인플루엔자바이러스

인플루엔자 바이러스는 사람과 다양한 종류의 동물에서 호흡기 질병을 유발하는 바이러스이다. 인플루엔자 바이러스에 의해 사람에서 발생하는 호흡기 질병을 독감이라고 일컬으며, 일반적인 감기와는 차별화 된다. 가령, 독감은 감기와 달리 섭씨 38도 이상의 고열을 동반하는 것이 특징적이다.

목차

바이러스 입자는 일반적으로 직경이 80~120 나노미터 정도인 다형성 구형이나, 경우에 따라 실모양의 사상 구조를 갖기도 한다. 막으로 둘러싸여 있는 외피보유바이러스이며, 외피막에는 특정 당단백질이 존재한다. 가령, A형과 B형 바이러스는 대표적인 외피막 당단백질로서 헤마글루티닌(HA)과 뉴라미니데이즈(NA)를 가지고 있다. 외피막 내부에는 M1 기질 단백질 층이 존재하며, 기질 단백질 안쪽으로 유전물질이 뉴클레오캡시드 단백질과 결합된 형태로 존재한다. 유전물질은 단일가닥의 RNA이며, 하나가 아닌 7~8개의 절편으로 이루어져 있다.

인플루엔자바이러스 전자현미경 사진 ()

바이러스 분류 국제 위원회 분류상 오르쏘믹소바이러스과(Orthomyxoviridae)에 속한다. 바이러스의 기질 단백질과 뉴클레오캡시드 단백질에 대한 면역학적 특성(항원특이성)에 따라 크게 세 가지 타입, 즉 A, B, C형으로 분류된다. 이중, A형 바이러스는 HA와 NA 단백질의 항원특이성에 따라 18개의 HA 및 11개의 NA로 세분되며, 이들의 조합에 의해 A형 바이러스의 아형이 결정된다(가령, H1N1, H5N1 등). 이와 달리 B형 바이러스는 아형 대신 크게 두 개의 계통(빅토리아와 야마가타)으로 다시 분류된다.

인플루엔자 바이러스의 명명법은 임상검체의 경우에는 ‘타입(A, B 또는 C)/분리지역명/분리주번호/분리연도’로 명명하며, 동물검체의 경우에는 ‘타입/동물종류/분리지역명/분리주번호/분리연도’로 명명한다.

인플루엔자바이러스 명명 방식 ()

인플루엔자 바이러스의 유전물질 복제는 다른 RNA 바이러스들과 달리 숙주세포의 핵 내에서 발생한다. 인플루엔자 바이러스의 외피막 단백질인 HA가 숙주세포의 세포막에 존재하는 세포 수용체와 결합하면 바이러스 입자가 숙주세포의 세포질 내로 들어가게 된다. 인플루엔자 바이러스의 세포 수용체는 현재 정확히 밝혀지지 않았으나, 시알산이 결합되어 있는 세포막 물질로 추정되며, HA가 세포 수용체의 시알산 부위와 결합하는 것으로 알려져 있다. 세포질 내로 들어간 바이러스 입자 내의 유전물질은 세포의 핵 내로 들어가고 핵 내에서 유전물질의 복제가 일어난다. 복제된 바이러스 유전물질은 핵으로부터 세포질로 이동하고 세포질 내에서 바이러스 단백질 합성과 자손 바이러스 입자 조립이 일어난다. 이후, 자손 바이러스의 세포 방출이 발생한다.

A형 바이러스는 인플루엔자 바이러스 중 감염성과 병원성 면에서 가장 대표적인 타입이다. A형 바이러스는 조류 및 사람을 포함한 다양한 종의 포유류에 감염할 수 있다. 이 중, A형 바이러스의 자연 숙주는 야생 철새로 알려져 있으며, 종간감염을 통해 조류로부터 포유류로 전이가 발생한 것으로 추정한다. A형 바이러스는 B형 바이러스와 함께 계절형 독감을 일으키고 있는데, A형 바이러스 중 계절형 독감의 주요 원인은 H1N1 및 H3N2 아형 바이러스이다. 계절형 독감의 임상증상은 개인에 따라 차이가 있을 수 있으며, 무증상에서부터 심한 폐렴까지 다양하다. 또한 경우에 따라 치사율을 나타낼 수 있는데, 주로 65세 이상의 노년층에서 발생하며, 전 세계적으로 한 해에 약 25~50만 명이 이로 인해 사망하는 것으로 보고되고 있다. 주요 임상증상은 두통, 오한, 기침, 발열, 식욕부진, 근육통, 피로감, 콧물, 재채기, 인후통 등을 포함한다. A형 바이러스는 계절형 독감뿐만 아니라 인플루엔자 대유행(pandemic)을 유발할 수 있는데, 가장 최근에 발생한 인플루엔자 대유행은 2009년에 A형 바이러스 중 H1N1 아형 바이러스에 의해 발생한 바 있다. 20세기에는 세 번의 인플루엔자 대유행이 있었으며, 이 중 가장 큰 피해를 야기한 것은 1918년에 발생한 스페인 독감으로 알려져 있다. 당시 스페인 독감에 의한 사망자 수는 전 세계적으로 5천만 명 이상인 것으로 추정하고 있다. B형 바이러스는 사람, 물개, 흰담비(ferret)에 감염할 수 있는 것으로 알려져 있으며, 이 중 주요 숙주종은 사람이다. 빅토리아와 야마가타 계통 모두 사람에게 계절형 독감을 유발한다. C형 바이러스는 사람, 돼지, 개에 감염할 수 있으며, A형과 B형 바이러스에 비해 병원성과 발생빈도가 현저히 낮다.

인플루엔자 진단은 항원-항체 면역반응을 이용한 신속항원검사법이 가장 일반적으로 많이 사용되고 있으며, 인플루엔자 바이러스를 다른 호흡기 바이러스와 구별하거나 인플루엔자 바이러스의 타입 또는 아형을 구별할 수 있는 감별진단법 등이 있다. 고병원성 인플루엔자 바이러스의 경우에는 확진을 위한 진단법으로 중합효소연쇄반응을 이용한 유전자 진단법을 이용한다. 이외에도 세포나 유정란을 이용한 바이러스 배양법, 면역형광법, 혈청학적 검사법 등이 활용되고 있다.

계절형 독감을 예방하기 위하여 불활화 사백신 및 약독화 생백신이 사용되고 있다. 세계보건기구는 매년 인플루엔자 백신주를 새롭게 선정하고 있으며, 이를 활용하여 각 제약회사는 매년 새로운 계절형 독감 예방 백신을 생산한다. A형 바이러스 2종(H1N1 및 H3N2)과 B형 바이러스 1종(빅토리아와 야마가타 계통 중 하나)을 이용하여 생산한 3가 백신을 사용해 왔으나, B형 바이러스의 두 계통이 동시에 유행하는 경우가 많아 최근 일부에서 4가 백신의 형태로 백신을 제조하기 시작하였다. 계절형 독감 예방 백신은 제조상의 문제로 인플루엔자 바이러스가 유행하기 전 세계보건기구가 미리 백신주를 선정하므로 백신주와 면역원성이 다른 바이러스가 유행할 경우 백신의 효능이 크게 감소하는 문제점을 가지고 있다. 따라서 유행주를 정확하게 예측하여 백신주를 제대로 선정하는 것이 매우 중요하다.

인플루엔자 치료제는 크게 두 가지 종류가 있는데, M2 기질 단백질 억제제와 NA 단백질 억제제이다. NA와 M2는 둘 다 바이러스 외피막 단백질인데, M2 기질 단백질은 이온채널 역할을 하는 단백질로서 바이러스 생활사 초기에 세포질 내로 들어온 바이러스를 탈각시키는데 관여한다. 이와 달리, NA 단백질은 바이러스 생활사 후기에 복제된 자손 바이러스가 세포 밖으로 방출되는데 관여한다. M2 기질 단백질 억제제로는 아만타딘과 리만타딘이 있으며, NA 단백질 억제제로는 오셀타미비어와 자나미비어가 있다. 이 중, 오셀타미버어는 ‘타미플루’라는 상표명으로 유명하다. 현재 사용 중인 인플루엔자 치료제의 문제점은 지속적으로 내성 바이러스를 야기하고 있다는 점이며, 특히 M2 기질 단백질 억제제에 대한 내성 문제가 보다 심각하다. 따라서 인플루엔자 바이러스 내성 문제를 해결할 수 있는 새로운 치료제 개발이 필요하다고 할 수 있다.

이찬희/충북대학교, 송윤재/가천대학교

이충호/동국대학교

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