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코로나19 바이러스, 구인두 미생물군의 불균형 초래
  • 등록일2021.05.18
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헤이룽장(黑龍江)성 구강미세생태기술혁신센터 Ma Shengli(馬晟利) 교수 연구팀과 하얼빈(哈爾濱)공업대학교 생명과학기술대학 Huang Zhiwei(黃志偉) 교수 연구팀의 공동 연구 결과 따르면 코로나19 감염은 구인두 미생물군의 구성을 변경시켜 국소 미생물군의 불균형을 유발하며 따라서 구강병원체가 전위되어 폐에 들어가 폐부위 동시 감염을 초래한다. 해당 연구 성과는 “코로나19 감염환자 구인두 미생물군의 변경에 대한 메타유전체학적 분석 및 규명”이라는 제목으로 국제학술지 “Signal Transduction and Targeted Therapy”에 온라인으로 게재되었다.

연구팀은 미생태학 분야 여러 차원에서 과학연구를 수행했다. 1, 코로나19 환자의 인후 면봉 샘플을 채취하고, 구인두 미세생태 메타게놈 검사를 통해 코로나19 감염과 미세생태 사이의 내재적 연관성을 연구하여 코로나19 감염의 관련 요인을 확정했다. 2, 코로나19 감염자 관련 특성적 균군, 유전자 및 대사물을 획득하고, 코로나19 감염 위험성 평가 시스템을 구축하여 코로나19 위험 예방 및 통제 지침으로 사용하였다. 3, 연구 결과 및 미세생태학적 원리에 기반하여 구인두의 미세액적 미세유체 신속 검사 플랫폼을 구축하여 코로나19 감염자의 신속 선별을 달성하였다. 4, 기존의 핵산검사 과정을 최적화하고, 검사 능력을 향상시키고, 병원의 핵산 검사 및 위험 예방통제 폐루프 시스템의 구축을 달성했다.

연구팀은 메타게놈 시퀀싱을 통해 기회감염균인 베일로넬라(Veillonella)와 메가스피라(Megasphaera)의 농축 및 프로피오니박테륨(Propionibacterium), 로시아(Rothia), 연쇄상구균(Streptococcus)의 소비 등 코로나19 환자 구인두 특성적 균군을 획득하였다. 그중, 베일로넬라는 코로나19 감염 그룹에서 가장 두드러진 바이오마커로 확인되었다. 특히, 베일로넬라 파르불라균(Veillonella Parvula)은 코로나19 감염환자의 구인두에 고도로 농축되었다. 이는 구강이 병원체의 천연 저장소로 코로나19 환자의 폐에서 동시 감염을 유발할 수 있음을 설명한다. 연구팀은 또한 코로나19 환자의 구인두 미생물 다양성이 감소되었음을 발견했다. 이는 코로나19 감염이 구인두 미생물의 불균형을 유발하여 최종적으로 폐부위 동시 감염을 초래함을 설명하고, 코로나19 환자 구인두 미생물군의 변화를 폐 미생물군 불균형 또는 잠재적 병원체의 폐내 침습의 비침입성 바이오마커로 할 수 있음을 시사한다.

연구팀은 또한 클렙시엘라(Klebsiella), 아시네토박터(Acinetobacter) 및 세라티아(Serratia) 등과 같은 특정 균군의 비율이 코로나19 감염 중증도 및 전신 염증 마커와 양적 상관관계가 있음을 발견했다. 이는 해당 구인두 미생물군의 변화가 염증 반응을 간섭하여 코로나19 중증도에 영향을 미칠 가능성이 있음을 시사한다. 코로나19 감염에서 세균 동시 감염이 사망률과 질병 중증도에 미치는 역할로 향후 해당 구인두 세균은 향후 코로나19 중증도에 대한 신뢰성 있는예측 인자 및 간섭 표적으로 사용될 전망이다.

연구팀은 코로나19 환자의 구인두 미생물군이 아미노산 대사 및 이종생물 분해와 대사에서 뚜렷한 농축을 나타냄을 발견했다. 대사산물의 불균형은 면역 미세환경의 변화를 가져오고 코로나19 환자의 증상 가중을 초래할 가능성이 있다. 또한, 코로나19 환자 구인두 미생물군의 항생제 내성 유전자가 크게 증가했다. 항생제 내성은 완만하게 누적될 가능성이 있다. 대부분 중환자는 복합적이고 복잡한 동반 질환을 가지고 있고 항생제를 많이 섭취한 병력이 있기에 항생제 내성은 완만하게 누적될 가능성이 있다. 항생제 남용은 의심할 여지없이 미생물군을 변화시키고 약물 내성을 서서히 증가시키기 때문에 심각한 바이러스 감염과 무관치 않다.

연구팀은 인체 미세생태 변화를 기반으로 의료기관과 산업기관 간의 협력을 통해 “코로나19 바이러스 신속 검사 플랫폼”을 개발하고, 미세액적 미세유체 기술을 이용하여 코로나19 감염 위험군 선별 및 판단 시간과 비용을 감소했다.

연구팀은 최초로 코로나19 환자의 구인두 균군 변화를 연구하여 코로나19 바이러스 침입의 외부 조건을 확정하였으며 코로나19 감염 통제의 유력한 예방 조치와 지침을 제공했다.

정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/5/457661.shtm