사스바이러스

사스바이러스는 급성 호흡기 증후군(severe acute respiratory syndrome coronavirus: SARS)을 유발하는 바이러스로 메르스 바이러스와 같은 코로나바이러스에 속하는 바이러스이다.

목차

사스바이러스(SARS coronavirus: SARS-CoV)는 Coronaviridae 과 Betacoronavirus 속에 속하는 바이러스이다.

SARS-CoV는 다른 코로나바이러스처럼 직경 100-160nm 정도의 원형구조의 외피에 둘러싸여 있고 표면에 왕관 모양의 돌기를 가지고 있다.

사스바이러스 전자현미경 사진 ()

사스바이러스는 약 27~32 Kb의 양성 단일가닥 RNA을 유전체로 가지고 있다. 사스바이러스의 RNA 5’ 말단은 cap화되어 있고 3’ 말단은 poly(A) 꼬리를 가지고 있어 그 자체가 mRNA로서 기능을 할 수 있다. RNA 바이러스 중 유전체 크기가 가장 크며 다양한 길이의 분절형 subgenomic mRNA를 합성하는 독특한 복제 기작을 갖고 있다. SARS-CoV는 13개의 유전자를 가지고 있어 최소 14종류의 단백질을 만든다.

숙주 세포로의 진입 후에 바이러스 RNA는 세포질로 방출되고, 일부 중첩되어 있는 ORF1a 와 1b는 pp1a와 pp1b를 생성하기 위해 번역된다. 번역된 단백질은 ORF1a에 의해 암호화 되는 단백질 분해효소에 의해 절단되어 RNA 복제효소-전사효소 복합체를 형성하는 비구조단백질을 생성한다. 이 복합체는 핵 주위의 소포체로부터 유래한 변형된 세포 내의 막에 위치하고, 복제와 전사를 통해 음성 가닥 RNA의 생성을 유도한다. 복제 과정 중 총 길이(full-length)를 가진 유전체의 음성 가닥 RNA 복사체가 생성되고, 총 길이를 가진 양성 가닥 유전체 형성을 위한 주형으로 사용된다. 전사 동안에는 비지속적 전사를 통해 7~9개의 아유전체 RNA 일부가 생성된다. 이 과정에서 아유전체 음성 가닥 RNA가 다양한 길이의 3’말단 유전체와 번역에 필요한 5’말단 선도서열과의 조합을 통해 생성된다. 이 아유전체 음성 가닥 RNA는 아유전체 양성 가닥 RNA로 전사되고, 다른 종류의 아유전체 mRNA들이 여러 개의 ORF를 갖고 있더라도, 첫번째 ORF만이 번역된다. 생성된 구조 단백질들은 소포체-골지체 중간체 구역 [ER-Golgi intermediate compartment (ERGIC)] 에서 뉴클레오캡시드와 바이러스의 외피로 조립되고, 조립된 바이러스 입자는 감염세포로부터 방출된다.

다양한 혈청학적 연구를 통해 SARS-CoV가 2002년 전에는 사람에서의 감염이 일어나지 않았음을 확인하였다. 동물(사향 고양이)에서 SARS-CoV가 유래되었다고 하더라도, 각 나라별 바이러스 분석 결과, 사람–사람 간의 전파를 통해 다양한 나라로 퍼져 나갔음을 알 수 있었다. 직접적인 접촉, 비말, 감염성 입자 혹은 공기를 통해 전파될 수 있고 임상 증상이 시작되자마자 전파가 가능한 것으로 알려져 있다. 여러 야생동물이 SARS-CoV와 유사한 코로나바이러스에 감염되나, SARS-CoV의 자연숙주는 관박쥐인 것으로 알려져 있다. SARS-CoV와 유사한 바이러스 유전자는 홍콩과 중국의 여러 지방의 사향 고양이 및 관박쥐로부터 확인하였으며, 30~85%의 박쥐에서 SARS-CoV와 유사한 코로나바이러스에 항체를 가지는 것을 확인하였다. 2002~2003년 사스 발생 바이러스의 원인은 야생동물 시장의 사향 고양이에서 기인한 것으로 추정하고 있으나 아직 정확하게 밝혀진 것은 없다.

SARS-CoV는 체외 환경에서 매우 안정적으로 존재한다. 이 바이러스는 상부와 하부 호흡기에 감염이 나타나 폐에 가장 심각한 손상을 일으키나, 여러 장기(신장, 간, 소장 등)와 대변에서도 바이러스가 확인된다. 아직 정확한 폐 손상 기작은 밝혀지지 않았으나, 대식세포에 감염된 후 과도한 면역작용이 유도되어 염증성 사이토카인이 증가해 폐조직의 파괴가 일어나는 것으로 보인다.

SARS-CoV의 임상적 증상은 일반적으로 감염 후 4~6일에 호흡기 증상이 시작되며 그 이후 고열, 실신, 근육통 같은 전신성 증상을 보인다. 일반적으로 SARS-CoV 감염에 의해 70~90% 환자에서 비정상적 간기능 증상과 70~95%의 림프구 감소증이 CD4와 CD8 T세포의 감소와 동반되어 나타날 수 있다.

사스바이러스에 감염된 Vero E6 세포 (출처: GettyimagesKorea)

SARS-CoV 의심 환자의 경우 바이러스 감염 시기 및 노출 시간에 따른 임상적 증상 등을 고려해야 한다. 바이러스 분리, 전자현미경, 혈청학적 분석, 항원 탐지, RT-PCR 등을 이용한 진단이 가능하나, 바이러스의 분리는 비교적 용이하지 않다. 혈청학적 진단법으로는 중화항체법, ELISA 그리고 면역형광법 등이 있다. 인체 코로나바이러스 감염 확인 시 가장 민감도 높은 방법은 혈청학적 분석이며 이때 급성기, 회복기 단계의 혈청을 사용한다. RT-PCR을 통한 진단도 점진적으로 증가하고 있다.혈청학적 분석과 RT-PCR을 복합적으로 시행하여 확진을 내리는데 RT-PCR은 초기 진단 시 이용하는 방법이고 혈청학적 진단은 감염 유무를 재확인하거나 비감염자를 구분해내는 데 이용한다.

현재까지 SARS-CoV의 인체감염증을 치료할 수 있는 항바이러스 약제는 없다. SARS-CoV 발병 초기에는 ribavirin을 사용하며, 감염 조직에서 면역 매개 손상을 억제하기 위해 고농도 스테로이드를 사용할 수 있다. 그 외에도 interferon-a, 면역 글로불린, 그리고 lopinavir/ritonavir 등이 사용된다.

약독화, 불활화, 단백질 발현, DNA 등을 기반으로 한 다양한 SARS-CoV 백신이 만들어졌으며, 이들 중 몇몇의 백신에서는 실험동물을 이용한 중화항체가 확인되기도 하였다. 또한 철저한 위생 관리를 통해 바이러스 전파를 조기 차단할 수 있다.

이찬희/충북대학교, 송윤재/가천대학교

이충호/동국대학교

[1]. E. de Wit,     N. van Doremalen,          D. Falzarano      and V. J. Munster. 2016. SARS and MERS: recent insights into emerging coronaviruses. Nature Reviews Microbiology 14, 523–534.

[2] Centers for Disease Control and Prevention. Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS).