[코로나 사이언스] - 말라리아 치료제 클로로퀸으로 코로나19 치료?-어떤 작용을 하는가?

2020년 4월에는 말라리아 치료제인 Chloroquine과 Hydroxychloroquine의 코로나 19 치료효과에 대한 관심과 논란이 커졌다. 트럼프 대통령은 이 치료제의 가능성을 홍보하고 있다.

 

2020년 3월 WHO가 코로나 19치료제를 발굴하기 위해 전 세계적인 임상시험 프로젝트인 연대(SOLIDARITY)를 발표했다. 코로나 19환자를 대상으로 한 임상시험 약물에 말라리아 치료제인 Chloroquine과 hydroxychloroquine도포함되었다. 이외에도 에볼라 치료제인 렘데시비르(Remdesivir), 에이즈 치료제인 로피나비르(lopinavir), 리토나비르(Ritonavir)혼합제 칼레트라(kaletra), 로피나비르, 리토나비르 혼합제에 항바이러스 단백질인 interferon 베타를 투여하는 치료법 등 4가지 약물치료가 후보군이다. 기존 약물 중 효과가 있을 만한 것을 빠르게 찾아는 프로젝트이다.

 

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이 중에서 클로로퀸과 하이드록시클로로퀸이 어떤 이유로 효과를 가지는지 알아본다. 1930년대에 개발된 클로로퀸은 유사체인 하이드록시 클로로퀸과 더불어 모기가 옮기는 전염병 말라리아 예방 또는 치료제로 오랫동안 쓰이고 있다. 

 

클로로퀸은 세포 내 소기관인 엔도솜의 산성도를 낮추는 작용을 한다. 엔도솜은 물질의 세포 내 유입과정에서 형성되는 주머니 모양의 소포를 말한다. 막으로 둘러싸인 구조를 보이며, 원형질막과 골지체 또는 리소좀 사이에서 물질 이동을 담당한다. 엔도솜의 산성도를 낮추게 되면 몇몇 바이러스가 세포로 침입하지 못하므로 말라리아 감염을 막는 것으로 알려져 있다. 하지만 이 메카니즘으로 SARS-COV2는 세포안으로 침입하는 과정이 달라서 감염예방이 되지는 않을 것이다. 

 

클로로퀸은 세포 내에서 불필요한 단백질, 세포 구성성분들을 분해하는 Autophagy기능(세포 내 청소시스템, 자가소화작용 또는 자가포식)을 저해한다. 클로로퀸의 작용으로 오토파지가 활성화되지 않을 때, SARS-COV2의 증식을 차단할 수 있다는 가설이 있다. 세포 내의 노폐물을 제때 제거하지 못하면 세포 내 항상성이 무너지고, 대사질환, 암, 뇌질환 등 각종 질병이 발생하게 된다. 

 

Autophagy는 autophagosome이라는 자가포식소체, 주머니 형태의 조직이 불필요한 단백질이나 세포 내 기관등을 둘러싼 뒤 가수분해효소를 지니고 있는 리소좀이 결합하는 과정으로 진행된다. 분해효소가 autophagosome 안의 물질을 잘게 분해하고, 오토파지를 활성화하거나 억제하는 방식은 여러 질병에 대한 치료전략으로 연구되고 있다. 

 

코로나바이러스 계열의 바이러스에 감염되면 세포 내 오토파지 기능이 활성화되는데, 코로나 바이러스가 세포를 감염시킨 뒤 자신의 유전자 복제를 위해 만드는 소기관의 막 구조가 autophagosome과 유사한 것을 알아내었다. autophagy과정에서 중요 역할을 하는 LC3단백질과 설치류를 감염시키는 코로나 바이러스 인 MHV의 Nsp8단백질, 막단백질이 감염된 세포에서 같은 위치에 존재하는 것이 관찰되었다. (autophagy 중요 단백질 ATG5가 존재하지 않을때 바이러스의 증식이 억제되는 것을 발견하였다.)

 

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에볼라 치료제 렘데시비르는 RNA중합효소에 의한 바이러스 RNA합성을 봉쇄하고, 에이즈 치료제인 칼레트라는 단백질 가위와 결합해 바이러스의 증식을 차단하는 효과가 있을 것으로 예상된다.

 

종합적으로,, 여러 연구결과들을 통해 코로나 바이러스 계열의 바이러스가 오토파지 작용의 일부를 자신의 복제와 증식을 위해 사용한다는 것을 알 수 있다. 즉, 클로로퀸과 하이드록시클로로퀸을 이용해서 코로나19에 대한 치료효과를 낼 수 도 있다는 것이다. 

 

하지만 사스 코로나 바이러스가 세포를 감염시킨뒤, 오토파지를 굳이 동반하지 않기도 한다는 증거가 존재한다. SARS-COV는 ATG5단백질이 없어도 세포 안에서 별문제 없이 증식한다는 연구결과가 있고, 바이러스 감염시 오토파지가 활성화되는 현상은 감염된 세포의 바이러스에 대한 반응일 뿐이라는 주장도 있다. MERS-COV의 경우 오토파지를 활성화하면 MERS-COV의 증식이 저해되는 현상이 발견되기도 하였다. 

 

즉, Autophagy 억제가 코로나 바이러스 계열의 바이러스 증식을 막을 수 있다는 실험결과들이 있지만, MERS의 경우는 오히려 상반된 결과를 보이고, 완성된 결론을 내리기 쉽지 않다. 

 

클로로퀸이 Autophagy를 억제하는 것 뿐만 아니라 염증반응을 줄인다는 연구결과도 눈여겨볼만하다. 클로로퀸이 염증반응을 유발하는 유전인자들을 조절하여 염증반응을 감소시킨다는 논문이 많다. 

 

autophagy는 염증반응을 일으키는 여러 면역세포의 발생에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 활성화된 대식세포 사멸에도 중요한 역할을 하고,  염증 반응을 유발하는 사이토카인 분비를 조절한다. 이런 염증반응을 막아주는 효과를 가지므로, 코로나19 중증환자에게 도움이 될 수 있다. 

 

사실 이 약물들이 코로나19에 효과가 있다고 보고된 사례들은 모두 투여량이 매우 높았다. 투여량이 많으면 심각한 부작용이 초래될 수 있기 떄문에 주의해야 한다. 정확한 실험과 결과보고가 필요하다. 

 

출처- 코로나 사이언스 , IBS기획, 동아시아 출판