바이러스 감염, 분류, 유형, 전파, 진단, 치료(항바이러스제,인터페론), 예방

 

바이러스 감염

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바이러스는 단백질 코팅으로 둘러쌓여 있는 핵산(DNA 또는 RNA)으로 구성되어 있다. 증식을 위해 살아 있는 세포를 필요로 한다. 바이러스성 감염은 무증상으로부터 중증 질환까지 다양한 증상을 보인다.

• 환자들은 바이러스를 삼키거나 흡입하거나 곤충에 물리거나, 성적 접촉을 통하거나, 선천적으로(임산부가 태아에게 전파) 바이러스에 감염될 수 있다.
• 가장 흔하게, 바이러스 감염은 코, 인후, 상기도 또는 신경계, 위장계, 생식계와 같은 계통을 침범한다.
• 의사는 증상에 대한 진단, 혈액 검사 및 감염 조직 배양 또는 감염 조직 검사를 통해 감염 여부를 확인한다.
• 항바이러스제는 바이러스 복제를 방해하거나 바이러스성 감염에 대한 면역체계를 강화시킨다.

 

바이러스는?

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바이러스는 곰팡이, 박테리아보다도 훨씬 작고 번식(복제)하기 위해 살아있는 세포에 침투해야 하는 점염성 미생물이다.

 

• 바이러스는 세포(숙주 세포)에 달라붙어, 세포에 침투하고 바이러스 자신의 DNA 또는 RNA를 세포 안에 방출한다.
• 바이러스 DNA 또는 RNA는 바이러스를 복제하는 데 필요한 정보를 담고 있는 유전 물질이다.
• 바이러스 유전 물질은 숙주 세포를 제어하고 바이러스를 복제하게 만든다.
• 바이러스는 감염 세포가 정상 기능을 하지 못하도록 방해하기 때문에 일반적으로 감염 세포는 죽게 된다.
• 감염된 숙주 세포가 사멸할 때, 다른 세포를 감염시키는 새로운 바이러스를 배출한다.

 

바이러스 분류

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바이러스는 복제를 위해 DNA를 사용하는지 또는 RNA를 사용하는지에 따라, DNA 바이러스 또는 RNA 바이러스로 분류된다.

 

DNA 바이러스

• DNA 바이러스에는 B형간염 바이러스, 포진바이러스 등 포함된다.
• DNA 바이러스는 유전물질로 DNA를 사용하는 바이러스이다.
• 변이가 적기 때문에 유전적으로 더 안정적이며 장기간에 걸쳐 일관된 형태를 유지한다.
• 숙주 세포의 핵에서 자신의 DNA를 복제하고, 숙주의 DNA 복제 기구를 이용, 바이러스 자체의 효소를 사용가능하다.
• DNA 바이러스는 캡시드(단백질 껍질)로 둘러싸여 있으며, 일부는 외부에 지방질 이중층으로 이루어진 외피가 있다.

 

RNA 바이러스

• RNA 바이러스에는 COVID-19를 유하는데 SARS-CoV2가 포함된다.
• RNA 바이러스에는 또한 HIV(인체 면역결핍 바이러스)와 같은 레트로바이러스가 포함된다.
• RNA 바이러스, 특히 레트로바이러스는 돌연변이에 취약하고, 이는 바이러스가 전파됨에 따라 바이러스 기능에 필요한 모든 정보를 포함하는 일련의 유전자 지침이 변경될 수 있음을 의미한다.

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• 일부 바이러스들은 감염 세포들을 죽이지 않지만, 대신에 감염 세포의 기능을 변경한다. 감염 세포는 정상적인 세포 분열에 대한 통제력을 잃고 암세포가 된다. 
• B형 간염 바이러스, C형 간염 바이러스와 같은 일부 바이러스는 만성 감염을 일으킬수 있다.
• 많은 사람들에게 만성 간염은 몇 년, 심지어 몇 십 년 동안 지속될 수 있는 매우 경증이고 약간의 간 손상이 발생하지만, 일부 사람들에서 이는 궁극적으로 간경변증(간의 심한 흉터 형성), 간부전, 때때로 간암으로 발전된다.

 

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바이러스성 감염 유형

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바이러스는 감염시킨 세포를 통제하여 더 많은 바이러스를 만들게 한다.

상기도 감염

• 상기도 감염(코, 인후, 상기도, 폐 감염)은 가장 흔한 바이러스 감염이다.
• 인후동, 부비동염, 감기 등이 있고 다른 바이러스성 호흡기 감염에는 인플루엔자, 폐렴, 코로나바이러스(COVID-19를 유발시키는 바이러스인 SARS-CoV-2 포함)등 이 있다.
• 어린 소아의 경우, 바이러스가 흔히 크루프(상기도 및 하기도의 염증, 후두기관기관지염), 하기도 감염(기관지염)을 유발하기도 한다.
• 기도 감염은 유아, 노인 및 폐 또는 심장 질환이 있는 사람들에게 심한 증상들을 유발할 가능성이 더 높다.
• 호흡기 바이러스는 일반적으로 감염된 호흡기 비말과 접촉을 통해 사람들 간에 전파된다.

위장관

• 위장염과 같은 위장관의 감염은 흔히 노로 바이러스 및 로타바이러스와 같은 바이러스에 의해 발생한다.

간

• 급성(단기간), 만성(6개월 이상 지속) 바이러스에 의해 유발되는 대부분의 급성 바이러스 간염으로 발전된다.

신경계

• 광견병 바이러스 및 웨스트 나일 바이러스와 같은 일부 바이러스는 뇌를 감염시켜 뇌염을 유발한다. 다른 바이러스는 뇌와 척수를 덮는 조직 층(수막)을 감염시켜 뇌수막염 등을 유발한다.

피부

• 피부에만 영향을 미치는 바이러스성 감염이 때로는 사마귀 또는 기타 흠집을 남기기도 한다. 
• 수두와 같이, 신체의 다른 부위에 영향을 미치는 많은 바이러스는 발진 등을 일으킨다.

태반 및 태아

• 지카 바이러스, 풍진 바이럿, 거대세포 바이러스 등과 같은 일부 바이러스는 임산부의 태반과 태아를 감염시킨다.

일부 바이러스는 일반적으로 많은 신체 계통에 영향을 미친다. 이러한 바이러스로는 장내 바이러스(콕사키 바이러스 및 에코 바이러스 등), 거대세포 바이러스 등이 있다.

 

 

바이러스 전파

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바이러스들은 다양한 방법으로 퍼진다(전염성)

• 공기 중 흡입
• 모기, 일부 무는 날곤충 또는 진드기, 곤층물림으로 전파
• 성적전파(성전파 감염)
• 오염된 혈액 수혈 동안 전파
• 임신 중 선천적 전파
• 동물과 인간 접촉시 전파

한 때는 세계의 일부 지역에서만 존재했던 SARS-CoV, SARS-CoV-2 등과 같이 많은 바이러스들이 현재 퍼지고 있다. 이러한 바이러스로는 치쿤구니야 바이러스, 크리미아-콩고 출혈열 바이러스, 일본뇌염 바이러스, 리프트 계곡열 바이러스, 웨스트 나일 바이러스, 로스강 바이러스, 지카 바이러스, 도약병 바이러스 등이 있다. 

이러한 바이러스가 퍼지고 있는 것은 부분적으로 기후 변화로 인해 바이러스를 퍼뜨리는 모기 또는 진드기가 살 수 있는 지역이 더 많아졌기 때문이다. 또한, 여행 시 감염되어 집으로 돌아가 모기에 물릴 수 있고, 그러면 바이러스를 다른 사람들에게 퍼뜨리게 된다.

 

 

바이러스에 대한 방어

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우리 몸은 바이러스에 대한 다양한 방어 체계가 있다. 이것은 바이러스가 신체에 침투할 때 신체 면역 방어 체계를 작동시킨다. 이 방어 체계는 바이러스 또는 바이러스에 감염된 세포들을 공격하고 파괴하도록 학습하는 림프구 및 단핵세포와 같은 백혈구로 시작된다. 신체가 바이러스 공격을 견뎌 낸 경우, 백혈구 중 일부는 침투한 바이러스를 기억하고 동일한 바이러스의 이후 감염에 대해 더 신속하고 효과적으로 대응할 수 있게 된다. 면역력은 백신접종으로 생성될 수도 있다.

 

※ 면역이란 ; 한 번 침투한 바이러스를 기억하고 신속하고 효과적으로 대응하는 것을 말한다.

 

 

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바이러스와 암

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일부 바이러스들은 숙주 세포의 DNA를 변경하여 발암을 유도한다. 잠복 감염에는 포진 바이러스, HIV와 같은 일부 바이러스들은 장기간 잠복 형태로 머무는 바이러스 유전 물질을 숙주 세포에 남겨두고 있다. 바이러스가 세포가 방해받을 때 복제를 다시 시작하고 질병을 일으키는 원이니 될 수도 있다.

 

암을 유발한다고 알려진 바이러스는 유일한 소수에 불과하지만, 그 외 다른 바이러스들이 존재할 수도 있다.

 

바이러스와 암 연결고리

 

 

바이러성 감염 진단

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세균이나 진균은 인체에 감염에 대항해 만들어내는 물질, 증가하는 혈증 면역세포 등으로 감염 여부를 꽤 정확히 알 수 있다. 심지어 검체 배양을 통해 원인 병원체를 확인도 가능하다. 반면 바이러스는 감염시 인체에서 나타내는 증상과 징후가 특징적이지 않은 경우가 많고, 대개 일반적인 증상 및 징후를 바탕으로 현재 유행 중인 바이러스 감염을 추측해 대중치료적인 증상만 완화시키고 병원체를 직접 치료하진 않는다.

 

• 의사의 평가
• 유행병으로 발생하는 감염의 경우, 다른 비슷한 사례의 존재
• 일부 감염의 경우, 혈액검사 및 배양

흔한 바이러스성 감염(홍역, 풍진, 수두 등)은 증상을 토대로 진단할 수 있다.

 

그러나 SARS, HIV, 에볼라, COVID-19 처럼 사회적으로 큰 문제를 일으키고 있는 바이러스성 질환에 대응할 때에 증상, 징후가 있는 사람이 해당 바이러스에 감염되었는지 정확히 알아낼 방법이 필요하며, 검체에서 바이러스를 검출할 방법이 필요하지만, 바이러스는 세균처럼 쉽게 배양할 수 없기 때문에 대개 분자생물학적 방법으로 진단한다.

 

이와같이 전염성(인플루엔자 등)을 일으키는 감염의 경우 다른 유사 사례들은 의사들이 특정 감염을 확인하는데 도움이 될 수 있다. 인플루엔자, COVID-19(SARS-CoV2)와 같이 유사한 증상을 유발하는 다른 바이러스들 간을 구별하는데 중요하다.

 

기타 감염들의 경우에는 진단을 위해 혈액검사 및 배양(감염부위에서 채취한 혈액, 채액 또는 다른 물질의 검체에서 얻은 미생물을 실험실에서 증식)을 할 수 있다. 중합효소 연쇄반응(PCR)기법은 의사들이 바이러스성 유전 물질의 다양한 복제본을 만드는데 사용한다. 연쇄반응(PCR)기법은 의사들이 신속하고 정확하게 바이러스를 확인하는 것을 보다 쉽게 만들어준다. 

혈액은 인체 면역체계를 작동시키는 바이러스 내외 단백질인 항원의 유무 확인을 위해 검사할 수 있으며, 바이러스에 대한 항체가 존재하는지 혈액을 검사한다. 

 

※ 항체란 ; 특정 공격자로부터 신체를 방어하기 위해 면역체계가 생성하는 단백질을 말한다.

 

특히 감염이 공중 보건에 심각한 위혐으로 작용하거나 증상들이 심각할 때, 보통 검사가 신속하게 이루어진다. 때때로 혈액이나 조직 검체들은 명확한 해상도와 함께 고배율을 제공하는 전자 현미경으로 검사를 한다.

 

 

바이러스성 감염 치료

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바이러스는 정확히 말하면 세포가 아닌, 위에서 말했듯이 바이러스는 기본적으로 세포에 침투하기 위한 수용체 단백질과 DNA, RNA 조각만 있기 때문이다. 세포 밖에서는 비리온 결정체로만 존재하고 비리온 결정체로 있는 경우, 비활동적이라 항진균제, 항생제가 소용이 없을 때가 많다.

 

신경계

1. 콜린성 약물 ; 콜린에스터분해효소 억제제, 콜린작용제, 콜린길항제 등
2. 아드레날린성 약물 ; 알파 작용제, 알파 차단제, 베타 작용제, 베타 차단제 등
3. 중추신경계 약물 ; 항불안제, 항우울제, 항경련제, 항정신병제, 전신마취제, 수면제 등
4. 기타 ; 진통제(NAAID, 마약성 진통제), 국소마취제 등

심혈관계

• 혈압약, 항혈전제, 이뇨제, 고지혈증 치료제 등

항미생물

• 항생제, 항바이러스제, 항진균제, 항기생충제 등

그 외

• 항암제, 당뇨병치료제, 피임약, 양성자 펌프 억제제, 항히스타민제 등

바이러스성 질환 중 대부분은 약으로 치료하지 않고, 수분 공급, 소염제, 해열제 등으로 대중적인 방법인 병원체인 균, 바이러스 등을 치료하는 것이 아니라 증상(열,기침,설사 등)을 치료하는 방법을 해주면서 인체 면역계가 자체적으로 바이러스를 제거하는 것을 기다린다. 이런 방법이 거의 모든 감기, 바이러스성 장염 등에 대한 "치료"법이다.

 

바이러스성 질환에는 이처럼 자가제한적 경과를 보는 것만 있는 것이 아니라, 방치하면 생명을 위협하는 무서운 바이러스성 질환도 많다. 이런 경우 백신을 개발해 예방하거나, 항바이러스제를 이용해 치료해야 한다.

 

• 항바이러스제는 비싼경우도 있고 부작용도 있기 때문에, 백신을 개발해 예방할 수 있다면 좋지만 바이러스 중에는 백신을 만들기 어려운 특성을 가진 것도 있다. 항원성이 자꾸 변이하기 때문에 만들어둔 백신이 효과가 없는 경우도 종종 있고, 백신 개발은 아무리 서두르더라도 수 개월이 소요되며(임상시험 및 허가에 소요되는 시간까지 합하면 아무리 서둘러도 1년 이상), 이럴 경우 어쩔 수 없이 항바이러스제를 써야 한다.
• 항바이러스제는 항생제와 달리 특정 바이러스를 잡기 위해 개발된 것들이 대부분이고, 반면 항생제는 공통적인 특징을 갖는 여러 세균들에게 두루 유효하기 때문에 항바이러스제가 개발되어 있는 바이러스들은 인류에게 널리 해를 끼치는 인플루엔자에 대한 치료제로 개발된 아만타딘과 리만티딘, 타미플루와 헤르페스 감염 치료용이자 초창기 항바이러스제이기도 한 아시클로버, HIV치료용으로 개발된 지도부딘과 라미부딘 등이 있다. 간혹 여러 바이러스종에 효과가 있는 항바이러스제 플레코나릴 등도 있지만, 자주 사용되지는 않는다. 

증상치료 

▶️ 많은 바이러스의 경우 특정한 치료제는 없지만 여러가지가 특정한 증상을 해소하는 데 도움이 된다.

• 탈수 ; 많은 양의 수분, 정맥 내 투여
• 설사 ; 로페라미드와 같은 지사제
• 열 및 통증 ; 아세트아미노펜, 비스테로이드성 항염증제(NSAID)
• 메스꺼움 및 구토 ; 맑은 유동식, 온단세트론과 같은 항구토제(구역질약)
• 일부 발진 ; 진정, 수분크림, 가려움에 대해 경구 복용하는 항히스타민제
• 콧물 ; 페닐에프린, 페닐프로파놀라민 등의 비충혈제거제
• 인후통 ; 벤조카인, 다이클로닌이 들어 있는 인후를 마비시키는 함당정제

위의 증상들을 가지고 있는 모든 사람에게 치료가 필요한 것은 아니다. 증상이 경상이거나, 영아 및 어린 소아에게 적절하지 않을 수 있다.

 

항바이러스제

항바이러스제는 바이러스성 감염과 싸우는 약물은 항바이러스제라고한다.

 

•  많은 바이러스성 감염의 경우, 이를 치료하는데 사용할 수 있는 효과적인 항바이러스제가 없지만, 인플루엔자에 대한 여러 약물, 하나 이상의 포진바이러스 감염에 대한 많은 약물, HIV, C형 간염, B형 간염, SAR-CoV-2로 인한 COVID-19 치료를 위한 많은 항바이러스제가 있다. 
• 항바이러스제가 바이러스 복제를 방해하는 역할을 수행한다. HIV 감염을 치료하는데 사용되는 대부분의 약물들은 이러한 방식으로 작용한다. 바이러스들은 아주 작고, 숙주세포 자체 대사기능을 사용하여 세포 내에서 복제하기 때문에 항바이러스제의 표적이 되는 대사 기능의 수가 제한적이다.
• 박테라아는 상대적으로 큰 유기체로, 일반적으로 세포 밖에서 스스로 번식하기 때문에 항균 약물(항생제)의 표적이 되는 대사 기능 수가 많다. 항바이러스제들은 항생제보다 개발하기가 더욱 어렵고, 보통 많은 다른 종류의 박테리아에 효과적인 항생제와 달리, 대부분의 항바이러스제는 보통 단 하나, 아주 소수의 바이러스에만 효과적이다.
• 항바이러스제는 인체 세포에 유독하다. 바이러스들은 항바이러스제들에 대한 저항력을 기를 수 있고, 경구투여 하는데, 일부 약물은 정맥 또는 근육 내 주사하여 투여한다. 또 다른 일부 약물은 연고, 크림 또는 점안액으로 바르거나 넣고, 분말 형태로 흡입하기도 한다.
• 항생제는 바이러스성 감염에 대해 효과적이지는 않지만, 박테리아 감염이 생겼을 때 보통 필수적이다.

인테페론은 바이러스 복제를 지연, 중단시키는 자연 생성물질의 복제물이다. 다음과 같이 일부 바이러스성 감염을 치료하는데 사용한다.

• 만성B형 간염 ; 간을 손상시킬 때 염증 , 흉터를 유발하고 항바이러스제를 시작한다.
• 만성C형 간염 ; C형 간염바이러스가 장기간 지속된 경우 간의 염증으로 간경변증 유발하고 6개월마다 간암에 대한 선별검사를 시작한다.
• 생식기 사마귀 ; 인체유도종바이러스 HPV 감염으로, 성적으로 전파되어 세포변화를 유발하고 이로인해 항문 전암 등 출혈이나 종괴가 발생하여 HPV 선별검사 등을 시작한다.

인테페론은 열, 오한, 허약, 근육통과 같은 부작용을 발생시키며, 이 부작용들은 일반적으로 첫 주사 후 7~12시간째에 시작되어 최대 12시간 동안 지속된다.

바이러스 감염에서 회복한 환자의 혈액으로 얻은 항체와 원하는 항체를 생산하도록 변형된 살아 있는 세포를 이용하여 생산되는 단클론 항체가 다음을 포함한 일부 호흡기세포융합바이러스(RSA) 감염, 광견병 등을 치료하는데 사용된다.

 

 

바이러스성 감염 예방

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바이러스성 감염 예방에는 다음이 포함될 수 있다.

• 일반적인 방법
• 백신
• 면역 글로불린

백신과 면역글로불린은 특정 바이러스 또는 박테리아로 인해 발생하는 질환으로부터 신체를 보다 효과적으로 보호하도록 도와준다. 신체방어를 강화하는 프로세스는 예방접이다.

1. 일반적인 방법

자신과 다른 사람을 보호하기 위한 일상적인 조치 및 개인보호조치로 많은 바이러스 감염 예방을 도울 수 있다. 바이러스가 전파되는 방법에 따라 다르다. 

• 비누로 자주 깨끗하게 손 씻기
• 적절히 준비 또는 취급한 음식과 음료만 소비
• 감염된 사람들, 오염된 표면과의 접촉 삼가
• 입, 코를 완전히 가린 채 티슈 또는 위팔에 대고 재채기와 기침하기(티슈는 재사용 금지, 바로 버리기)
• 완전한 성관계 실천
• 진드기, 모기, 다른 절지동물의 물림예방
• 마스크 착용
• 적절한 경우 물리적 거리두기

2. 백신

신체의 자연 방어 기전(능동 면역화)을 자극하여 효력을 발휘한다. 바이러스에 노출되기 전 감염을 예방하기 위해 투여한다. 일반적 용도의 바이러스 백신은 다음과 같다.

• 코로나바이러스감염증-19(COVID-19)
• A형 간염
• B형 간염
• 인체 유두종 바이러스(HPV)
• 인플루엔자
• 일본뇌염(뇌 염증)
• 홍역, 볼거리, 풍진
• 소아마비
• 광견병
• 로타바이러스
• 수두
• 띠헤르페스(대상포진)
• 황열병

아데노바이러스, 천연두, mpox 백신이 이용 가능하지만, 일부 감염 위험이 높은 사람에게만 사용되어 제한적이다.

 

바이러스 질병은 효과적인 백신으로 퇴치할 수 있다. 천연두는 1978년 퇴치되었고, 광범위한 예방접종이 전 세계적으로 소아마비를 거의 퇴치했으나, 사하라 사막 이남 아프리카, 남아시아와 같은 불완전한 예방접종을 받는 지역에서 여전히 사례가 발생한다. 홍역은 아메리카와 같은 세계 일부 지역에서 거의 퇴치되었지만 홍역은 전염성이 매우 높고, 홍역이 퇴치되었다고 생각되는 지역에서 조차 백신 투여울이 완벽하지 않기에, 조만간 완벽하게 퇴치될 것 같지 않다.

 

3. 면역 글로불린

면역 글로불린은 여러사람들의 혈액으로부터 채취한 살균 항체 용제인 면역 글로불린이며, 사람에게 직접 투여하는 수동 면역화라고도 말한다.

 

면역글로불린은 다음 혈액으로부터 채취할 수 있다.

• 일반적으로 건강한 사람들(통합 인간 면역글로불린)
• 종종 특정 감염 미생물에 감염되었기에 이로부터 방어하는 다수의 항체를 가진 사람들(과다면역 글로불린)

과다면역 글로불린은 B형 간염, 광견병, 파상풍, 수두와 같은 몇몇 감염성 질환에만 이용 가능하며 보통 사람들이 미생물에 노출된 후이나 아프기 전 투여한다. 

ex) 광견병에 걸린 동물에게 물린 사람들은 즉시 광견병 과다면역 글로불린을 투여받게 된다.

 

면역 글로불린은 근육, 정맥내로 주사로 투여한다. 면역 글로불린이 제공하는 면역은 신체가 주사한 항체를 제거할 때까지 몇일, 몇 주일 동안만 지속된다.

광견병, B형 간염에 노출되는 경우, 감염 발생을 예방하거나 감염 중증도를 줄이는데 도움이 되는 면역 글로불린과 백신을 모두 투여받게 되고 여러 감염을 치료하는데 도움이 될 수 있다. 면역체계가 감염에 적절히 반응하지 않는 사람들에게 투여할 수 있다.