인플루엔자 바이러스를 비롯한 호흡기 감염의 병증 발전과 예후는 감염된 병원체와 숙주의 상호
작용에 따라 다양한 발전 양상을 보인다. 동일한 인플루엔자 바이러스 type에 감염되었더라도 병
원체와 숙주간의 상호 작용, 세균과 바이러스 간의 복합 감염이나 연속 감염 등에 의한 숙주 면
역능 변화 등의 차이에 의해 종종 중증 환자의 증례를 유발하기도 한다. 따라서 병원체-숙주 상
호 작용에 관여하는 유전 정보의 분석을 통해 동일한 병원체의 감염에 의해서 중증화된 증례를
보이는 원인을 분석하여 치료 대책을 모색할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 차세대 염기서열
분석법을 활용한 메타게놈 분석과 DB 구축을 통해, 인플루엔자 감염과 관련되는 호흡기내 바이
러스 및 세균 커뮤니티에 대한 기초 자료를 구축하고자 했다. 당해 연구에서는 1차년도에 확립된
차세대 염기서열 분석법을 활용한 메타게놈 분석방법을 토대로 호흡기 환자 검체를 대량으로 분
석하고 이를 병증자료와 연관한 DB를 구축하였다. 총 79점 (목표량 70점)의 호흡기 감염 시료에
대해 각각 바이러스와 세균 커뮤니티 분석을 실시하여 총 158건 (목표량 140건)의 sequencing 결
과를 산출하였다. 1차년도에 정립한 454 장비 기술을 응용하여 2차년도에는 MiSeq 장비를 이용
한 Viral-Metagenomics 기술을 새로이 정립하는데 성공하였고 그 결과 3점의 RSV 시료로부터
바이러스 메타게놈을 분석하였다. 환자 5명의 2~3일간견 추적검체 10점에 대해 바이러스와 세균
메타게놈 분석을 완료하여 병증의 진행에 따라 감염균과 상재균의 커뮤니티가 변화하는 것을 추
적하였다. 또한 연구대상 바이러스 6종 (Influenza A, Influenza B, Parainfluenza, RSV, Rhino,
Adeno)에 대해 genome DB를 구축하고 이를 활용하여 동정하는 방식으로 bioinformatic pipeline
을 정립하여 자동적인 virus typing 기능을 구현하였다. 2차년도 Sequencing결과 전반적으로 배
양 및 PCR에 기초한 진단과 유사한 결과가 metagenome을 통해 나타났으나, parainfluenza 환자
에서 다른 바이러스들이 동반 감염되는 경우가 많은 경향을 확인하였다. 세균 메타게놈 분석결과
호흡기 감염환자에서 특이적으로 Moraxella nonliquefacience가 발견되는 것을 확인하였다. 이 종
은 그동안 병원균으로 알려져 있지 않았으나, 환자에게 특이적인 것으로 보아 기회감염균이거나
동반감염 균일 가능성을 두고, 추가 연구로 이 세균의 대표균주에 대한 유전체 분석을 수행중이
다. 또한 본 과제의 데이터로 확보된 바이러스 군집 정보 분석 과정에서 Influenza A, B,
parainfluenza 10주에서 whole genome을 확보하였다. 본 연구를 통해 확립한 viral metagenome
분석기술은 호흡기 샘플에 국한되지 않고 어떤 종류의 clinical 시료에도 적용이 가능하며 앞으로
우리나라 보건의료 전반에 걸쳐 viral metagenome 분석을 상용화할 수 있는 초석을 마련했다고
할 수 있다.