황열바이러스

황열바이러스 (Yellow fever virus: YFV)는 모기를 매개로 종간 전파된다. Flavivirus의 flavi는 라틴어 flavus (노란색)에서 유래되었으며, YFV 감염 시 황달을 수반하는 데에서 명칭이 비롯되었다. 1927년 Mahaffy와 Bauer가 아프리카 가나에서 발생한 황열병 환자의 혈액을 rhesus 원숭이에 주입한 뒤, 원숭이로부터 YFV를 최초로 분리하였으며, 이후 YFV는 Flavivirus 속 바이러스의 유전자, 구조, 복제, 분자 기능, 병원성 등에 관한 연구의 모델 바이러스로 활용되어 왔다.

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YFV는 Flaviviridae의 Flavivirus 속에 속하는 바이러스이다.

YFV는 외피막을 가지는 정이십면체의 바이러스로 직경은 18~25 nm이다.

황열바이러스의 투과전자현미경 사진 (출처: GettyimagesKorea)

YFV는 유전체로 약 11-kb의 양성 단일가닥 RNA를 가지며, 다른 Flavivirus와 같이 5’과 3’ 말단에 각각 약 100개의 뉴클레오티드와 약 600개 뉴클레오티드의 비암호화 부위를 가지고 있다. 3종의 구조 단백질 (Capsid: C, Premembrane: prM, Envelop: E)과 7종류의 비구조 단백질(NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B, NS5)이 하나의 긴 다단백질로 발현되며, 이후 peptidase에 의해 각 단백질로 절단된다. YFV는 총 7개의 유전자형으로 나뉘며 (서부 아프리카 2개, 동부/중 앙 아프리카 1개, 동부 아프리카 1개, 앙골라 1개, 미대륙 2개), 이들은 염기서열상 10-20%의 차이를 보인다.

황열병은 주로 Aedes aegypti (이집트숲모기)와 Haemagogu 속 모기에 의해 영장류에 감염된다. YFV에 감염된 모기에 물렸을 때 모기의 침샘 속에 있던 바이러스가 체내 혈액으로 침투하게 되고, 다른 Flavivirus와 같이 숙주세포의 다양한 수용기에 부착되어 내포 과정을 거친다. 감염된 세포는 림프절로 이동하고, 국소 림프절에서 증식된 바이러스는 혈류를 통하여 다른 장기로 퍼져 나간다.

주로 아프리카와 중남미의 열대 지역에 황열병이 발생한다. 1900년 Walter Reed는 미 군대 내에 유행한 황열병 전염 경로를 연구하는 과정에서 이전에 황열병 환자의 혈액을 빤 모기에 물린 사람이 이 병에 전염된다는 사실을 발견하고, 환자의 혈액에 질병을 유발하는 원인 물질이 있음을 제시하였다. Walter Reed는 황열병이 Aedes aegypti 모기를 통해 전파됨을 확인하고, 황열병에 걸린 사람을 모기가 없는 환경으로 격리시킴으로써 황열병의 전파를 효과적으로 차단할 수 있게 하였다.

황열은 A. aeqypti 외에도 Aedes 속 모기와 Haemogogus 속의 여러 종의 모기에 의해 전파된다. YFV에 감염된 모기가 열대 숲 지역의 영장류를 감염시키고, 감염된 영장류의 혈액을 빨아먹은 모기가 인근 거주지 사람들을 감염시켜 사람에게 전파되는 경로가 있다. 한편 모기가 많은 인구 밀집 지역에서 감염자가 생길 경우 모기가 이 감염자의 혈액을 빨아먹고 다른 사람에게 전파하여 YFV에 면역력이 없는 사람 간에 대규모 황열병 유행을 발생시킬 수 있다.

감염 후 잠복기는 3~6일 정도이며, 감염자의 대부분은 무증상 또는 가벼운 증상 (발열, 두통, 근육통, 오한, 구역질, 구토, 식욕 부진)을 나타내고 3~4일 후에 증상이 사라진다. 그러나 일부 (15%)의 사람에서는 독성기로 진행되어 열이 다시 오르며 맥박이 빨라지고 복통, 구토가 잦아지며, YFV의 간세포 파괴로 인한 급격한 황달, 급성신부전, 위장관 뿐만 아니라 눈, 코, 입에서 출혈이 발생하기도 한다. 독성기로 진행된 경우는 백혈구 감소 현상도 보이며 20~50%가 발병 후 7~10일 사이에 사망한다고 알려져 있다.

황열바이러스 유행 지역 (출처: )

황열병 진단은 의심 환자의 혈액에서의 바이러스 분리 및 유전자 검출 시험, 혈청에서의 항체 검출 방법을 이용한다. 혈청학적 검사를 위하여 발병 직후 혈청과 발병 후 10~14 일의 혈청을 수집하여 사용한다. 바이러스 유전자 검출 검사는 급성기 검체에서 혈청학적 검사가 음성일 경우, 최근 바이러스에 감염 되었는지의 여부를 확인하기 위해서 실시하며, 변이가 적은부분의 특이 유전자 부분을 RT-PCR로 확인한다.

황열병의 치료제는 특별히 없으며, 증상이 발생할 경우 이를 완화시키는 방법을 사용한다. 급성신부전의 경우 혈액 투석이 필요하며, 출혈의 위험을 높일 수 있는 아스피린 등을 복용해서는 안 된다. 황열병의 예방에는 YFV 백신주인 17D 주를 이용한 생백신이 개발되어 있으며, 현재 상용 중인 바이러스 생백신 중에 가장 오래되었다. 17D 주는 Asibi주의 계대 배양을 통하여 약독화된 바이러스로 황열병 위험 국가 거주 또는 여행 시에 접종하여야 하며, 10년을 주기로 재접종한다. 2개의 아형 주인 17DD, 17D-204가 각각 17D에서 유래되었으며, 17DD주가 1937년 브라질에서 처음 사용되었고 1945년 이후 전 세계적으로 약 5억 회 분량의 백신이 접종되었다. 황열병 백신주는 Asibi 주의 50 개의 뉴클레오티드가 변이되었으며, 이는 13개의 아미노산 변이로 이어졌으며, 이 중 5개 아미노산이 E 단백질에 해당되는 변이로 병원성 YFV에서는 보존된 아미노산 위치이다. 황열병 백신주 17D 개발 공로로 Max Theiler 박사가 1951년 노벨 생리의학상을 수상하였다.

이찬희/충북대학교, 송윤재/가천대학교

김재욱/국제백신연구소

[1]. A. D. Barrett and T. P. Monath. 2003. Epidemiology and ecology of yellow fever virus. Adv Virus Res. 61: 291-315.

[2] World Health Oraganization. Yellow fever. May 2016.