수두대상포진바이러스

수두대상포진 바이러스(Varicella-zoster virus: VZV)은 1차 감염시 수두 (varicella, chickenpox)를 일으키며, 이 VZV 감염의 재발 시 대상포진(herpes zoster, shingles)을 유발한다. VZV의 특징으로 ① 신경세포에서 잠복 감염을 형성하며 후에 재활성화 되어 질병을 일으키고, ② 중증으로 질병이 발전하는 것을 억제하기 위해 세포매개 면역이 중요하며, ③ 병변 부위의 특징적인 물집을 형성한다.

목차

VZV는 Herpesviridae 과 Varicellovirus 속에 속하는 바이러스이다.

VZV 외피막이 있는 구형의 바이러스로 직경은 180~200 nm이다. 바이러스의 지질 외피는 정이십면체 형태로 배열된 162개의 오량체와 육량체의 캡소머를 둘러싸고 있다. 캡시드는 피막(tegument) 단백질에 의해 둘러싸여 있고, 이 단백질들은 감염된 세포에서 복제과정에 중요한 역할을 하며 8 nm의 당단백질이 박혀있는 지질 외피가 둘러싸고 있다.

수두대상포진 바이러스 전자 현미경 사진 (출처: )

VZV는 125kbp의 이중가닥 선형 DNA를 유전체로 가지고 있으며, 인간 허피스바이러스 중 가장 작은 유전자를 가지고 있다. 유전체는 S 분절과 L분절, 그리고 이들의 양쪽에 존재하는 역반복 서열로 구성되어있으며 4개의 이성질체를 생성 할 수 있다. 유전체에는 약 70여개의 ORF가 존재한다.

VZV는 바이러스 입자가 점막 상피에 도달했을 때 감염된다. 복제 후 바이러스가 T 세포에 접근할 수 있는 편도와 다른 림프 조직에 전파되며, 감염된 T 세포는 바이러스를 복제 장소인 피부로 이동시킨다. VZV는 바이러스혈증을 통해 신경 엑손을 따라 신경 핵에 전달된 후 감각 신경절에서 잠복기에 들어가며, 재활성화는 피부에서 발병을 위해 복제의 2차 단계 진입을 가능 하게한다. VZV 입자는 세포막에 결합 후 융합하여 피막 단백질과 함께 뉴클레오캡시드를 방출한다. 방출된 캡시드는 핵공에 결합하고, 유전체 DNA는 핵으로 주입된 후 원형화된다. HSV-1과 같이 즉시초기유전자가 발현된 후, 초기, 후기 유전자가 차례로 발현된다. 뉴클레오캡시드는 새로이 생성된 유전체 DNA와 조립되고, 핵막으로 이동하여 핵 밖으로 방출된다. 캡시드는 세포질로 들어가고, 바이러스의 당단백질은 골지체에서 성숙해진다. 피막단백질은 소포체에서 조립되며 캡시드는 이차 외피화를 겪고, 세포 표면으로 수송되어 바이러스가 방출된다.

호흡기를 통해 VZV 감염이 일어나기 때문에, 수두는 전 세계적으로 발생하며 특히 어린이에게 전염성이 매우 높은 질환이다. 수두나 대상포진이 있는 사람이 유일한 전염원인데, 피부 병변이나 호흡기 분비물을 통해 전파된다. 선진국의 경우 성인의 90% 이상이 VZV 항체를 가지고 있다. 대상포진은 잠복 감염 상태에 있던 바이러스가 재활성화 되면서 발생한다. VZV 감염군의 10~20%에서 발병하며 나이와 함께 발병률이 증가한다.

같은 VZV가 수두와 대상포진을 일으키지만, 수두와 대상포진은 서로 다른 임상 증상을 나타낸다. 수두의 잠복기는 9~21일이며 전염력은 발진이 나타나기 2일 전부터 6일 간 또는 수포가 각질화될 때까지 지속된다. 전염 경로는 환자의 기도 분비물의 비말 흡입이나 직접적인 신체 접촉에 의한다. VZV는 1차 감염(수두의 임상 형태)을 일으킨 후에 인체 내에 십수 년간 잠복 감염 상태로 있다가 인체의 노화가 진행되어 면역 기능이 저하되면(특히 세포성 면역기능) 다시 증식을 시작하여 재발 감염(대상포진의 임상 형태)을 일으킨다. 수두는 열을 동반한 수포성 발진이 온몸에 나타나며 전염력이 매우 강하고 감수성이 있는 집단에서는 유행을 일으키는 데, 건강한 소아의 경우 대부분 열과 발진, 수포 등의 증상이 있은 후 스스로 회복되지만 피부에 반흔을 남기는 경우도 있다. 수두의 발병기작은 상기도에서 VZV가 증식한 후 혈류를 타고 피부로 퍼지고, 감염된 세포가 융합되고 부풀어져 터진다. 반면 대상포진은 주로 성인에서 면역이 저하되면 피부의 한쪽 피판에만 국한된 통증을 동반한 수포성 발진이 나타나고 유행의 양상은 없다.

수두대상포진바이러스 병변 (출처: GettyimagesKorea)

수두 및 대상포진에 대한 진단은 보통 임상적인 진단으로 충분하다. 발병 2~3주 전에 바이러스에 노출되었거나 질병 양상, 발병 나이 등 역학적 요소와 발진 등의 임상적인 양상으로 진단할 수 있다. 실험실 진단 방법으로는 수포에서 핵 내 봉입체를 가지는 다핵 거대세포를 검출하는 것으로 진단할 수 있으며, 면역형광염색법, PCR, 보체결합법, ELISA 등으로 바이러스 항원 또는 유전자를 검출한다. 치료는 항바이러스제를 사용하며, 예방은 약화된 백신을 사용한다. 면역체계가 손상된 사람에게는 면역 글로불린을 통한 수동 면역을 형성시켜서 예방한다. VZV에 감염된 성인이나 면역결핍증 환자, 또는 대상포진 환자에게는 항바이러스제가 투여되며, VZV에 감염된 어린이에게는 보통 항바이러스제를 투여하지 않는다. Acyclovir, famiclovir, valcyclovir가 치료에 사용된다. 수두 및 대상포진 예방으로 약독화된 VZV 백신을 접종한다. 대상포진 백신은 수두백신과 같은 백신바이러스주를 사용하지만 수두백신보다 10배 이상의 많은 양의 바이러스가 들어있으며, 세포성면역을 타깃으로 한다. 수두백신은 우리나라를 비롯하여 현재 14개국이 기본예방접종으로 지정하고 있으며, 우리나라에서는 1회, 미국과 일본에서는 2회 접종을 실시하고 있다. 현재 시판되는 VZV 백신으로는 국외에서 개발된 Varivax와 Varilrix, 국내에서 개발된 수두박스 등이 알려져 있다. 대상포진 백신은 60세 이상의 성인과 노인에게 1차례 접종하는 것이 추천된다. 수두백신과 대상포진 백신은 병의 발생을 완전히 억제하지는 못하지만, 발병한 경우 그 증상이 경미하고 회복시기를 앞당기는 효과를 보인다.

이찬희/충북대학교, 송윤재/가천대학교

이충호/동국대학교

[1]. L. Zerboni, N. Sen, S. L. Oliver and A. M. Arvin. 2014. Molecular mechanisms of varicella zoster virus pathogenesis Nature Reviews Microbiology 12, 197–210

[2] A. M. Arvin and D. Gilden, "Varicella-Zoster Virus", in Fields Virology, D.M. Knipe, P.M. Howley et al., Eds., pp.2015-2057, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, PA, USA, 6^th edition, 2013.