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신종 코로나바이러스의 이해와 약물

2020-02-10 06:00:59 한상인 기자 한상인 기자 hsicam@kpanews.co.kr

대한약사회 김명철 학술위원이 신종 코로나바이러스(2019n- CoV)와 관련한 최신지견을 정리했다. 이번 기고는 코로나바이러스의 구조와 증상, 해외에서 승인된 다양한 치료법 등을 소개했다. [편집자 주]

1. 코로나바이러스 분류
이번 신종 코로나바이러스(2019-nCoV)는 다음 <그림1>과 같다.


코로나바이러스과(Coronaviridae)에서 Genus(속)에는 네가지가 있다. 알파, 베타, 감마, 델타, 네 가지로 분류되며, 위 표를 보면 이번 신종 코로나바이러스(2019-nCoV)는 베타 코로나바이러스에 속함을 알 수 있다. 

베타 코로나바이러스 중 HCoV-OC43 과 HCoV-HKU1 는 주로 상기도 감염을 유발하고, 반면에 SARS-CoV와 MERS-CoV는 급성 호흡 곤란 증후군 및 설사, 림프구 감소증, 간기능 이상 및 급성 신부전 같은 폐 외 증상을 나타내며, 심각한 하기도 감염을 유발할 수 있다고 한다.

바이러스를 공부하다 보면 볼티모어 분류라는 것을 본 적이 있을 것이다.

David Baltimore라는 미국의 생물학자가 바이러스의 복제 방식 등으로 크게 7가지로 분류했는데, 코로나바이러스는 볼티모어 분류로는 (+)Single strand RNA Virus로 양성 가닥의 RNA 바이러스란 뜻으로 양성 가닥이라 함은 숙주 세포내로 들어오면 mRNA와 염기 서열이 같다는 뜻이다.

따라서 메르스나 사스 바이러스 등 이번 신종 코로나바이러스도 결국 코로나바이러스 계열이기 때문에 모두 (+)Single strand RNA Virus의 일종이다.

우리가 알고 있는 일반 감기를 가장 많이 유발하는 리노 바이러스도 볼티모어 분류로는 (+)Single strand RNA Virus이다.

반면에 유명한 인플루엔자 바이러스는 (-)Single strand RNA Virus이다.

2. 코로나바이러스의 구조적 특징
코로나바이러스라고 명명한 것은 바이러스 표면이 왕관 모양처럼 돼 있다는 말로 corona의 역사적 의미는 로마 시대의 대표적인 머리 장식으로 보통 나뭇잎으로 만든 고리 모양의 머리 장식이라 한다. 그 후 왕관으로 발전했다.


바이러스의 구조를 보면, Spike Glycoprotein이란 부분이 왕관처럼 보인다는 이야기다. 이 Spike Glycoprotein의 머리 부분을 S1이라 하며, 줄기 부분을 S2라 하는데, S1 부분이 숙주 세포의 표면의 수용체와 결합을 하는 부분이다.

코로나바이러스들은 숙주세포에 부착할 때 숙주 세포 고유의 수용체에 결합하는 특징을 갖는다. 메르스 같은 경우는 메르스바이러스의 S1 부분이 숙주세포의 dipeptidyl-peptidase 4 (DPP4)에 결합을 하고, 사스바이러스 같은 경우는 숙주세포의 angiotensinconvertingenzyme2(ACE2)에 결합을 한다.

이번 신종 코로나바이러스도 사스 바이러스처럼 숙주 세포의 angiotensin-convertingenzyme2(ACE2)에 결합한다고 밝혀졌다.

3. 신종 코로나바이러스의 치료
다음은 치료제에 대한 발표 신문 기사이다.

‘Chinese researchers have found three existing drugs with fairly good inhibitory effects on the novel coronavirus (2019-nCoV) at the cellular level, a local newspaper has reported. The three drugs are Remdesivir, Chloroquine and Ritonavir. They are now under relevant procedures to gain approval for clinical use, said Hubei Daily on Wednesday.’

여기서 Remdesivir는 에볼라 치료제이고, Chloroquine은 항말라리아 치료제, Ritonavir는 HIV 치료제인데, 중국에서 이 세 가지의 사용을 승인했다고 한다.
과거 메르스 바이러스를 치료한 약물은 다음과 같다.


< 그 림 4 >를 보면 , 메르스 바이러스는 리바비린 , Pegylated interferon α2a, Lopinavir/ritonavir (Kaletra®), Convalescent plasma 즉 회복기 환자의 혈장을 갖고 치료 한다고 한다. 사스 바이러스 치료제는 다음과 같다.


여기서 눈여겨 봐야할 것은 사스 치료제에서 Chloroquine이 있다.

그리고 Lopinavir/ritonavir (Kaletra®)가 메르스 뿐만 아니라 사스 치료제로도 사용된다.

Chloroquine은 항말라리아 치료제라 많이 알고 있다, 말라리아 기생충이 적혈구 안으로 들어가서 헤모글로빈을 헴과 글로빈으로 분해해 특정 아미노산을 에너지로 사용하는데, 이 때 분해된 헴이 말라리아 기생충에게 독성을 유발한다. 

그래서 말라리아 기생충은 이를 방어하기 위해 hemozoin이라는 녹지 않는 물질을 만들어 방어를 하는데, Chloroquine은 말라리아 기생충의 방어물질인 hemozoin을 만들지 못하게 하는 약물이다.

Chloroquine이 신종 코로나바이러스를 치료하는 기전은 바이러스가 세포 안으로 들어와서 형성된 endosome의 pH를 Chloroquine이 상승시키고, 숙주세포 표면에 있는 angiotensin-converting enzyme 2(ACE2)와 신종 코로나바이러스가 결합을 하는데, 이 ACE2의 말단의 당화를 방해해 신종 코로나바이러스가 숙주세포와의 결합을 막는 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

그래서 사스 코로나바이러스도 숙주 세포의 ACE2와 결합을 하기 때문에 이를 막는 치료제로 Chloroquine을 사용한다.

Remdesivir는 에볼라 바이러스 치료제로 RNA-Dependent RNA Polymerase의 작용을 억제하여, 바이러스의 RNA 복제를 억제하는 약물이다.

신종 코로나바이러스도 RNA 바이러스이기 때문에 이와 마찬가지로 사용하는 걸로 보인다.

마지막으로 Ritonavir이다. HIV/AIDS 치료제이고 protease inhibitor라고 한다.

즉, HIV가 세포안으로 들어오면 여러 단백질들과 RNA를 복제하게 되는데, 이 때 생성된 단백질들은 long chain인데, 이때는 전염력이 없다는 것이다.

이 때 HIV의 protease가 잘게 잘라서 전염력 있게 다시 재구성해 숙주 세포 밖으로 빠져나가는데 이때 protease의 작용을 억제하는 약물이 Ritonavir이다.

이 약물이 신종 코로나바이러스에도 적용될 수 있을 거라 한다. 그래서 사스와 메르스 바이러스 치료제로 사용된다.

며칠 전 태국에서의 의료진은 독감 치료에 쓰이는 Oseltamivir에다 HIV 치료에 사용되는 항레트로바이러스 약제인 Ritonavir와 Lopinavir를 혼합했고 양성에서 음성으로 판정이 나왔다고 한다.

개인적인 판단은 코로나바이러스의 증상이 독감과 비슷하기 때문에, 독감 치료제인 Oseltamivir와 위의 표에서 언급한 메르스 바이러스 치료제와 사스 치료제인 Lopinavir/Ritonavir를 같이 사용한 것 같다.

하지만, Oseltamivir는 Neuraminidase 억제제로 신종 코로나바이러스에 Neuraminidase가 없기 때문에 독감일 가능성을 보고 투약한 것 같고, 메르스 바이러스 치료제와 사스 치료제인 Ritonavir와 Lopinavir를 투약했다.

하지만 최근 기사를 비교하면 ‘박쥐 유래 사스 유사 코로나바이러스(Bat SARS-like coronavirus isolate bat-SL-CoVZC45,)’와의 상동성이 89.1%로 확인돼 유전자가 가장 유사한 것으로 나타났고, 또 사스(중증급성호흡기증후군)와의 상동성은 77%, 메르스(MERS, 중동급 성호흡기증후군)는 50%, 사람 코로나바이러스 4종은 39~43% 유사한 것으로 확인됐다는 기사를 근거로 보면 메르스가 이번 신종 코로나 바이러스 유사성이 사스보다 낮기 때문에 메르스 기준 치료법보다 사스 기준 치료법이 더 낫지 않을까 개인적으로 생각한다.

하루 빨리 신종 코로나바이러스 기준 치료법이 나오기를 기대한다.

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