열대 과일인 구아바잎과 녹차잎, 장미꽃에서 추출한 천연 복합물이 코로나19 치료의 핵심인 항바이러스, 항염증, 항산화 효능을 발휘한다는 사실이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다. 이 천연물은 특히 코로나19 감염 후 중증 악화와 사망 원인으로 지목된 '사이토카인 폭풍(과잉 면역에 의한 염증 반응)'을 막아주는 기능이 뛰어난 것으로 나타났다. 또한 10여년간 건강기능식품으로 애용되며 안전성이 입증됐고 값도 저렴해 향후 경증이나 중증의 코로나19 치료제 혹은 치료 보조제로 개발될 경우 효용성이 클 것으로 기대되고 있다.
코로나19 치료 잠재성 커
28일 수원대에 따르면 생명공학부 정종문 교수와 산학협력회사 벤스랩의 신진아 박사 연구팀은 2007년 구아바잎과 녹차잎, 장미꽃 추출물로 구성된 고농축 복합물(벤두381)을 개발했다. 항산화 작용이 큰 퀘르세틴, EGCG, GCG, 캠페롤, 미리세틴, 루테올린, 갈릭액시드 등이 주요 성분이다. 전임상과 임상시험을 거쳐 2009년 식품의약품안전처로부터 콧물, 가려움, 재채기 개선용 건강기능식품으로 승인받았다. 국내 회사 2곳에서 상품화돼 팔리고 있다.
연구진이 벤두381의 항염증, 항바이러스 기능에 주목한 계기는 올 초부터 전세계적으로 급속 확산한 코로나19다. 현재 코로나19 치료제와 백신 개발이 활발히 이뤄지고 있지만 치료제의 경우 사용 대상과 효능에 많은 한계점이 있다. 천연물 치료제로 효과가 확실히 입증된 건 아직 없다.
연구진은 코로나19로 숨진 사람들의 특징에 주목했다. 미국 국립보건원(NIH)에 따르면 공통적으로 과잉 염증 반응인 사이토카인 폭풍에 의해 중증으로 진행되고 급성호흡곤란증후군(ARDS)과 다장기부전(MODS)으로 이어져 사망했다.
따라서 코로나19 치료에 효능을 발휘하려면 항염증 작용이 뛰어나 사이토카인 폭풍을 효율적으로 막아주며 면역 과정에서 생기는 해로운 ‘활성 산소’로부터 인체 조직들을 보호하는 강력한 항산화 능력을 보유해야 한다. 또 코로나19바이러스 침투를 막거나 세포내 바이러스 복제를 방해하는 기능이 입증된 물질이 이상적이다.
연구진은 벤두381의 각 성분들에 대한 이런 효능을 밝힌 선행 연구들을 다수 찾아냈다. 인도네시아 대학 연구팀은 퀘르세틴, 캠페롤 등을 다량 함유한 구아바를 코로나19 치료 후보물질로 정하고 천연물 신약으로 개발을 추진하고 있다.
항염증, 항바이러스 효과 입증
연구진은 세포 및 동물실험을 통해 벤두381이 현재 코로나19 치료제로 쓰이는 덱사메타손(염증 완화 스테로이드제)과 비슷하거나 더 우월한 항염증 효과가 있음을 확인했다.
우선 강력한 염증 유도물질인 LPS로 실험용 세포에 패혈증을 인위적으로 유발한 뒤 벤두381을 투여했다. 그 결과 LPS로 인해 증가된 ‘전염증성 사이토카인(IL-6, IL-1베타, TNF-알파 등)’ 발현이 투여량(농도)에 따라 줄었으며 감소율이 덱사메타손 보다 배 정도 높게 나왔다. 전염증성 사이토카인은 다양한 면역 질환에서 병 악화에 중요한 작용을 한다고 알려져 있으며 이의 분비량 억제는 항염증 치료제 선별에 필수 요소다. 이런 염증성 사이토카인 생성에 영향주는 효소들(COX-2, iNOS)도 감소했다. 연구진은 이런 결과를 한국식품영양과학회지 최신호에 발표했다.
연구진은 또 LPS로 염증을 유도한 쥐 실험을 통해 재검증했다. 벤두381 투여 그룹의 생존율(400㎎/㎏)은 63.6%로 덱사메타손 투여 그룹(45%)보다 훨씬 높았다. LPS만 처리한 그룹의 생존율은 단 9%에 불과했다. 정종문 교수는 “덱사메타손을 투여한 쥐들은 살긴 했어도 눈곱이 끼는 등 상태가 좋지 않았다. 덱사메타손의 독성 때문”이라고 설명했다. LPS로 증가된 염증성 사이토카인 발현과 그로 인한 폐조직 손상도 벤두381 투여 후 감소했다.
연구진은 한국파스퇴르연구소에 의뢰해 실제 코로나19 바이러스를 대상으로 벤두381과 이를 1.5배 농축해 만든 ‘벤815’의 항바이러스 효능 검증도 진행했다.
원숭이 신장세포에 벤두381을 처리하고 1시간 뒤 코로나19바이러스를 투여했더니 최고 농도(50㎍/㎖)부터 바이러스 증식이 억제되는 것으로 나타났다. 특히 EGCG 성분이 바이러스 증식을 막는 것으로 확인됐다. 녹차잎에 많이 든 EGCG의 코로나19 항바이러스 기능은 연구진에 의해 세계 처음으로 규명됐다. 신진아 박사는 “코로나19 바이러스 복제에 필수적인 단백질 분해효소(3CLpro)의 억제로 바이러스 증식을 방해한다”고 설명했다.
또 코로나19 치료제로 쓰이거나 거론됐던 렘데시비르(에볼라 치료제)와 클로로퀸(말라리아 치료제), 로피나비르(에이즈 치료제)와 비교해 4~5배 높은 농도에서 세포 독성없이 바이러스 증식을 막아주는 것을 확인했다. 렘데시비르 등 기존 치료제보다 용량만 늘리면 비슷한 항바이러스 효과를 낸다는 얘기다. 연구진은 이 같은 연구결과를 국제학술지 ‘파이토메디선(Phytomedicine)’에 제출해 놓은 상태다.
동물실험 기관 찾지 못해 발 동동
코로나19 치료제 가능성이 확인되자 연구진은 나아가 동물(햄스터)실험을 통한 항코로나19바이러스 효과 검증에 착수했다. 식약처에 따르면 건강기능식품에 쓰인 천연물 성분이라도 코로나19 치료제로 허가 받으려면 의약품처럼 동물실험과 3단계 임상시험을 거쳐야 한다. 식약처 관계자는 “다만 건강기능식품 형태로 복용 후 특정 기간 동안 독성(부작용)이 없었다는 자료가 제출되고 실제 코로나19 바이러스를 이용한 세포·동물실험으로 유효성 결과가 제시되면 인체 임상시험 중 1단계(1상)를 면제해 줄 수 있다”고 말했다.
그런데 연구진은 동물실험 단계에서 벽에 부딪혔다. 코로나19 바이러스 같은 치명적 병원체의 경우 생물안전3등급(BSL3) 설비가 갖춰진 곳에서 실험이 가능하다. 이런 설비를 갖춘 서울대 수의대에 4차례, 생명공학연구원에 3차례 실험을 의뢰했지만 받아들여지지 않았다. 순수 약물 후보가 아니라 천연 복합물이란 점이 크게 작용했다.
정 교수는 “벤두381이 코로나19 감염을 막고 증상을 완화해 주는 유효성을 갖추게 된다면 안전한 생약 후보 물질이 될 것으로 기대된다. 그런데 임상시험은 커녕 동물실험조차 못하고 있다”며 한탄했다. 그는 “갈수록 확산세인 코로나19는 백신만으론 대처하지 못하며 효과적인 치료제가 있어야 하는데, 기존 치료제 보다 효능은 물론 개발 시간과 비용 면에서 더 유력한 후보 물질이 있음에도 여러 제약 때문에 연구개발의 진척을 이루지 못해 안타깝다”고 토로했다.
글·사진= 민태원 의학전문기자 twmin@kmib.co.kr
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