B형 간염 바이러스

B형 간염 바이러스(Hepatitis B virus: HBV)는 간을 감염시킴으로써 생명을 위협할 수 있는 바이러스이다. 전 세계적으로 만연하며 급성과 만성 간 질환 모두를 유발할 수 있다.

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HBV는 Hepadnaviridae에 속하는 바이러스이다.

HBV 입자는 지질 외피막과 정이십면체 뉴클레오캡시드로 구성되어 있다. 뉴클레오캡시드는 바이러스 DNA와 역전사 활성을 가진 DNA 중합효소를 둘러싸고 있으며, 지질 외피막에는 친화세포와 결합 후 진입할 수 있는 단백질들이 박혀 있다. HBV의 직경은 약 42 nm로 동물 바이러스 중 가장 작은 외피 바이러스이다.

Dane 입자로도 알려진 B형 간염 바이러스의 투과전자현미경 사진 (출처: GettyimagesKorea)

HBV는 부분적인 이중가닥의 형태로 양끝이 연결되지 않은 원형의 DNA를 유전체로 가지며 특이하게도 유전체 복제에서 역전사 반응을 필요로 한다. 총 길이 가닥(full length strand)의 한 말단은 바이러스의 DNA 중합효소와 연결되어 있으며 총 길이 가닥은 약 3020~3320개의 뉴클레오티드, 짧은 길이 가닥(short length strand)은 1700~2800개의 뉴클레오티드로 구성되어 있다. 부분적으로 중첩된 4개의 해독틀인 C (캡시드단백질), P (중합효소), S (표면 항원 단백질) 그리고 X (조절단백질)를 가진다.

B형 간염 바이러스 유전체 구조 (출처: wikimedia) 

HBV의 생활사는 매우 복잡하다. HBV는 DNA를 유전체로 가지고 있지만 역전사 효소를 사용하는 특이한 바이러스이다. HBV는 내포작용에 의해 세포 내로 진입한다. 바이러스와 숙주 세포의 막이 결합 후 바이러스의 DNA와 코어 단백질들은 세포질로 방출된다. HBV는 숙주의 전사효소에 의해 생성되는 RNA를 통해 복제되기 때문에 바이러스의 DNA는 세포의 핵으로 이동된다. 부분적 이중 가닥 DNA에서 코어 단백질이 분리되면 숙주의 DNA 중합효소에 의해 완전한 이중 가닥 DNA가 형성되고 cccDNA (covalently closed circular DNA)로 변하여 바이러스의 mRNA와 전게놈 RNA 전사를 위한 주형이 된다. 생성된 mRNA는 새로운 유전체와 캡시드 단백질, RNA 의존 DNA 중합효소를 만드는데 사용된다. 전게놈 RNA는 중합효소에 의해 역전사과정을 통해 DNA로 복제되고, 비리온은 소포체에서 형성된다.

HBV 전파는 수직 감염 또는 수평 감염에 의해 이루어진다. HBV 감염이 만연한 지역에서는 HBV에 감염된 산모로부터 영아로의 수직 감염이 주요한 HBV 전파 경로이다. 수평 감염의 경우에는 주로 혈액이나 체액으로 HBV의 전파가 이루어진다. 혈액에서 HBV 감염 여부를 사전에 검사하기 때문에 수혈을 통한 전염은 거의 없고, 정맥주사 마약 사용자 등 HBV 감염자가 사용한 주삿바늘이나 기타 의료도구에 노출되는 사람이 주요 위험군이며, HBV 감염자와의 성관계로도 전파된다.

HBV에 급성 감염된 성인에서는 60~90일의 잠복기를 거친 후, 전신피로, 쇠약 등의 일반적인 증상이 나타나고 황달이 나타난다. 회복기에 접어들면 혈중 바이러스는 더 이상 검출되지 않고 HBV에 대한 중화 기능이 있는 항체 (anti-HBs)가 생성되면서 환자는 급성 B형 간염으로부터 회복된다. 급성 B형 간염으로부터 회복된 후에도 anti-HBs 항체는 지속되면서 HBV 재감염에 대한 보호면역을 제공한다.

HBV 감염이 만성으로 진행되는 것은 감염된 사람의 연령에 따라 큰 차이를 보이게 된다. 성인 시기에 HBV에 감염되면 급성 시기를 거쳐 90% 이상의 환자는 자연 회복되고 5~10%의 환자만이 만성 감염으로 진행된다. 반면 영유아기 때 HBV에 감염되면 90% 이상의 환자가 만성 감염으로 진행된다. 만성 B형 간염의 20~50%에서 간경변증이 발생하고 이 중 일부에서는 간암까지 발생한다. 하지만 HBV 만성 감염 환자에서 간경변증을 거치지 않고 바로 간암이 생기는 경우도 있다.

HBV 감염의 진단에는 혈액 검사상 나타나는 각종 HBV 항원과 이에 대한 항체의 존재 유무가 중요한 정보로 이용된다. HBsAg는 HBV의 외피막 당단백질로 표면항원으로도 불린다. 혈청 내 HBsAg의 존재는 현 시점에 HBV 감염이 존재하고 있음을 나타낸다. HBV 감염에서 자연 회복되는 경우에는 anti-HBs 항체가 생성되고 HBsAg이 사라진다. 예방백신을 맞아 면역이 생성된 경우에도 anti-HBs 항체가 생성된다. HBV DNA의 존재를 직접적으로 검출하기 위해 혈액에서 PCR을 시행하며, 치료 경과를 관찰하기 위해서는 정량적 PCR을 시행한다. 간염에 의한 간 손상의 지표로는 혈청 ALT와 같은 간 효소 수치를 활용한다.

현재 성공적으로 사용되고 있는 HBV 예방백신은 anti-HBs 항체 생성을 유도하여 보호면역을 생성시키는 것으로서, 유전자재조합 HBsAg을 백신으로 활용하고 있다. 국가에 따라 한국처럼 국가예방접종사업으로 포함시킨 경우도 있고 의료인 등의 고위험군에서만 접종하는 경우도 있다. 산모가 HBV 감염자인 경우에는 신생아 출생 직후에 B형 간염 면역 글로불린을 이용한 수동면역을 시행함으로써 수직 감염을 예방할 수 있다.

HBV 감염의 치료를 위해서 뉴클레오시드 유사체가 항바이러스제로 사용되고 있다. 초기에 사용되었던 lamivudine는 내성 바이러스 생성률이 매우 높아 장기간 사용이 어려웠다. 반면 최근에 개발된 entecavir와 tenofovir는 내성 바이러스가 쉽게 생성되지 않아 장기간 사용이 가능해졌고 HBV 감염 치료를 획기적으로 개선시켰다. 하지만 이러한 항바이러스제도 간세포 내의 바이러스 DNA는 제거하지 못하기 때문에 복용을 중지하면 HBV가 다시 증식을 시작하는 문제점이 있다.

이찬희/충북대학교, 송윤재/가천대학교

이충호/동국대학교