을 막아 마스크 착용 등 물리적인 방역조치에 추가로 도움이 될 것으로 기대했다.

미국 펜실베이니아대학교 치과대학 및 의과대학 공동 연구팀은 지난 3일 홈페이지를 통해 이같이 밝히며 코로나19 환자 타액을 통한 실험에서 안지오텐신전환효소2(ACE2)를 함유한 이 껌이 바이러스를 중화시킨 것을 확인했다고 밝혔다.

해당 연구 결과는 지난달 10일 국제학술지 네이처(Nature)의 자매 학술지인 ‘몰레큘러테라피(Molecular Therapy)’에 게재됐다.

ACE2는 인체의 많은 세포 표면에 존재하며 체액량, 혈압 및 혈관기능을 조절하는 데 관여한다. 코로나19 바이러스는 세포에 침투할 때 표면의 스파이크 단백질이 ACE2와 결합해 세포막을 뚫고 세포를 감염시킨다.

헨리 다니엘 미국 펜실베이니아대학교 치과대학 교수 연구팀은 코로나19 팬데믹(대유행) 이전부터 고혈압 환자들의 치료를 위한 ACE2 효소 연구를 진행해왔다. 또 환자들의 플라그(치태)를 제거하기 위해 식물성 단백질을 주입한 껌을 개발하는 연구도 진행했다.

연구팀은 ACE2관련 연구와 특허받은 자체 개발 식물기반 단백질 생산기술력을 결합해 ACE2 단백질을 주입한 껌이 코로나19 환자들의 구강 내 바이러스 중화 효과를 시험했다.

우선 구강 내 점막을 효과적으로 통과하기 위해 콜레라균의 독소 B 단백질(CTB)과 ACE2를 결합한 ‘CTB-ACE2’ 단백질을 계피맛 껌 정제에 투약했다.

이후 연구팀은 코로나19 양성 판정을 받은 환자들로부터 채취한 비인두(콧속) 면봉 표본을 이 껌과 함께 배양한 결과 껌 속에 포함된 ACE2가 바이러스를 중화한 것을 확인할 수 있었다. 바이러스 RNA 수치가 거의 감지할 수 없을 정도로 급격히 떨어진 것이다.

유전자증폭(PCR) 검사 결과, 코로나19 바이러스 수치가 95%까지 감소했다. 또 코로나19 바이러스뿐 아니라 구내염바이러스의 스파이크 단백질(VSV-S)과도 결합해 해당 바이러스 수치를 85%가량 낮췄다.

연구팀은 껌이 세포의 ACE2 수용체를 차단하거나 바이러스 스파이크 단백질과 직접 결합해 바이러스 입자가 세포에 침입하는 것을 방지해 타액 내 바이러스 부하를 줄이고 잠재적으로 바이러스 전염을 억제할 수 있다고 설명했다. 또 이번 연구를 바탕으로 이 껌이 상용화에 성공할 경우 낮은 비용으로 바이러스 확산을 억제할 수 있는 또 하나의 도구를 추가할 수 있을 것으로 기대했다.

로날드 콜맨 펜실베이니아대학교 의과대학 교수는 “식물에서 단백질을 만들어 구강에 적용하는 접근 방식은 저렴하고 적용 범위를 확장할 수 있다”고 말했다.

이번 연구는 아직 실험실 단계로 상용화를 위해선 임상시험을 거쳐야 한다. 연구팀은 현재 실제 코로나19 환자들을 대상으로 안전성 및 효능을 평가하기 위해 임상시험 신청을 준비 중이다.

연구팀은 상용화 시 향후 코로나19 감염 여부를 알 수 없는 환자들의 치과진료 및 검진 등 마스크를 벗어야 하는 상황이나 환자들 곁에서 근무하는 간병인에게도 적용이 가능할 것으로 기대했다.

연구팀은 “마스크 등 여러 물리적인 방법으로 코로나19 전염 가능성을 줄이고 있지만 이 껌은 코로나19와의 싸움에 사용 가능한 추가적인 도구로 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

다니엘 교수는 “코로나19 환자가 재채기, 기침 또는 대화시 바이러스가 배출돼 다른 사람을 감염시킬 수 있다. 이 껌은 간단한 방법으로 타액에 있는 바이러스를 중화할 수 있어 이 질병의 전염을 줄일 수 있다”고 설명했다.