[제4급 법정감염병] 사람 메타뉴모바이러스(Human metapneumovirus, hMPV)

 

뉴모바이러스과 (Pneumoviridae)

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뉴모바이러스과(Pneumoviridae)는 2015년에 파라믹소바이러스과의 아과인 뉴모바이러스아과(Pneumovirinae)를 승격시키며 새로이 명명된 바이러스의 과를 말한다.

• 자연 상태의 숙주로는 인간, 소, 그리고 설치류가 있다. 해당 과에는 메타뉴모바이러스와 오르토뉴모바이러스의 두 속이 포함되며, 총 5개의 종이 존재한다. 이 종들의 특징들 중 하나는 다형성으로 비리온이 구형이거나 필라멘트형 등의 다양한 형태로 존재할 수 있다. 또한 파라믹소바이러스과와 오르토믹소바이러스과 사이의 크기인 150에서 200nm의 직경을 가진다. 
• 뉴클레오캡시드는 단백질로 이루어져 있고, 유전체는 나선형의 대칭성을 가진다. 뉴클레오캡시드의 직경은 13.5nm이고, 나선 사이의 간격(pitch)는 6.5nm이다. 유전체는 음성 단일가닥 비분절 RNA로 구성되며, 대략 15kb의 크기이고 11개의 단백질을 암호화한다. 특히 유전자에 M2-1과 M2-2 단백질을 암호화하는 M2 유전자가 존재하는데, 이는 다른 바이러스과에서는 찾아볼 수 없는 특징이다. 이 단백질들은 RNA 의존성 RNA 중합효소를 진행시키는 인자로 작용하여 RNA 합성을 촉진시킨다. 또한 해당 과의 바이러스들은 주로 호흡기에 감염되며, 호흡기 분비물을 통해 전염된다.

🟨 뉴모바이러스과 (Pneumoviridae) 분류

뉴모바이러스의 어원은 그리스어로 허파를 뜻하는 pneumo-와 라틴어로 점액질의 독을 의미하는 virus의 융합어이다. 

뉴모바이러스과의 하위 분류군
속	종	바이러스명
메타뉴모 바이러스	조류 메타 뉴모바이러스	avian metapneumovirus (AMPV)
	사람 메타 뉴모바이러스	human metapneumovirus (HMPV)
오르토뉴모 바이러스	소 오르토 뉴모 바이러스	bovine respiratory syncytial virus (BRSV)
	사람 오르토 뉴모 바이러스	human respiratory syncytial virus A2 (HRSV-A2)
		human respiratory syncytial virus B1 (HRSV-B1)
	쥐 오르토 뉴모 바이러스	murine pneumonia virus (MPV)

 

• 뉴모바이러스중에서 가장 먼저 분류된 종은 사람 메타뉴모바이러스(hMPV)이다.
• 어린이의 바이러스성 폐렴을 일으키는 가장 큰 원인들 중 하나로, 사람 오르토뉴모바이러스와 함께 꾸준히 유행하고 있다.

🟨 생체주기

• 뉴모바이러스과의 바이러스들은 HN 당단백질을 통해 숙주세포의 HN 당단백질 수용체와 결합하여 부착한다. 이렇게 부착된 바이러스는 융합 단백질(F)를 통해 숙주 세포의 세포막과 자기 자신의 외피를 융합시키며, 곧이어 뉴클레오캡시드를 세포질 내로 방출한다. 
• 방출한 이후 RNA 의존성 RNA 중합효소가 해당 바이러스의 유전체의 3' 말단에 부착하여 각 유전자를 전사시켜 mRNA를 만들고, 곧이어 숙주세포의 리보솜을 가지고 여러 가지 바이러스 단백질을 번역한다.
• 충분한 양의 P, N, L, M2 단백질이 합성되면 유전체가 복제되기 시작한다. 이렇게 유전체의 복제 과정이 모두 끝나면 P, L, M 단백질이 이 유전체와 결합하여 하나의 리보뉴클레오캡시드를 만든다.
• 유전체의 전사, 복제, 번역 및 바이러스의 조립이 모두 세포질에서 일어난다. 비리온 조립이 모두 끝나면 출아를 통해 숙주세포 바깥으로 방출된다.

🟨 단백질

1. N- 뉴클레오캡시드 단백질 ; 바이러스의 복제와 전사를 위해 꼭 필요한 단백질이다. 바이러스 유전체의 외부를 감싸며 캡시드를 형성한다.
2. P- 인단백질 ; 전사에 필요하다. RNA 의존성 RNA 중합효소의 부착과 M2 단백질을 모으는 기능을 한다.
3. M1- 기질 단백질 ; 뉴클레오캡시드와 외피의 상호작용을 촉진한다.
4. M2-1- 기질 단백질 ; 유전자내 및 유전자간 전사인자로 작용하며, mRNA 전사체의 신장과정에 필요하다. 안정성을 부여하여 신장이 초기에 종결되지 않도록 한다.
5. M2-2- 기질 단백질 ; 전사와 복제를 조절하는 과정에 사용된다. 과발현시에 바이러스 복제를 억제하는 현상이 관찰되었다.
6. F- 융합 단백질 ; 1유형 당단백질로 바이러스와 숙주세포막 사이의 융합을 촉진한다.
7. SH- 작은 소수성 단백질 ; 필수적이지 않으며, 정확한 기능도 알려지지 않았다. 막의 투과성을 바꾸거나 숙주세포의 세포자살을 막는다고 추정된다.
8. G- 2유형 당단백질 ; 바이러스가 글리코사미노글리칸의 상호작용을 통해 숙주세포에 부착되도록 한다.
9. L- RNA 의존성 RNA 중합효소 ; 복제에 필수적이다. 7-메틸구아노신 모자를 5'말단에 부착시키며, 다중 A 꼬리를 3'말단에 부착시킨다.

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제4급 법정감염병 사람 메타뉴모바이러스(Human metapneumovirus, hMPV)

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사람 메타뉴모바이러스(human metapneumovirus, hMPV)는 뉴모바이러스과에 속하는 음성 단일가닥 RNA 바이러스를 말한다. 제4급 전염병인 사람메타뉴모바이러스 감염증을 일으키며 주로 소아에서 호흡기 질환이 나타나고 소아 호흡기 감염 원인 중 하나이며 그 외에도 노인, 장기 입원자 등 면역력이 낮은 고위험군 그룸에게도 치명적인 증상을 일으킨다. 

• 조류 메타뉴모바이러스 C형과 계통학적으로 매우 밀접하며, 사람 메타뉴모바이러스(human metapneumovirus, hMPV)는 코와 폐의 기도 상피 세포를 감염시킨다. HMPV는 헤파란 설페이트 및 기타 당단백질(G) 단백질 상호 작용을 통해 표적 세포에 부착되는 것이다. HMPV fusion (F) 단백질은 RGD-결합 인테그린을 세포 수용체로 결합하는 RGD(Arg-Gly-Asp) 모티프를 암호화한다.
• 세포막과 바이러스 외피의 융합을 pH와 독립적인 방식으로 매개하며, 이는 아마도 엔도솜 내에서 가능하다. 2001년에 네덜란드에서 RAP-PCR(RNA Arbitrarily Primed -)기술을 통해 처음으로 분리된다. 근래에 유아의 호흡기 세포융합 바이러스 감염이 감소함에 따라 현재 유아 급성 호흡기 감염에 있어서 두 번째로 흔한 감염원이다.
• hMPV는 6개월~12개월 사이의 유아에게서 많이 발병된다. 호흡기 세포융합 바이러스(RSV)와 사람 메타뉴모바이러스(HMPV)의 위험성과 의료적 증상은 서로 유사하다. 노인 역시 hMPV에 취약한 대상이다.

사람 메타뉴모바이러스(HMPV)는 Pneumoviridae 계통의 음성 감지 단일 가닥 RNA 바이러스이며, 조류 메타뉴모바이러스(AMPV) 하위 그룹 C와 밀접한 관련이 있다. 2001년 네덜란드에서 배양된 세포에서 자라는 알려지지 않은 바이러스를 식별하기 위해 RAP-PCR(RNA 임의 프라이밍 PCR) 기술을 사용하여 처음으로 분리된다. 호흡기 세포융합 바이러스(RSV)에 이어 흔한 원인은 소아의 하기도 감염이다.

사람 메타뉴모바이러스(Human metapneumovirus, hMPV) 역학

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사람 메타뉴모바이러스(hMPV)는 2001년 네덜란드에서 28명의 소아의 호흡기 분비물에서 처음 검출되었으며, van den Hoogen 등이 시도한 검사 방법이 바이러스 특이적 항체를 이용한 면역학적 분석법과 바이러스 게놈 특이적 프라이머를 이용한 PCR 기반 방법으로 알려진 호흡기 바이러스만 검사할 수 있었기 때문에 처음에는 다른 일반적인 호흡기 바이러스와 구별된다. 따라서 신종 바이러스를 확인할 수 없다. AMPV와의 이러한 밀접한 관계로 인해 사람 메타뉴모바이러스라는 이름의 이 새로운 바이러스가 발견되었다.

• 사람 메타뉴모바이러스(HMPV)는 입원 및 외래 환자 소아의 호흡기 감염의 5-40%와 관련이 있다. 전 세계에 분포하며 온대 지역에서는 일반적으로 늦겨울과 봄에 RSV 및 인플루엔자 바이러스에 따라 계절적으로 분포한다. 혈청학적 연구에 따르면 5세가 되면 전 세계 거의 모든 어린이가 바이러스에 노출된다. 어린 시절에는 거의 보편적인 감염이 발생하지만, 나이가 많은 어린이와 성인에서 재감염이 발생되기 쉽다. 입원 및 응급실 방문에 대한 일부 연구에서 HMPV는 노인에서 인플루엔자만큼 흔하고 심각하다.
• 사람 메타뉴모바이러스(HMPV)는 천식 환자에서 더 심각한 질병과 관련이 있다. 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)이 있는 성인. 어린이와 성인을 위한 장기 요양 시설에서 수많은 HMPV 발병이 보고되어 사망자가 발생하고 있다.
• 전세계적으로 퍼져있으며, 온대지방에서는 늦겨울에서 봄 사이에 호흡기 세포융합 바이러스, 인플루엔자와 함께 계절성 바이러스로 따라온다. 또한 5세 이하의 어린이의 대부분이 이 바이러스에 노출되어있음이 혈청학 연구로 밝혀졌다. 이처럼 거의 모든 사람이 어린 시절에 이 바이러스에 감염되지만, 이후에 다시 이 바이러스에 재감염되는 일이 빈번하게 일어난다.
• 중국 질병예방통제센터에서는 2024년 12월 16일에서 22일에 걸쳐 호흡기 감염증 환자가 급격히 늘어나고 있다. 이때 유증상자의 6.2%가 hMPV에 감염된 것으로 드러났는데, 이는 SARS-CoV-2, 리노바이러스, 아데노바이러스보다 더 높은 비율이었다. 중국 질병예방통제센터는 특히 14세 이하의 청소년 인구에서 감염 환자가 급격히 늘어났다고 밝혔으며, 홍콩, 말레이시아, 카자흐스탄, 인도에서도 줄줄이 확진자가 나타나고 있다.
• 사람 메타뉴모바이러스(HMPV)로 인해 유발되는 대표적 질병은 감기&상부기도 감염이다. 그러나 미숙아, 65세 이상의 노인, 면역결핍 환자의 경우 감기보다 더 치명적인 질병이 걸려 입원환자로 전환되는 경우가 있다. 노인에게 hMPV가 인플루엔자만큼 치명적인 바이러스로 작용함이 입원환자와 응급실 방문환자를 대상으로 한 연구를 통해 밝혀졌다.
• 천식 환자나 만성 폐쇄성 폐질환 환자의 경우 hMPV 감염은 더욱 치명적일 수 있다. 장기 간호시설의 환자들 사이에서 hMPV가 급증해 사망자가 발생한 사례가 다수 있다. 2020년 일본 아와시의 한 노인시설에서는 17명의 hMPV환자가 발생해 5명이 사망했다.

우리나라에서는 주로 봄에 유행했는데, 제4급 법정감염병으로 지정하여 관리하고 있다. 2025년 1월, 중국에서 메타뉴모바이러스 감염자가 많은 증가세를 보이고 있다. 2024년 12월부터 확산되었으며 증가이유로는 코로나 유행중에 사람 메타뉴모바이러스(HMPV)에 감염된 사람 수가 감소하여 지역사회의 면역력이 저하되었기 때문이다. 세계각국 환자수가 꾸준히 증가하고 있다.

사람 메타뉴모바이러스(Human metapneumovirus, hMPV) 감염경로 및 원인

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사람 메타뉴모바이러스(HMPV) 전염은 액적, 에어로졸 또는 박테리아, 바이러스, 곰팡이에 오염되거나 노출될 때 새로운 숙주로 질병을 옮기는 포마이트 벡터를 통해 오염된 분비물과 접촉에 의해 발생한다. 사람 메타뉴모바이러스(HMPV)에 의한 병원 내 감염이 보고되고 있고, 사람 메타뉴모바이러스(HMPV)는 감염된 개인에서 다른사람으로 전파될 가능성이 가장 높다. 호흡기 비말을 통한 직접 전파와 감염된 사람의 분비물, 오염된 물건의 접촉 등 간접 전파로 나뉜다.

1. 기침과 재채기로 인한 분비물
2. 밀접한 개인적 접촉(악수 등)
3. 바이러스가 묻은 물체를 만지고 입, 코, 눈 등 접촉
4. 폐쇄된 공간의 미세입자를 통해 비말 전파

사람 메타뉴모바이러스(HMPV)는 코와 허파의 상피세포를 감염시키는데, 당단백질을 통해 헤파란황산염 및 글리코사미노글리칸과 반응하여 세포막에 부착된다. 또한 사람 메타뉴모바이러스(HMPV)의 융합 단백질에 있는 아르기닌-글라이신-아스파라긴(RGD) 모티프가 인테그린을 세포 수용체 삼아 바이러스가 세포 내부에 엔도솜의 형태로 침투할 수 있도록 한다.

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사람 메타뉴모바이러스(Human metapneumovirus, hMPV) 증상

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사람 메타뉴모바이러스(HMPV)의 증상으로 호흡기, 위장관, 기침, 콧물, 코막힘이 흔한 증상이며, 그 외에 근육통, 두통, 인후통, 가래 등도 나타난다. 잠복기 및 전염기간은 평균 3일(2~5일), 증상이 있는 동안 바이러스 전파가능하다.

 

• 사람 메타뉴모바이러스(HMPV)는 3-6일의 잠복기를 갖는 것으로 추정되며, RSV 및 인플루엔자 시즌과 겹쳐 반복적인 감염을 허용하는 온대 기후의 늦은 겨울과 봄 시즌에 가장 활발하게 활동하는 경우가 많다.
• 사람 메타뉴모바이러스(Human metapneumovirus, hMPV)는 호흡기 비말을 통한 직접전파와 감염된 사람의 분비물이나 오염된 물건의 접촉 등 간접전파를 통해 바이러스가 전파되는데, 감염 시 발열, 기침, 가래, 콧물, 코막힘 등 감기와 유사한 증세를 보이고 심한경우 세기관지염, 폐렴 등 하기도 감염을 일으킬 수 있다.
• 사람 메타뉴모바이러스(HMPV)는 여전히 비교적 새로운 바이러스이고 아직 많이 연구되지 않았기 때문에 hMPV와 그 복제 주기는 여전히 많은 미스터리를 가지고 있지만, 연구자들은 나머지 Paramyxoviridae 가족의 바이러스 수명주기 및 번식 측정에 대한 현재 지식을 기반으로 접근 방식과 실험을 기반으로 hMPV의 복제주기가 있다.
• 이를 통해 사람 메타뉴모바이러스(HMPV) 복제 주기는 G 단백질을 사용하여 숙주 세포, 특히 호흡기의 상피 세포에 부착하는 것으로 확인되었으며, 이 G 단백질에는 결합을 용이하게 하는 분리되지 않은 신호 펩타이드와 멤브레인 앵커 역할을 하는 소수성 영역이 포함되어 있다. 
• G 단백질이 결핍된 재조합 바이러스는 여전히 in vitro 및 in vivo에서 복제할 수 있었기 때문에 복제 주기의 나머지 기간 동안 G 단백질을 통한 부착이 필요하지 않은 것으로 보인다. 이 주기의 다음 단계는 바이러스 막과 숙주 막의 융합으로, F 단백질에 의해 매개될 가능성이 있다.

HMPV의 증상은 기침, 발열, 콧물 또는 코막힘, 인후통, 쌕쌕거림, 숨가쁨 및 발진을 포함하여 일반 감기의 증상과 유사한 경우가 많다.  대부분의 HMPV 환자는 감기와 유사한 경미한 상기도 증상을 보이며 합병증 없이 약 7-10일 내에 HMPV에서 회복된다. 그러나 특정 심각한 위험 합병증이 있다.

• 폐렴 : HMPV는 바이러스성 폐렴을 유발할 수 있으며, 심한 경우 입원 및 집중 치료가 필요하다.
• 세기관지염 : 영유아는 종종 염증과 기도 막힘을 경험하여 호흡 곤란과 쌕쌕거림의 증상이 있다.
• 만성 질환의 악화 : HMPV는 천식 또는 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)과 같은 기존 호흡기 질환을 악화시킬 수 있다.
• 2차 세균 감염 : 세균성 폐렴과 같은 이러한 감염은 면역 체계 약화로 인한 합병증으로 발전할 수 있다.
• 임신 합병증 : 임신 중 HMPV로 인한 호흡기 문제는 산모와 태아의 건강 위험을 초래할 수 있다. 

사람 메타뉴모바이러스(Human metapneumovirus, hMPV) 진단

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사람 메타뉴모바이러스(HMPV)는 역전사 중합효소 연쇄반응(RT-PCR)을 통해 호흡기 표본으로부터 RNA를 증폭하여 검출한다. 이외에도 핵산을 이용해서 저렴하게 검출할 수 있는데, 구체적인 방법은 다음과 같다.

1. 면역 형광법을 통해 비인두 분비물로부터 직접 hMPV 항원을 찾는다.
2. 단클론항체를 사용한 면역형광염색을 통해 비인두(鼻咽頭) 분비물을 직접 찾거나, 아니면 이를 쉘 바이알(shell vial)에서 배양한 후 찾는다.
3. 면역형광검정법(- assay)를 통해 hMPV 특이적 항체를 찾는다

🟨 실시간 중합효소연쇄반응(RT-qPCR) 검사

• 민감도, 빠른 결과(1–3시간)를 제공하는 능력 감염의 중증도를 평가할 수 있는 바이러스 부하를 정량화하는 능력으로 인해 임상 HMPV 검출에 널리 사용된다.

🟨 RT-qPCR 방법

• 기존 RT-PCR 방법에 비해 민감도가 높고 오염 가능성이 낮기 때문에 황금 표준 진단 접근법으로 간주된다.
   HMPV의 바이러스 부하를 정량화하여 임계값에 도달하면, 그 존재를 확인하는 방식으로 작동한다.

🟨 역전사 중합효소 연쇄 반응(RT-PCR)

• 분석은 HMPV를 포함한 바이러스 분자 검출에 널리 적용된다. PCR 과정에서 증폭되는 HMPV 특이적 cDNA를 확인하여 작동한다. 또한 HMPV의 역학 조사를 수행하는 데 널리 사용된다. 병원체 검출을 위한 RT-PCR  분석은 복잡한 기기가 필요한 RT-qPCR 방법에 비해 민감도가 낮다. 따라서 RT-PCR 방법은 최근 몇 년 동안 HMPV-임상 검출에 덜 적용되고 있다.

🟨 LAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)

• 병원체 진단에서 가장 널리 사용되는 등온  방법 중 하나이다. 복잡한 장비가 필요한  PCR에 존재하는 열 순환을 제거한다. LAMP 방법의 검출 결과는 육안으로 관찰하고 판단할 수 있지만, PCR 기반 검사에 비해 LAMP 비용이 더 높다.
  임상 샘플에서 바이러스를 분리하는 것은 백신을 개발하고 바이러스 발병 기전을 조사하는 초기 단계인 병원체 진단을 위한 황금 표준으로 간주되지만, 비용과 시간이 많이 들고 격리율이 낮으며 복잡한 기기와 숙련된 작업자가 필요하다.

사람 메타뉴모바이러스(Human metapneumovirus, hMPV) 치료

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2008년 기준 뚜렷한 치료법이 개발되지 않았으나, 모형동물에서는 리바비린이 효과를 보인다. 사람 메타뉴모바이러스의 RNA 백신은 미국의 제약회사인 모더나에 의해 처음 개발했고, 2019년에 1상시험에 들어갔으며, 백신 접종 2개월 후 모든 용량 수준에서 내약성이 우수하며 중화 항체 생성을 촉진하는 면역 반응을 유발한다.

 

치료법은 아직 알려져 있지 않지만, 그러나 리바비린은 동물 모델에서 효과를 보였다. 미국 제약회사 모더나가 메타뉴모바이러스에 대한 후보 modRNA 백신에 대한 임상시험을 진행했다. 2019년 10월 현재 백신 후보 물질은 1상을 통과했으며, 백신은 2개월이 지나면 모든 용량 수준에서 내약성이 우수하고 면역 반응을 일으켜 중화항체 생성을 촉진하고 있다.

🟨 경증의 경우

휴식과 수분 공급, 몸살과 열을 조절하기 위한 처방전 없이 살 수 있는 약을 복용하는 것이 권장되며, 경우에 따라 산소 요법과 입원이 필요할 수 있다. 면역력이 저하된 사람과 마찬가지로 hMPV의 중증 사례는 리바비린과 IVIG로 치료한다.

정확한 전염 방법을 입증한 결정적인 연구는 없지만 비말, 에어로졸 또는 포마이트 벡터를 통해 오염된 분비물과의 접촉을 통해 전염될 가능성이 높다.

사람 메타뉴모바이러스(Human metapneumovirus, hMPV) 예방

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사람 메타뉴모바이러스(Human metapneumovirus, hMPV)의 예방 수칙 준수를 해야한다. 손씻기, 기침예절, 호흡기 증상 시 마스크 착용을 한다. 

• 올바른 손 씻기의생활화 

 외출 후, 식사 전·후, 코를 풀 때나 기침, 재채기 후, 용변 후 등 흐르는 물에 비누로 30초 이상 손씻기를 한다.

• 기침 예절 실천

기침할 때는 휴지나 옷소매로 입과 코를 가리고 하기

기침 후 반드시 올바른 손씻기 실천

흐흡기 증상이 있을 시 마스크 착용

사용한 휴지, 마스크는 바로 쓰레기통에 버리기

• 씻지 않은 손으로 눈, 코, 입 만지지 않기
• 실내에서는 자주 환기하기
• 발열 및 호흡기증상이 있을 시 의료기관을 방문하여 적절한 진료 받기