후천성 면역결핍증

후천성 면역 결핍증(Acquired Immune Deficiency Syndrome: AIDS)은 1981년 미국에서 최초로 발견되었고, 그 병인으로는 HIV (Human Immunodeficiency Virus)에 의한 감염인 것으로 밝혀졌다. HIV는 19세기 말 또는 20세기 초에 아프리카 중서부 지역에서 유래한 것으로 추정된다. AIDS에 대한 UN 합동프로그램(The Joint United Nations Programme on HIV/AIDS: UNAIDS)의 조사에 의하면 2015년 말 현재 약 36,700,000명이 HIV에 감염되어 있고, 이 해에 약 2,100,000명의 새로운 감염이 발생하였다. HIV 감염자의 대부분은 아프리카 사하라 남부 지역에 거주하고 있다. 새로운 감염자 수는 점차 줄어들고 있는 추세이고, 2015년 감염자 중 약 15만명이 어린이로서 2010년(29만명 감염)에 비하면 그 수가 약 절반으로 줄어들었다. 2015년에 약 1백 10만명이 AIDS관련 질병으로 사망하여 사망자수도 매년 줄어들고 있으며, AIDS의 최초 발견 이후 2015년 말까지 약 7천8백만 명이 HIV에 감염되었고, 약 3천5백만명이 AIDS 관련 질병으로 사망하였다. 2015년 현재 HIV 감염자의 약 46%가 치료를 받고 있고, 임신한 감염자 중 약 77%가 태아로의 전염을 막기 위해 치료받고 있다.

목차

감염초기에는 어떠한 징후도 발견되지 않거나 잠시 감기 초기와 같은 증상을 경험할 수 있다. 이 후로 전형적으로 아무 증상이 발견되지 않는 잠복기를 거쳐, 감염이 진행됨에 따라 면역시스템에 이상이 발생하면서 결핵과 같은 기회 감염과 정상적인 면역 능력을 가진 사람에게서는 잘 나타나지 않는 종류의 암 등의 발생 위험이 높아진다. 이 같은 후기의 감염 상황에서는 혈액 내 CD4⁺ T 세포의 수가 200/1ml 이하로 떨어지고, 이 단계를 AIDS라 정의한다.

HIV는 사람의 CD4⁺ T세포, 대식세포, 수지상세포와 같은 면역계의 세포를 주로 감염하는 레트로바이러스로, 직ㆍ간접적으로 CD4⁺ T세포를 죽인다. HIV는 렌티바이러스(lentivirus) 속에 속하며, 양성(positive-sense)의 단일 가닥 RNA를 포함하고 있다. 표적 세포에 감염한 후, 바이러스의 RNA유전자는 바이러스 자체적으로 보유하고 있는 역전사효소에 의해 이중나선의 DNA로 전환된다. 이렇게 생성된 바이러스 DNA는 핵으로 이동하여 바이러스의 유전자에 의해서 생성되는 인테그레이즈(integrase)와 숙주세포의 보조인자에 의해 세포 핵내의 DNA속으로 삽입된다. 바이러스 DNA가 세포 DNA에 삽입되면 잠복기에 접어들고, 면역체계의 감시로부터도 피할 수 있게 된다. 또는 바이러스가 전사되어 새로운 RNA 유전체와 바이러스 단백질들을 생산하여 새로운 바이러스를 꾸려서 세포로부터 방출되고, 이 바이러스는 새로운 생활사를 반복하게 된다.

그림1. HIV 바이러스의 구조 (출처: 한국분자·세포생물학회)

HIV 바이러스는 HIV-1과 HIV-2의 두 형태가 밝혀져 있다. HIV-1이 최초로 발견된 형태의 바이러스로 전세계 HIV 감염의 대부분은 이 형태에 의한 것이다. HIV-2는 HIV-1에 비해 감염성이 낮아 전염성이 떨어지며, HIV-2 감염은 주로 서아프리카에 국한되어 나타나고 있다.

HIV는 3가지의 주 경로를 통해 감염된다. 즉, 성적인 접촉, 감염된 혈액이나 혈액 산물과의 접촉, 그리고 임신, 출산, 또는 수유 동안 모체에서 태아로의 감염(수직 감염)이다. 마약 투여 중 주사기의 공유, 감염된 혈액이나 혈액 산물의 수혈, 또는 멸균되지 않은 주사기를 사용하는 경우 등은 두번째 경로의 주요 경우이다. 감염된 혈액을 포함하지 않는 한, 배설물, 콧물, 침, 가래, 땀, 눈물, 소변, 또는 구토물 등을 통해서는 HIV에 감염될 위험은 없다.

HIV이 세포를 감염할 때 바이러스 표면의 당단백질(gp120)이 CD4단백질에 결합하지만, 또 다른 단백질인 CXCR4 또는 CCR5가 공동수용체로 필요하다. 이들은 케모카인 수용체로서, T세포를 주로 감염하는 HIV-1은 CXCR4를 이용하고, 대식세포를 주로 감염하는 바이러스는 CCR5를 이용한다. 이는 다른 종류의 HIV-1이 T 세포 또는 대식세포를 주로 감염하는 현상을 설명해 준다.

HIV 감염에 의한 체내 CD4⁺ T세포의 고갈은 면역체계를 약화시켜 기회 감염이 일어날 위험성이 커진다. T세포는 면역 반응에 필수적이고, 이들이 없이는 감염균에 대응하지 못하고 또한 체내에서 발생하는 암세포를 제거하지 못한다. HIV에 감염된 CD4⁺ T세포는 바이러스가 용해를 일으켜 파괴되거나 CD8⁺ 킬러 T세포에 의해서 제거되며, 또한 만성인 단계에서는 새로운 T세포의 생성 능력도 떨어짐으로써 CD4⁺ T세포 수가 감소하여 AIDS가 나타나게 된다.

그림2. HIV 감염에 따른 혈액 내 CD4⁺ T세포 수와 HIV 수 간의 관계 (출처: 한국분자·세포생물학회)

대부분의 사람들은 HIV에 처음 감염된 후 3-12주 사이에 바이러스에 특이한 항체를 생산하므로(혈청전환), 혈액 내의 HIV 특이 항체를 검출함으로써 감염 여부를 판별할 수 있다. 혈청전환이 일어나기 전 또는 그 이후에도 HIV 감염 진단은 주로 PCR을 통하여 HIV RNA를 확인함으로써 이루어진다. 18개월 미만의 신생아에 대한 진단은 모체로부터 받은 항체가 지속적으로 존재할 수도 있기 때문에 주로 PCR로 HIV RNA나 DNA를 확인함으로써 이루어진다.

AIDS의 확산을 막는 가장 좋은 방법은 HIV의 감염이나 AIDS로의 진행을 억제하는데 효과적이고 안전한 백신을 개발하는 것이다. 그러나, 현재 HIV나 AIDS에 대하여 공식 허가가 난 백신은 없다. 백신 개발이 어려운 가장 큰 이유는 HIV의 돌연변이가 매우 빠른 속도로 일어나기 때문이다. 또한 백신 개발을 위한 적절한 질병 모델의 확보가 용이하지 않은 것도 장애 요인이다.

현재까지 AIDS에 대한 치료법은 개발되지 않았으나, 여러가지 항레트로바이러스 약의 혼합물인 HAART(highly active antiretroviral therapy)를 이용하여 바이러스의 수를 낮추고 병의 증세를 일부 개선하는 등, 질병의 진행을 늦추는 요법이 사용되고 있다. HAART는 여러 단계에서 작용하는 약들을 혼합 사용함으로써 한 두가지의 약에 저항성을 획득하는 바이러스의 매우 빠른 돌연변이 능력을 극복함으로써 효과를 발휘하는 것으로 보인다. HAART는 많은 경우에 환자에게서 바이러스를 검출할 수 없을 정도로 그 감염 정도를 낮추어 정상적으로 생활할 수 있을 정도로 개선의 효과를 보인다. 그러나, 이 약을 지속적으로 복용해야 하고, 이에 따라 이 약에 저항성을 갖는 돌연변이 바이러스가 나타날 위험이 있으며, 일부 환자에게서는 매우 심각한 부작용이 나타나는 문제점이 있다.

HIV, 레트로바이러스, CD4 T 세포, gp12, 혈청전환, HAART(highly active antiretroviral therapy)