사슴, 밍크, 하이에나가 새로운 코로나바이러스에 감염되었습니다. 동물 바이러스학자들이 코로나바이러스가 동물에서 어떻게 발견되고 인간이 걱정해야 하는 이유를 설명합니다.

2020년 4월, 브롱크스 동물원의 호랑이와 사자가 코로나19에 감염되었다는 소식이 헤드라인을 장식했습니다. 이러한 놀라운 진단이 나온 지 몇 달 만에 연구자와 수의사는 사육 상태와 야생 상태를 모두 포함하여 약 12종의 다른 종에서 COVID-19를 유발하는 바이러스인 SARS-CoV-2를 발견했습니다.

어떻게 그렇게 많은 동물이 코로나 바이러스에 감염되나요? 이는 인간과 동물의 건강에 무엇을 의미합니까?

우리는 인간과 동물에게 영향을 미칠 수 있는 인간-동물 질병을 포함하여 동물 질병을 연구하는 수의학 연구자입니다. 인간과 동물의 건강을 위해 어떤 종이 ​​코로나바이러스에 감염되기 쉬운지 아는 것이 중요합니다. 우리 실험실과 전 세계의 다른 연구소에서는 가축, 사육 동물, 야생 동물을 대상으로 바이러스 검사를 실시했을 뿐만 아니라 감염되기 쉬운 종을 식별하기 위한 실험도 수행했습니다.

지금까지 감염된 동물 목록에는 12종이 넘는 동물이 포함되어 있습니다. 그러나 실제로는 극소수의 개별 종과 동물만이 테스트되었기 때문에 감염이 더 널리 퍼질 수 있습니다. 이는 인간의 건강에 실질적인 영향을 미칩니다. 동물은 코로나바이러스와 같은 병원체를 퍼뜨릴 수 있을 뿐만 아니라 새로운 돌연변이의 원천이 될 수도 있습니다.

코로나바이러스에 감염된 동물은 무엇입니까?

2022년 2월 현재, 연구원과 수의학 진단 실험실은 31종의 동물 종이 SARS-CoV-2에 감염되기 쉽다는 것을 확인했습니다. 연구자들은 애완동물과 동물원 동물 외에도 SARS-CoV-2 감염에 취약한 동물 중에는 인간이 아닌 영장류, 흰족제비, 사슴쥐, 하이에나, 나무쥐, 줄무늬 스컹크, 붉은여우 등이 있다는 사실을 발견했습니다.

흰꼬리사슴과 밍크는 야생에서 바이러스를 옮기는 것으로 발견된 유일한 두 동물종입니다. 다행히도 밍크를 제외한 대부분의 동물은 인간과 같은 임상적 질병을 앓지 않는 것으로 보입니다. 그러나 아프지 않은 것처럼 보이는 동물이라도 서로 간에, 그리고 인간에게 바이러스를 전염시킬 수도 있습니다. 어떤 동물이 바이러스에 감염될 수 있는지, 그리고 그것이 사람에게 어떤 의미인지에 대해서는 여전히 답이 없는 질문이 많이 있습니다.

동물에서 바이러스를 찾는 방법

인수공통전염병을 연구하는 방법에는 세 가지가 있습니다. 동물원에서 애완동물이나 동물과 같은 포로종을 관찰하거나, 야생동물에게 코로나바이러스를 테스트하거나, 실험실에서 동물을 바이러스에 노출시키는 것입니다.

대유행 초기 단계에서 몇몇 애완동물 주인이나 동물원 관리인은 동물이 호흡 문제나 기침을 하는 것을 발견했을 때 수의사와 동의하여 해당 동물에 대한 코로나바이러스 검사를 받았습니다. USDA와 질병통제예방센터는 동물을 대상으로 한 COVID-19 테스트 및 관리를 조정하고 있습니다. 코로나바이러스를 테스트하기 위해 샘플을 채취하고 PCR 기계를 통해 실행하는 동일한 과정은 인간과 마찬가지로 동물에게도 효과가 있지만, 사자 또는 심지어 애완용 고양이의 코를 면봉으로 닦는 데는 더 많은 훈련과 손재주가 필요합니다. 우리와 같은 수의학 진단 실험실에서는 매년 수십만 건의 동물 질병 테스트를 수행하므로 SARS-CoV-2에 대한 테스트를 쉽게 시작할 수 있었습니다.

이전 연구를 바탕으로 과학자들은 어떤 동물이 감염되기 쉬운지 추측하고 이러한 가설을 테스트할 수 있었습니다. 고양이, 햄스터, 흰족제비는 2002년 첫 번째 SARS 발생 당시 모두 감염되었기 때문에 연구자들은 이들이 새로운 코로나바이러스에 감염될 수 있다고 의심했습니다. 예상대로 연구에 따르면 SARS-CoV-2는 실험실 실험에서 이러한 종을 쉽게 감염시키는 것으로 나타났습니다. 밍크는 설치류와 밀접한 관련이 있으며, 2020년 여름과 가을 동안 사람들이 코로나바이러스를 동물에게 전염시킨 후 미국 전역의 밍크 농장에서 대규모 발병 현장이 되었습니다.

또한 과학자들은 컴퓨터 모델을 사용하여 코로나바이러스가 세포의 주요 단백질을 사용하여 일부 사슴 종을 쉽게 감염시킬 수 있다는 것을 예측할 수 있었습니다. 이러한 기대에 따라 연구자들은 흰꼬리사슴에 대한 코로나바이러스 테스트를 시작했고 2021년 8월에 처음으로 양성 사례를 보고했습니다.

가장 최근인 2022년 2월 7일, 연구자들은 뉴욕 주 스태튼 아일랜드의 사슴이 Omicron 변종에 감염되었음을 보여주는 예비 논문을 발표했습니다. 이는 대부분의 뉴욕 주민을 감염시키는 바이러스이기 때문에 인간이 어떻게든 사슴에게 바이러스를 전염시켰다는 강력한 증거를 제공합니다. 최소 6개 주와 캐나다의 사슴이 SARS-CoV-2 바이러스에 처음 어떻게 접촉했는지는 확실하지 않습니다.

마지막으로, 코로나바이러스가 동물에게 어떤 영향을 미치는지 이해하기 위해 연구자들은 신중하게 통제된 노출 실험을 수행했습니다. 이 연구에서는 감염된 동물이 어떻게 바이러스를 퍼뜨렸는지, 임상 증상이 나타나는지, 그리고 다른 종에서 바이러스가 돌연변이를 일으키는지 여부와 그 정도를 평가합니다.

종간 전파되는 코로나 바이러스의 위험성

대부분의 사람들에게 동물로부터 새로운 코로나바이러스에 감염될 위험은 다른 인간보다 훨씬 낮습니다. 그러나 코로나바이러스가 동물들 사이에서 살아 확산되고 때때로 인간에게까지 전염된다면 확산과 복귀로 알려진 이 과정은 공중 보건에 특별한 위협이 됩니다.

첫째, 동물을 감염시키는 것은 단지 환경 ​​내 새로운 코로나바이러스의 농도를 증가시킬 뿐입니다. 둘째, 감염을 견딜 수 있는 다수의 동물은 바이러스의 저장소 역할을 하여 인간 감염 수가 감소하더라도 바이러스를 유지할 수 있습니다. 이는 교외 지역에 대량으로 서식하며 바이러스를 인간에게 다시 전염시킬 수 있는 사슴의 경우 특히 우려됩니다.

마지막으로, SARS-CoV-2가 인간에서 동물로 확산될 때, 우리 연구실의 연구에 따르면 바이러스가 매우 빠르게 돌연변이를 축적하는 것으로 나타났습니다. 바이러스는 돌연변이를 통해 자신이 거주하는 모든 동물의 체온, 식단, 면역 구성 등 고유한 특성에 적응합니다. 더 많은 종들이 영향을 받을수록 돌연변이의 수도 더 많아집니다. 인간에게 나타나는 새로운 변종은 새로운 동물 종을 감염시킬 수 있습니다. 또는 새로운 변종이 처음에 동물에서 생겨나 인간을 감염시킬 수도 있습니다.

동물의 새로운 코로나바이러스 이야기는 아직 끝나지 않았습니다. 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 인간 전염병 10개 중 6개는 동물에서 인간으로 전파될 수 있으며, 인간에게 새로 등장하거나 새로 등장하는 전염병의 약 4분의 3은 동물에서 비롯됩니다. 연구에 따르면 인수공통 질병 연구에 투자하면 미래의 전염병 비용을 크게 줄일 수 있으며 이러한 유형의 복잡한 연구는 역사적으로 자금이 부족했습니다. 그러나 그럼에도 불구하고 2021년 질병통제예방센터는 새로운 인수공통감염병 연구에 1억 9,300만 달러만 할당했습니다. 이는 전체 CDC 예산의 1/4에도 못 미치는 수치입니다.

바이러스가 인간과 동물 사이에 어떻게 전파되는지, 동물 집단에서 바이러스가 어떻게 생존하고 돌연변이를 일으키는지, 그리고 종 간에 바이러스가 전파될 위험에 대해서는 아직 알려지지 않은 것이 많습니다. 연구자들이 더 많은 정보를 알수록 더 나은 보건 공무원, 정부, 과학자들이 다음 전염병을 준비하고 예방할 수 있습니다.

[Research into coronavirus and other news from science Subscribe to The Conversation’s new science newsletter.]