박쥐는 왜 많은 바이러스를 보유하고도 면역인가요?

Question

지구상에서 박쥐로 인해서 퍼지는 바이러스가 상당히 많다고 할 정도로 바이러스가 많다는데요. 박쥐는 왜 많은 바이러스를 보유하고도 면역인가요?

Answer 1

안녕하세요.

박쥐가 많은 바이러스를 보유하면서도 대부분의 포유류와는 달리 심각한 질병에 걸리지 않는 이유는 박쥐의 면역 시스템과 생리적 특성이 차별화되어있기 때문입니다. 박쥐는 포유류 중에서 유일하게 능동적으로 비행할 수 있는 동물이며 비행을 할 때는 많은 양의 에너지가 필요하기 때문에 체내 대사율이 매우 높아지고, 그 과정에서 세포 내부에서 활성산소와 같은 산화 스트레스가 많이 발생합니다. 이러한 산화 스트레스는 일반 동물에서는 염증 반응을 강하게 유발하지만, 박쥐는 이를 견디기 위해 염증 반응을 억제하는 방향으로 면역 시스템이 진화했습니다.

또한 인간은 바이러스 감염 시에 면역계가 강하게 활성화되지만 박쥐는 바이러스 감염 시 강한 염증을 일으키기보다 바이러스 증식을 억제하면서도 조직 손상을 최소화하는 면역 반응을 보입니다. 특히 항바이러스 단백질을 만드는 인터페론 시스템이 다른 포유류보다 항상 일정 수준 활성화되어 있습니다. 이때 박쥐에서는 인터페론 관련 유전자가 지속적으로 발현되어 바이러스 증식을 초기에 억제하는 것으로 알려져 있습니다. 게다가 박쥐는 염증을 과도하게 일으키는 면역 경로가 약화되어 있습니다. 인간의 경우 바이러스 감염 시 강한 염증 반응이 나타나면서 조직 손상이 발생하는데, 박쥐는 이러한 염증 반응을 조절하여 오히려 바이러스와 공존하는 형태를 유지하는 경우가 많습니다. 이런 특징 때문에 박쥐는 여러 바이러스를 체내에 가지고 있어도 심각한 질병 증상이 잘 나타나지 않습니다. 결과적으로 박쥐는 다양한 바이러스의 자연 숙주을 하는데요, 실제로 박쥐에서 발견된 바이러스에는 Rabies 바이러스, 에볼라 바이러스, 그리고 SARS-CoV-2와 같은 바이러스 계열이 포함됩니다. 물론 박쥐에서 바로 인간으로 전파되는 경우도 있지만, 많은 경우는 다른 동물을 거치는 중간 숙주 과정을 통해 전파가 잘 이루어 집니다. 감사합니다.

Answer 2

박쥐는 비행 중에 체온이 40도 이상으로 상승하고 대사율이 급격히 높아지는데 이 과정에서 발생하는 강력한 염증 반응을 억제하는 독특한 면역 체계를 진화시켰습니다. 일반적인 포유류는 바이러스 침입 시 과도한 염증 반응으로 조직이 손상되지만 박쥐는 인터페론 신호 전달 경로를 항상 적절한 수준으로 유지하여 바이러스의 증식을 억제하면서도 스스로의 세포를 보호합니다. 이러한 기전 덕분에 박쥐는 에볼라나 코로나 계열의 치명적인 바이러스를 몸속에 보유하고도 질병 증상을 나타내지 않는 공존 상태를 유지할 수 있습니다. 결과적으로 박쥐의 높은 기초 체온과 유전자 수선 능력은 바이러스와의 생존 경쟁에서 유리한 고지를 점하게 만든 핵심 요인입니다.

Answer 3

결론부터 말씀드리면 박쥐의 비행능력과 더불 아주 특이한 면역 체계 때문입니다.

먼저 비행을 할 때 박쥐의 체온은 약 40도까지 상승하는데, 이는 포유류가 병원체에 감염되었을 때 열을 내는 것과 같은 효과를 주어 바이러스 증식을 막는 역할을 합니다.

또한, 박쥐는 항바이러스 물질인 인터페론이 항상 약하게 분비되고 있어 바이러스를 실시간으로 방어하고 있습니다. 동시에 과도한 면역 반응으로 인한 자기 파괴, 즉 염증을 막는 염증 억제 유전자를 가지고 있어 바이러스와 공존도 가능한 것이죠. 게다가 비행 중 발생하는 대사 손상을 복구하는 DNA 복구 능력 역시 바이러스의 공격에서 세포를 보호하는 역할을 합니다.

결과적으로 박쥐는 바이러스가 크게 증식하는 것을 막으면서도 또 동시에 완전히 죽이기보다 내 몸이 상하지 않을 만큼만 통제하며 살아가는 형태인 것입니다.