바이러스
어원은 라틴어로 virus(독소)라고 한다. 이런 이름이 붙게 된 이유는 바이러스가 생물체에 독성효과를 미치기 때문이다. 그러나 바이러스는 전염력이 있고 자손을 생산할 수 있어서 독소와는 다르며, 독성물질은 희석을 통하여 독성을 약화시킬 수 있으나 바이러스는 희석을 하더라도 복제를 통해 여전히 독성효과를 나타낼 수 있는 점을 볼 때 독소와는 다르다는 것을 알 수 있다.
바이러스에 의한 질병이 기원전 1000년경 이집트의 파라오가 천연두에 감염되어 사망한 기록이 있으며, 기원전 2-3세기에 인도와 중국에서 천연두의 발생을 추측케 하는 기록이 있었다. 또한, 9세기경 페르시아의 한 의사가 천연두와 홍역의 증상을 세밀하게 묘사된 기록이 남아있는 것을 알게되었다. 이렇게, 바이러스는 인류와 뗄 수 없는 관계에 있고 인류역사상 수많은 바이러스들이 존재했지만 간략하게 최근인 21세기에 인류를 공포로 몰아간 바이러스들에 대해 알아보겠다.
1. 니파 바이러스
2001년 1월 말 인도에서 발생하였으며, 기원 동물은 과일박쥐로 직간접 접촉을 통해 사람에게 감염되었고 188명이 감염된 것 중 146명이 사망하여 치사율이 77%에 달했다.
2. 사스 바이러스
2002년 11월 중국 광둥 한 재래시장에서 처음 출현했으며 기원 동물은 중국관박쥐로 감염자는 심한 독감 증상과 폐렴 소견을 보이며 전 세계적 38개국에서 8,273명이 감염되어 775명이 사망해 치사율이 9.4%에 달했다.
3. 멕시코 신종플루 - 인플루엔자 바이러스(H1N1)
2009년 3월 멕시코 한 양돈장에서 출현하였으며 조류와 돼지와 사람의 인플루엔자 바이러스가 서로 뒤섞인 재조합 바이러스로서 2009년 6월 세계보건기구가 판데믹을 선언한 21세기 최초의 전염병이나 높은 감염률에 비해선 낮은 사망률을 기록하였다.
4. 메르스 바이러스
2012년 6월 사우디아라비아의 중증 폐렴 환자에게 첫 보고되었으며 기원 동물은 박쥐로 추정되며 낙타가 중간 전파 매개체라고 알려졌으며 2015년 9월 1일 기준 1,475명 감염, 515명이 사망했으며 우리나라에서는 2015년 6월에 발생하여 186명의 감염자와 36명의 사망자가 발생하였다.
5. 중국 H7N9 인플루엔자 - 조류 인플루엔자 바이러스(H7N9)
2013년 4월 중국에서 처음 발생했고 대부분 감염된 닭과의 접촉을 통해 감염된 것으로 추정되고 사람 간의 전염은 잘 이루어지지 않는 것으로 보이며 중국을 여행한 홍콩, 대만, 말레이시아, 캐나다 여행객을 빼고는 모두 중국 본토에서 발생하여 2015년 5월 9일 기준으로 665명 감명, 229명이 사망하여 치사율이 34%에 달하였다.
6. 서아프리카 에볼라 바이러스
2013년 11월 아프리카 기니에서 처음 발생했으며 기원 동물은 과일박쥐로 알려졌으며 기니뿐만 아니라 주변 라이베리아, 시에라리온까지 크게 확산되어 2016년 2월 10일 기준 2만 8,603명 감염되어 1만 1,301명이 사망해 치사율이 40%에 달하였다.
이렇게, 21세기에 인류역사에 영향을 미친 여러 바이러스들 중에서 최근 발생하고 있는 신종 코로나 바이러스(COVID-19)1)와 연관성이 있는 사스바이러스와 메르스바이러스에 대해서 간략히 알아보자.
1) 코로나 바이러스 : 전자현미경으로 보면 사진처럼 꽃잎 모양의 돌기가 나 있어 태양의 코로나 현상과 비슷하다고 하여 코로나 바이러스라는 이름을 얻었다. 코로나 바이러스처럼 병을 일으키는 바이러스 중에는 둥근 모양의 단백질 껍데기를 가진 것들이 많다. 이 껍데기를 엔벨로프라고 하는데 충격에 강하고, 가볍고, 안정되며 견고한 구조까지 제공한다.
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구분 |
우한 폐렴 |
사스[SARS] |
메르스[MERS] |
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코로나-19(COVID-19) 감염증 |
중증급성호흡기증후군 (Severe Aacute Respiratory Syndrome) |
중동호흡기증후군 (Middle East Respiratory Syndrome) |
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원인 |
코로나바이러스 |
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치사율 |
4%내외 (추정. 2020년 2월) |
10%내외 |
중동 30~40% 한국 20% |
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유행 |
2020년 중국 우한 시 |
2002~2003 중국 |
2015년 중동 (사우디아라비아) |
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감염매개체 |
박쥐(추정) |
박쥐, 사향고양이 |
박쥐, 단봉낙타 |
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잠복기 |
2~5일, 최대 14일 |
2~7일, 최대 14일 |
5~6일, 최대 14일 |
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전염성 |
메르스 < 우한 폐렴 < 사스 |
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지역사회 감염력 |
있음 |
있음 |
거의 없음 |
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증상 |
발열, 기침, 호흡곤란 |
발열. 초기에는 감기와 비슷. 혼수, 근육통, 위통, 설사, 마른 헛기침 |
고열, 기침, 숨가쁨, 신부전 동반, 중증 폐렴증상, 심막염, 설사 |
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치료 |
항바이러스제/백신 없음. 증상 치료만 |
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사스(SARS) 바이러스
사스-코로나 바이러스가 인간의 호흡기를 침범하여 발생하는 질병이다. 2002년 11월에서 2003년 7월까지 유행하여 8,096명의 감염자가 발생하고 774명이 사망하였다. 초기에 병의 원인을 모르는 상태에서 환자에게 나타나는 심한 호흡 부전현상에 근거하여 이름을 붙인 것아다.
1. 사스의 시작
2003년 2월 1일 중국의 최대 명절 춘절을 보내고 있던 광저우 시민들에게 괴질로 사람들이 죽어간다는 문자가 핸드폰을 통해 전해진 것으로부터였으나, 그 괴질 소문은 사실 한달 전부터 중국 광둥성에서 괴질이 발생하고 있었다. 결국 2003년 2월 11일 중국 광저우 시당국은 광둥성에서 305명의 감염자가 발생하면서 괴질 발생을 공식적으로 시인하였고, 3월 27일 북경 시내 한 병원 의사와 간호사가 사스로 사망하면서 이 사실이 북경 시내에 금방 퍼져 즉각 많은 국가들이 자국민의 발생국 여행 자제를 권장하였다. 그리고, 사스 발생국가에서 입국하는 모든 여행객에 대해서 마스크 착용을 의무화하고 어길 시 징역형을 취한다고 하였다. 이런 상황으로 인해, 미국은 태국, 중국과 홍콩의 주재 외교관 철수령을 발표하였고, 발생국 방문객 공항검역, 대형 축제 취소 등 전 세계가 비상이 걸렸다.
2. 사스의 증상
일반적으로 발열이 초기 증상이며, 오한이나 경직이 같이 있는 경우도 있다. 두통, 무력감, 근육통 등 신체 전반에 걸친 증상이 나타나며 경한 호흡기 증상이 있을 수 있다. 발진이나 신경학적 증상은 없으며 25%의 환자에게는 설사가 동반된다. 심한 경우는 2주 이상 지속되며 호흡 기능이 크게 나빠지고 급성 호흡곤란 증후군 및 다기관 부전증으로 진행된다. 10~20% 환자는 기관 삽입 및 기계호흡이 필요할 정도이다.
3. 사스의 전염방법
재채기나 기침을 할 때 튀어나오는 작은 침방울인 비말로 전파된다. 공기를 타고 떠다니기에는 크기가 너무 커서 환자로부터 나온 비말이 상대방의 코나 입에 닿을 만큼 가까운 거리에 있으면 옮는다. 또 환자의 대변이나 땀과 같은 분비물의 접촉을 통해서도 옮는데 사스바이러스가 대기 환경으로 나와도 1~4일간 생존하는 것으로 밝혀졌다. 그래서 가장 전염이 잘 되는 사람들이 환자의 가족들이나 의료인이었다.
4. 사스의 원인
코로나 바이러스의 변종이 일으키는 것으로 밝혀졌으나 사람에게 가벼운 감기를 코로나 바이러스지만 기존의 코로나 바이러스와는 구별이 된다.즉, 코로나 바이러스는 한 가닥의 한 가닥의 RNA를 유전물질로 가지고 있는 바이러스이다. 인간에게 감염을 일으키는 형태는 제1혈청형과 제2혈청형이 알려져 있는데, 코로나 바이러스는 이 두 가지 혈청형과 다른 새로운 종류인 것으로 나타났다.
광둥성 일대 야생동물에 살던 바이러스가 돌연변이를 일으켜 사람에게 전염되었으며 오리와 돼지가 사람과 유사한 바이러스를 체내에 가지고 있어 실제로 이들 동물이 중간 숙주 역할을 한다. 다시말하면, 염기서열분석에 의하면 사스 바이러스는 조류와 소 등의 동물 코로나바이러스와 유사한 점이 발견되었고 동물의 바이러스가 사람을 통하여 사람에게 전파 될 가능성은 높지 않지만 사스 바이러스의 경우 사람 사이의 전염이 일어났다.
5. 사스의 전염경로
첫 환자는 중국의 요리사 황싱추로 밝혀졌는데 그는 3개월간 305명에게 전염시킬 때까지만 해도 확산이 그리 빠르지는 않았다. 하지만 3개월 뒤 사스 환자를 치료하던 리우지안룽 교수가 잠복기 상태로 홍콩 국제 학회에 참석해 캐나다인, 싱가포르인, 아일랜드인 등 10명에게 전염시키고 각자 자기 나라로 돌아가 병을 옮겼다.
WHO에서 비상을 선포한지 29일 만에 아시아 전역, 32일 만에 미국, 유럽까지 전염이 매우 빠르게 확산되었다. 이렇게 확산된 이유는 문병의 발달로 생태계가 변했기에 의학의 발달로 사람의 생존시기가 길어졌고, 비행기와 같은 이송 수단의 발달과 관광 사업을 위한 전 세계적인 이동인구의 증가로 자연 도태되지 않고 전 세계에 삽시간에 확산되었다.
6. 사스의 치사율
사스의 80~90%는 증상 없이 자신도 모르게 지나가거나 며칠간의 기침과 고열만으로 낫는다. 즉 사스바이러스에 감염되어도 치사율은 4%이므로 사망률은 낮지만 전염력은 매우 강하다. 그러나 급성 호흡곤란 증후군이 발생하여 기계호흡이 필요할 정도의 중증이 10%를 차지하며 이때 사망률은 14~15% 된다.
7. 사스의 근원지 역추적
재출현을 막기 위해 그 근원을 찾아내려고 역추적을 해보았더니 사스가 처음 발생한 곳은 2002년 11월 말에 중국 남부 광둥성 광저우시의 한 재래시장이었는데 이곳은 수백 종의 각종 야생동물을 팔고 있었다. 사스 출현의 원인을 밝히기 위하여 그 재래시장에 대해 집중적인 조사를 해보니 재래시장에서 야채를 파는 상인들은 사스에 걸린 사람이 없었고 동물과 동물고기 취급상인, 식육식당 종사자들 상당수가 사스에 걸려있었다는 사실이 밝혀졌다.
최소한 그 재래시장에서 팔고있는 사향고양이나 너구리 같은 소형 동물이 사람에게 사스를 옮기는 연결고리를 하고 있음이 분명해 졌으나 사향고양이를 공급하는 농장과 야생 사향고양이는 사스 바이러스에 감염된 사례가 발견되지 않은 것으로 보아 원래 사스바이러스를 가지고 있는 것은 아니라는 점을 의미하였고 다른 야생 동물을 의심을 해 보아야 하는 상황에서 호주 동물보건연구소의 린 왕은 박쥐를 의심하며 광시성 난닝에서 3종의 중국관박쥐들로부터 사스 바이러스와 유사한 코로나 바이러스를 검출하였습니다.
사스 바이러스가 박쥐 바이러스에서 유래했다고 단정 짓기에는 박쥐 바이러스의 ORF8유전 부위가 사람과 사향 고양이로부터 분리된 사스 바이러스와 완전히 달라 증명되지 않았으나, 2015년 홍콩대학 수산나 라우가 중국 위난성에서 서식하는 박쥐를 대상으로 조사를 하던 중 또 다른 관박쥐 종에게서 OFR8 유전자를 가진 제2 박쥐 바이러스를 발견하였다.
그 박쥐가 사는 동굴에는 여러 종의 박쥐들이 무리지어 살고 있었고, 여러 박쥐종이 가지고 있는 바이러스들이 서로 넘나들면서 각각의 코로나 바이러스가 뒤섞여 잡종 바이러스를 만들어 낼 수 있는 여건을 가지고 있음 역시 시사되었다. 그러한 과정에서 박쥐의 몸속에 두 박쥐 바이러스가 뒤섞여 새로운 잡종 바이러스들이 만들어졌는데 그 중 하나가 사스 바이러스로 사향고양이와 사람에게로 넘어왔을 것이라고 추정하고 있다.
메르스(MERS) 바이러스
2015년 봄부터 겨울까지 위협을 떨쳤으며 Middle East Respiratory Syndrome(중동호흡기증후군)의 약자를 따서 만든 질환명이다. 메르스 바이러스를 알게된 시초는 2012년 6월 사우디아라비아 중동 홍해 근처 항구도시 제다시에 있는 한 사설병원에서 60세 남성이 고열과 호흡곤란 등 심한 폐렴 증세를 호소하며 중환자실에 입원했는데 병원에서는 그의 폐렴을 완화하기 위해 항생제 치료를 집중적으로 처방했지만 호전되지 않았고 결국 사망을 하였다.
그 병원에 근무하던 바이러스학자 알리 자키 박사가 그 환자의 사망원인을 찾아내는 과정에서 이미 알려진 호흡기 질환 유발 바이러스를 조사했지만 모두 음성이 나와 새로운 신종 바이러스임을 짐작하며 검사를 한 결과 2003년 중국 사스 사태의 원인인자였던 박쥐코로나 바이러스와 매우 유사한 신종 코로나 바이러스임이 밝혀졌다. 심각한 사안인 만큼 국제사회에 급히 알렸고 그를 통해 최근 중동지역 폐렴 사망자들에 대한 역추적 조사도 다시 이루어져서 다행히도 사우디아라비아에서의 첫 환자가 발생하기 이전 중동 여러 지역에서 이미 메르스 바이러스 감염이 이루어지고 있다는 것을 알게 되었다.
메르스 바이러스에 감염된 사람의 증상으로는 발열을 동반한 기침, 호흡곤란, 숨 가쁨, 가래 등 호흡기 증상을 주로 보이며 그 이외에도 두통, 오한, 콧물, 근육통뿐만 아니라 식욕부진, 메스꺼움, 구토, 복통, 설사 등 소화기 증상을 나타 낼 수 있다.
메르스 바이러스가 어디서 왔을까 역추적을 하며 조사를 해 보았더니 낙타가 사람에게 메르스를 옮기는데 주범 역할을 했다는 증거를 여럿 확보하였다. 실제로 중동 지역 메르스 환자들을 대상으로 감염 경로를 분석 조사한 결과에 따르면 병원 내 감염 사례를 제외하고는 대부분 감염자들이 낙타와 직간접적으로 접촉했던 것으로 밝혀졌으며 중동 지역 농가에서 사육하는 여러 가축들을 조사했을 때, 낙타에게서만 유일하게 메르스 감염 증거인 항체가 나왔다.
그러나 사스와 마찬가지로 신종 바이러스 출현에 대해 알아야 할 것이 신종 바이러스가 동물에게서 사람으로 넘어 오기위해서는 종간 장벽을 넘어서야 하는데 그러기 위해 필수적으로 돌연변이나 바이러스 간 재조합 과정을 거쳐야만 한다는 점이다. 과거의 신종 바이러스에서도 그러하듯이 사람 바이러스로의 변신은 원래 그 바이러스를 가지고 있는 자연 숙주 동물이 아니라, 일반적으로 자연 숙주와 사람 간 바이러스를 연결하는 중간 전파 매개체 동물 몸속에서 일어나기 때문에 과학자들은 숨어있는 배후를 찾는데 주력하였다.
메르스 바이러스는 사스 바이러스와 같은 부류의 코로나 바이러스라는 사실이 밝혀졌기 때문에 첫 메르스 환자의 집 주변 지역에서 서식하고 있는 박쥐를 포획해 검사한 결과 박쥐 검체에서 2종의 코로나 바이러스가 검출되었으며 이 바이러스 유전자의 일부는 메르스 코로나 바이러스와 일치함을 발견하였다. 메르스는 발생한지 오래지 않아 아직 이집트 무덤박쥐가 메르스 바이러스를 퍼트린 진범이라고 확신하기에는 박쥐 바이러스를 세포배양으로 분리 배양하는데 실패했고, 바이러스 게놈의 중요 유전자 대부분이 분석되지 않아서 확실한 증거가 아직까지는 미비하다.
위의 두 바이러스를 조사하던 중 흥미로웠던 점은 두 바이러스가 유행할 당시 최선의 예방책으로 ‘슈퍼전파자’를 막아야 한다는 것이 커다란 화두였다는 점이었다.
슈퍼전파자
동일한 바이러스나 세균에 감염된 다른 개인보다 특별히 많은 이차접촉자를 감염시키는 숙주를 말한다. 사스 출현 당시 첫 번째 슈퍼전파자는 2010년 12월 중국 남부 광둥성의 한 식당에서 일하는 요리사이다. 이 환자는 사스에 걸린 후 치료 차 한 지역병원에 입원했다가 추가로 8명을 감염시켰으며 이와 마찬가지로 중국 광둥 의사 한명에게 잠시 들렀던 인턴 사원이 홍콩의 병원에 입웠했다가 143명을 감염시켰다. 그중 한 사람인 신장 투석 환자는 퇴원 후 자신이 살던 아파트 단지에 하룻밤 머물면서 입주민 213명을 감염시켰다.
더 나아가서 홍콩에 있는 병원에 입원해있던 동생 병문안을 간 한 노인은 비행기를 타고 북경으로 돌아가면서 비행기 승객 22명과 2명의 승무원을 감염시키는 등의 2차, 3차 슈퍼 전파자를 만들었다. 그래서, 사스는 중국에서 홍콩으로, 아시아 국가로, 북미 대륙 등 전세계로 바이러스가 순식간에 확산되었다. 메르스 역시 국내 첫 메르스 감염자가 중동에서 입국 후 확진될 때까지 여러 병원을 다니는 동안 30명의 2차 감염자가 발생했고, 16번째 감염자는 23명을, 14번째 감염자는 80명을 감염시켜 단 3명의 슈퍼전파자가 우리나라 전체 감염자의 72%를 병원에서 감염시켰다.
왜 이와 같은 슈퍼전파자가 나타나는 것인지 알아보니 사스나 메르스의 경우 감염자는 병증을 나타내지 않는 초기의 감염기간인 잠복기 동안에 바이러스를 배출하지 않는다는 공통점이 있었다. 즉, 잠복기 상태의 감염자는 다른 사람과 접촉하더라도 2차 감염을 일으킬 가능성이 거의 없지만 잠복기가 지나고 고열, 통증, 심지어 호흡곤란 등으로 이어지는 일련의 병증이 나타나는 기간에 바이러스는 몸 밖으로 배출되는데 이때 다른 사람을 감염시킬 수 있는 위험성이 높아지게 된다. 따라서 독감증상이 나타날 때 격리조치 등을 취하지 않고 계속 방치 될수록 병증은 악화되고 감염자는 보다 많은 바이러스를 배출하게 되기 때문에 슈퍼전파자가 발생하였고 사태가 악화되었던 것이다.
위와 같은 바이러스 전파를 막기 위해서는 메르스와 같은 바이러스가 병원 감염이 주된 원인이었다는 점을 염두하여 병원체의 농도나 실시간 상황을 측정할 수 있는 장비나 시스템을 마련하여 바이러스 감염을 진단할 수 있는 방법을 개발한다면 병원 안에서의 감염률을 낮출 수 있을 것이다.
또한 신종 감염병의 사망 원인을 조사해보니 패혈증으로 사망에 이른 사람이 많았다는 점에서 패혈증을 조절 할 수 있는 약물을 찾고 치료 방법을 개발하여 바이러스질환이 패혈증으로 이어지지 않도록 많은 연구를 거친다면 사망률을 낮출 수 있을 것이다.
마지막으로 대부분의 바이러스는 첫 감염자도 모르는 상태에서 들어오기 때문에 첫 환자를 철저하게 조사하여 빠르게 격리조치를 취해야 한다. 그리고, 병을 빠르게 퍼트리는 슈퍼전파자의 발생을 방지하기 위해 의심되는 환자를 초기에 격리조치를 취하면서 동시에 손 씻기 같은 개인위생 수칙을 병원에서 잘 지키도록 권고하며 실천한다면 바이러스가 지금보다는 빠르게 증식되는 것을 막을 수 있을 것이라 생각한다.
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