에볼라바이러스

1979년 아프리카 콩고의 에볼라 강 유역에서 처음 바이러스가 발견된 이래 지금까지 주로 아프리카 지역에서 수 차례 유행하였으며, 발생 시 매우 높은 치사율을 보일 뿐 만 아니라 치료와 예방에 특별한 대책이나 기술이 수립되어 있지 않은 이유로 WHO 등의 국제기관에서 주의 깊게 관리하고 있는 병원체이다. 특히 2014년 서아프리카에서 수많은 희생자를 발생시켜 전세계의 주목을 받았다.

에볼라바이러스의 투과전자현미경 사진. RNA 바이러스이며 출혈열을 유발한다. (출처: GettyimagesKorea)

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에볼라바이러스는 Filoviridae 과에 속하는 RNA 바이러스이다. 에볼라바이러스는 다섯 가지 아형으로 분류되는데, 자이르형, 수단형, 레스턴형, 코트디브와르형, 분디부교형이 있으며, 이 중 자이르형이 가장 많이 유행하고 치사율도 높다. 레스턴형은 유일하게 아프리카 이외의 지역인 필리핀에서 원숭이로부터 발견되었으며 인간에게는 감수성이 없는 바이러스이다.

에볼라바이러스는 실 모양의 비리온을 가지고 있다. 비리온의 평균 직경은 80 nm, 평균 길이는 1000 nm 정도이며, 캡시드가 바이러스 RNA를 둘러싸고 있다. 표면에는 10 nm 크기의 당단백질 spike가 좁은 간격으로 외피막에 돋아나와 있는데 항원으로서의 기능이 큰 것으로 알려져 있다. 외피막과 뉴클레오캡시드 사이의 공간에는 VP40, VP24 등의 바이러스 단백질이 존재한다.

에볼라바이러스의 음성 단일가닥 RNA 유전체는 바이러스 증식에 필수적인 7개의 유전자를 암호화하는데, GP 유전자는 표면의 spike 당단백질을, L 유전자는 RNA중합효소를, NP 유전자는 핵단백질을, VP24, VP30, VP35, VP40 유전자들은 바이러스 단백질(VP)을 생산한다.

에볼라바이러스의 단일 음성 가닥 RNA 유전체는 바이러스 입자에 포함되어 들어온 RNA 중합효소에 의해 3‘말단부터 순서적으로 전사되어 7가지의 mRNA를 생성하여 단백질을 만든다. 이후 전체길이의 양성가닥 RNA가 만들어지고 이는 새로운 음성 가닥 RNA 게놈의 합성에 주형으로 사용된다. 생성된 게놈 RNA는 빠르게 캡시드에 둘러싸이게 되며, 완성된 뉴클레오캡시드와 외피 단백질들은 숙주의 세포막과 상호작용하여 방출된다.

만성감염된 VERO E6 세포(노란색)로부터 출아하는 사상형 에볼라바이러스 입자(파란색). (출처: GettyimagesKorea)

1979년 아프리카의 수단과 자이르 지역 (현재는 콩고민주공화국)에서 처음 발견된 에볼라바이러스는 대체로 과일박쥐가 중간숙주로 생각되고 있으나 그 외에도 고릴라, 침팬지 등 다양한 아프리카 원산 동물이 감염되는 것으로 알려져 있으며, 아프리카 지역의 개발 및 도시화 과정에서 인간에게로 전파되었을 것으로 추측된다. 다른 여러 바이러스와 달리 공기로는 매개되지 않는 것으로 알려져 있다.

에볼라바이러스에 감염되면 짧은 잠복기(평균 8~10일)가 지난 후에 급성으로 심한 두통, 오열, 근육통, 구토 등의 증세가 나타나며 고열이 지속되는 동안 중증의 설사 증세와 이에 따른 탈수현상 및 기침을 동반한 흉통이 나타나는데, 이러한 초기 증상은 장티푸스, 말라리아, 라싸열이나 마버그열 환자의 증세와 구별하기 어렵다. 상당수의 중증 환자의 경우 전신무력증으로 이어지고 혈압강하 및 의식저하가 뒤따르며 사망에 이르게 된다. 잠복기는 최소 2일에서 최대 21일로 감염이 의심된 날로부터 21일이 지난 후에는 통상적으로 발병 가능성이 없을 것으로 생각되며, 증상이 나타난 후 회복되는 환자는 발병 후 평균 10~12일이 경과되면 발열이 감소하고 통증 등의 증세가 완화되기 시작한다. 회복 증세를 보이는 환자 중에서도 바이러스의 증식 상황에 따라 다시 중증으로 재발하기도 한다.

에볼라바이러스의 감염은 PCR 기법을 이용하여 혈액 내의 에볼라바이러스 RNA 존재 유무를 검사하여 진단한다. 다만 에볼라바이러스는 다른 병원체에 비해 매우 위험하고 치사율이 높아서 치료 과정뿐 아니라 의심 환자의 검체를 검사하는 과정에서도 생물안전실험 수준 4등급(biosafety level 4: BSL4)의 규정이 적용되어서 검체 이송, 검사 등의 전 과정에서 전신보호복을 착용하고 밀폐된 BSL4 실험 공간에서 시행하여야 한다. 보통 6시간 이상이 걸리는 PCR 검사법을 개선한 방법으로 종이를 이용한 장치에 혈액이나 침을 묻혀서 색깔의 변화로 1시간 이내에 감염 여부를 검사할 수 있는 신속진단키트도 개발되었으나 PCR 검사법만큼 정확하지는 않다.

에볼라 예방백신의 경우 오래 전부터 연구가 진행되어 왔으나 2014년 서아프리카 상황 이전까지는 급한 수요가 없었고, 더불어 대부분의 연구 과정이 BSL4 실험실에서 수행되어야 한다는 공간상의 제약으로 인해 아직 상용화할 수준의 백신 후보물질은 개발 되지 않은 상황이다.

치료제의 경우도 백신과 크게 다르지 않아서 에볼라 감염 환자를 치료하는 전문적인 치료제는 개발된 것이 아직 없다. 항체 신약으로는 잘 알려진 ZMapp이라는 3종류의 에볼라바이러스 항체 칵테일이 바이오파밍 기술을 이용하여 개발되어 2014년 미국과 아프리카 등에서 제한적으로 사용되기도 했으나 확실한 효능은 아직 분석되지 않았다.

이찬희/충북대학교, 송윤재/가천대학교

이충호/동국대학교