바이러스가 숙주의 체취를 '모기 끌어모으는 냄새'로 바꿔 모기에 물리기 쉽게 하는 것으로 밝혀져

바이러스가 숙주의 체취를 '모기 끌어모으는 냄새'로 바꿔 모기에 물리기 쉽게 하는 것으로 밝혀져

모기는 물린 부위에 가려움증을 일으킬 뿐만 아니라 말라리아, 뎅기열, 지카열과 같은 다양한 질병을 매개하고 있으며, 전 세계적으로 연간 100만명 이상이 모기가 매개하는 질병의 영향으로 사망하고 있는 것으로 알려져 있다.

'가장 많은 인간을 죽인 동물'로 알려진 모기에 대해 특정 바이러스가 숙주의 체취를 '모기 끌어모는 냄새'로 바꿔버려 숙주를 모기에 물리기 쉽게 한다는 연구결과가 보고됐다.

모기는 특정 바이러스나 병원체에 감염된 동물의 피를 빨면 그 바이러스나 병원체의 전염체(career)이 되고, 그 후에 피를 마신 동물로 바이러스나 병원체를 넓혀 진다. 
따라서 모기가 어떻게 타깃이 되는 동물을 찾아내고 있는지는 바이러스가 자연계를 순환하는 데 중요한 요소이며, 모기가 매개하는 질병을 막는 새로운 전략을 고안하는 데 도움이 될 수 있다.

이전부터 모기는 동물의 체온이나 호흡으로 방출되는 이산화탄소 등 다양한 감각적 단서를 이용해 타깃을 찾는 것으로 알려져 있었다. 또한 2014년 연구에서는 말라리아에 감염된 생쥐의 체취가 변화하여 더 많은 모기를 끌어들이게 된다는 것도 밝혀졌다.

중국과 미국 연구팀은 이를 염두에 두고 뎅기열을 일으키는 뎅기바이러스나 지카열을 일으키는 지카바이러스 등의 바이러스도 숙주의 냄새를 변화시키는지, 그리고 체취의 변화를 막을 방법은 있는지를 연구했다.

우선 연구팀은 뎅기 바이러스에 감염된 생쥐 지카 바이러스에 감염된 생쥐 바이러스에 감염되지 않은 생쥐를 각기 다른 유리 케이스에 넣어 공기 흐름을 만들어 모기가 있는 방향으로 생쥐 냄새를 내보냈다. 그러자 바이러스에 감염되지 않은 마우스보다 뎅기 바이러스나 지카 바이러스에 감염된 마우스 쪽으로 더 강하게 모기가 끌리는 것으로 확인되었다.

지카바이러스에 감염된 쥐는 비감염 쥐보다 이산화탄소 배출량이 적고 뎅기바이러스에 감염된 쥐도 이산화탄소 배출량은 변하지 않아 모기가 쥐에게 끌리는 이유로 '이산화탄소'는 제외되었다.

또 유리케이스가 있는 탓에 모기가 질병으로 인해 체온이 상승한 쥐와 평상시 열이 있는 가진 쥐를 구분하지 못해 체온도 요인에서 배제됐다고 한다.
그러나 유리 케이스에 필터를 씌워 모기에 냄새가 닿지 않도록 했더니 바이러스에 감염된 쥐와 비감염 쥐에게 끌리는 모기의 수가 비슷해지면서 쥐의 체취가 모기를 끌어들이고 있는 것으로 확인됐다고 연구팀은 밝혔다.

이어 연구팀은 바이러스에 감염된 쥐에서 방출되는 체취에서 20가지 가스상 화합물을 분리해 모기에 유의한 반응을 일으키는 3가지 화합물을 특정했다. 이들 화합물을 쥐와 인간의 피부에 발라 모기가 얼마나 끌리는지를 조사한 결과 '아세트페논'이라는 유기화합물만 더 많은 모기를 끌어모으는 것으로 나타났다.

뎅기 바이러스나 지카 바이러스에 감염된 생쥐는 비감염 생쥐보다 10배 많은 아세트페논을 생산하고 있다는 점과 뎅기열이 된 인간의 겨드랑이 아래에서 채취한 체취 샘플에는 건강한 인간보다 많은 아세트페논이 포함되어 있다는 사실도 알게 되었다. 또 뎅기열 환자의 체취 샘플과 건강한 인간의 체취 샘플을 자원봉사자의 피부에 바르면 모기는 일관되게 뎅기열 환자의 체취에 끌리는 것으로 확인됐다고 한다.

이와 같은 연구결과는 뎅기바이러스나 지카바이러스가 숙주의 산·방출하는 아세트페논의 양을 늘릴 수 있으며, 그로 인해 더 많은 모기를 끌어들이고 있음을 시사하고 있다. 

연구팀은 또 "도대체 왜 뎅기바이러스나 지카바이러스에 감염되면 아세트페논 방출량이 늘어나는 걸까?"라는 의문에 대해서도 조사했다.

아세트페논은 인간이나 쥐 피부에 서식하는 세균에 의해 생산되는 대사 부산물이기 때문에 연구팀은 바이러스가 피부에 서식하는 세균의 종류를 변화시켜 결과적으로 아세트페논의 생산량이 증가하지 않을까라고 생각했다.

이 아이디어를 테스트하기 위해 뎅기바이러스나 지카바이러스에 감염된 쥐에게서 추가로 장내 세균을 제거하거나 피부 세균을 제거하여 모기에게 노출시키는 실험을 실시하였다. 그 결과 피부세균이 제거된 쥐는 유의하게 모기 유인량이 적었다고 해 피부세균이 아세트페논 공급원임이 시사됐다고 한다.

그리고 바이러스에 감염된 쥐와 비감염 쥐의 피부세균 조성을 비교했더니 일반적인 그램 양성간균인 바실러스속 세균이 바이러스에 감염된 쥐에서는 유의하게 증가하고 있는 것으로 나타났다.

마지막으로 연구팀은 바이러스에 의한 아세트페논 생산량의 증가를 억제하고 체취 변화를 막는 방법에 대해 연구했다. 바이러스에 감염된 쥐에서는 피부에서 미생물과 싸우는 레지스틴양분자α(RELMα)의 양이 저하되고 있다는 점에 착안해 연구팀은 RELMα의 산생량을 증가시키는 비타민A 유도체를 바이러스에 감염된 쥐에게 투여해 피부에 존재하는 RELMα와 바실러스속 세균의 양을 측정한 뒤 모기에게 노출 실험을 했다는 것이다.

그 결과 비타민A 유도체로 치료한 감염 쥐는 RELMα의 양이 비감염 쥐와 비슷해져 피부상 바실러스속 세균의 양이 줄어든 것으로 밝혀졌다. 또한 비타민A 유도체로 치료한 바이러스 감염 쥐에서는 비감염 쥐와 비교해 유인되는 모기의 양이 변하지 않은 것으로 나타났다.

연구팀은 다음의 스텝으로서 이러한 결과를 인간에게 재현하는 것을 목표로 하고 있다. 비타민A 결핍증은 모기에 의한 바이러스 매개가 심각한 동남아시아와 사하라 이남 아프리카 등 많은 개발도상국에서 일반적인 질병이다. 따라서 경구접종하는 비타민A 혹은 비타민A 유도체를 늘림으로써 모기에 의한 바이러스 매개체를 경감하고 장기적인 뎅기열이나 지카열 유행을 억제할 수 있다고 한다.

Avolatile from the skin microbiota of flavivirus-infected hosts promotes mosquito attractiveness-Science Direct
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0092867422006419

Viruses cange your scent to make you more attractive to mosquitoes, new research in mice finds
https://theconversation.com/viruses-can-change-your-scent-to-make-you-more-attractive-to-mosquitoes-new-research-in-mice-finds-185833