헤르페스바이러스과 (Herpesviridae) 분류, 구조와 인간 헤르페스 바이러스 유형 9가지

 

헤르페스바이러스과 (Herpesviridae)

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헤르페스바이과(Herpesviridae)는 인간 포함한 동물에게 감염과 특정 질병을 일으키는 DNA 바이러스의 대가족이라고 할 수 있다. 이 가족의 구성원은 헤르페스 바이러스라고도 한다. 성(姓)은 그리스어 ἕρπειν (헤르페인 '기어다')에서 파생되었으며, 일반적으로 단순포진의 단순포진 및 대상포진 발적에서 볼 수 있는 물집을 포함하는 퍼진 피부 병변을 나타낸다. 1971년 국제바이러스분류위원회(ICTV)는 헤르페스바이러스를 4개 그룹으로 나뉘어 23개의 바이러스를 가진 속으로 설정했다. 2020년 115종이 인정되며 그 중 하나를 제외한 모든 종이 3개의 아과 중 하나에 속한다. 헤르페스 바이러스는 잠복 감염과 용해 감염을 모두 일으킬 수 있다.

※ DNA 바이러스 ; DNA 중합효소에 의해 복제되는 디옥시리보핵산(DNA)으로 구성된 게놈을 가진 바이러스이다. 게놈에 두가닥의 DNA가 있는 바이러스(dsDNA)바이러스와 게놈에 한 가닥의 DNA가 있는 바이러스(ssDNA) 바이러스로 나뉜다.

※ 포진(대상포진) ; 대상포진 또는 조나(zona)라고도 부르고 대상포진은 국소적인 부위에 물집이 생기는 고통스러운 피부발진을 특징으로 하는 바이러스성 질환을 말한다. 일반적으로 발진은 몸이나 얼굴의 왼쪽 또는 오른쪽에 하나의 넓은 표시로 발생한다. 

※ 국제바이러스분류위원회(ICTV) ; 바이러스의 분류학적 분류 및 명명법을 승인하고 구성한다. ICTV는 바이러스에 대한 보편적인 분류 체계를 개발하여 모든 바이러스 분류군을 적절하게 설명, 이름지정 및 분류할 수 있는 수단을 갖추고 있다.

※ 잠복 감염 ; 바이러스 잠복기는 병원성 바이러스가 세포내에서 휴면 상태에 있을 수 있는 능력을 말한다. 바이러스 수명 주기의 용원 부분으로 표시되며 잠복 바이러스 감염은 만성 바이러스 감염과 구별되는 지속성 바이러스 감염의 한 유형을 말한다.

※ 용해 감염 ; 용해 주기는 바이러스 번식의 두 주기 중 하나이며, 다른 하나는 용해 주기를 말한다. 용해 회로는 감염된 세포와 그 막의 파괴를 초래하는 것을 말하며, 용해 주기를 통해서만 갈 수 있는 박테리오파지는 독성 파지라고도 말한다.

9가지 유형의 헤르페스 바이러스가 주로 인간을 감염시키는 것으로 알려져 있으며, 그 중 적어도 5가지 유형은 대부분의 인간 집단에 매우 널리 퍼져 있으며 일반적인 질병을 유발한다.

• 단순 헤르페스 1 및 2(HSV-1 및 HSV-2, HHV-1 및 HHV-2라고도 함, 둘 다 구강 및 생식기 헤르페스를 유발할 수 있음)
• 수두 대상포진(VZV 또는 HHV-3, 수두 및 대상 포진의 원인)
• 엡스타인-바(EBV 또는 HHV-4, 단핵구증 및 일부 암을 포함한 여러 질병과 관련이 있음) 
• 인간 거대세포바이러스(HCMV 또는 HHV-5)

성인의 90% 이상이 이 중 하나 이상에 감염된 적이 있으며, 감염된 거의 모든 사람에게 잠복 형태의 바이러스가 남아 있다. 다른 인간 헤르페스 바이러스로는 인간 헤르페스 바이러스 6A 및 6B (HHV-6A 및 HHV-6B)와 인간 헤르페스 바이러스 7(HHV-7)이 있으며, 이는 Roseola의 병인원인이며, HHV-8(KSHV라고도 함)은 카포시 육종 관련 헤르페스 바이러스를 유발하는 원인이다. HHV는 "인간 헤르페스 바이러스"의 약자이다. 
총 130개 이상의 헤르페스 바이러스가 알려져 있으며, 그 중 일부는 포유류, 조류, 어류, 파충류, 양서류 및 연체동물에서 유래한다. 동물 헤르페스 바이러스 중에는 돼지에서 Aujeszky's disease를 일으키는 pseudorabies virus와 소 전염성 rhinotraitis 및 pustular vulvoginitis를 일으키는 소 헤르페스 바이러스 1이 있다.

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🟨 단순 헤르페스

분류학적 이름인 인간 알파 헤르페스 바이러스 1 및 인간 알파 헤르페스 바이러스 2로 알려져 단순 헤르페스 바이러스 1 및 2는 대다수의 인간에서 바이러스 감염을 일으키는 바이러스 집합인 인간 헤르페스바이러스과에 속하는 두가지 구성원이다.

🟨 구강 및 생식기 헤르페스

• 구강 헤르페스 ; 감기포진은 주로 입술에 영향을 미치는 단순 헤르페스 바이러스에 의해 발생하는 헤르페스 감염의 일종이다. 증상으로는 일반적으로 타는 듯한 통증과 작은 물집이나 궤양이 있다. 첫 번째 발작에는 발열, 인후통, 림프절 비대가 동반될 수도 있다.  
• 생식기 헤르페스 ; 단순 헤르페스 바이러스(HSV)에 의해 발생하는 생식기의 헤르페스 감염이다. 대부분의 사람들은 증상이 없거나 경미하기 때문에 자신이 감염되었다는 사실을 알지 못한다. 증상이 발생하면 일반적으로 작은 물집이 생기고 터지면서 고통스러운 궤양이 생긴다.

🟨 수두 대상포진 

인간 헤르페스 바이러스 3 또는 인간 알파 헤르페스 바이러스 3으로 알려진 수두 대상포진 바이러스(VZV)는 인간을 감염시킬 수 있는 알려진 9가지 헤르페스 바이러스 중 하나이다. 

🟨 엡스타인-바 

엡스타인- 바 바이러스(EBV)는 공식 명칭이 인간 감마헤르페스 바이러스 4로, 헤르페스 계열의 알려진 9가지 인간 헤르페스 바이러스 중 하나이며, 인간에게 가장 흔한 바이러스 중 하나이다. EBV는 이중 가닥 DNA 바이러스를 말한다. 엡스타인-바 바이러스(EBV)는 최초로 확인된 발암성 바이러스 또는 암을 유발할 수 있는 바이러스이다. 영구적인 감염을 일으키는 전염성 단핵구증을 일으키고 많은 악성 질환(암)과 밀접하게 연결되어 있다.

🟨 단핵구증

선열, 전염성 단핵구증은 일반적으로 엡스타인-바 바이러스에 의해 발생하는 감염인데 젊은 성인의 경우 발열, 인후통, 목 림프절 비대, 피로감 등이 나타난다. 타액을 통해 전염되지만, 정액이나 혈액을 통해 전염되는 경우는 드물지만, 음료수 잔, 칫솔과 같은 물체나 기침, 재채기를 통해 전염된다. 

🟨 인간 거대세포바이러스(HCMV & HHV-5)

인간 베타헤르페스바이러스 5는 거대세포바이러스 속의 바이러스 종으로, 헤르페스 바이러스과 또는 헤르페스바이러스로 알려진 바이러스군의 구성원을 말하며, 일반적으로 CMV라고 한다. 이중가닥 DNA바이러스이며, HCMV 감염은 몸 전체에서 발견될 수 있고, 발열, 늦은 오수 또는 이른 저녁에 심해지는데 인두염과 림프절병증인 림프절 부종 땀샘부종 증상이 나타난다. 

🟨 인간 헤르페스 바이러스 6A 및 6B(HHV-6A, HHV-6B)

인간 베타 헤르페스 바이러스 6A 및 인간 베타 헤르페스 바이러스 6B의 일반적인 명칭인데 밀접하게 관련된 바이러스는 인간을 주요 숙주로 하는 알려진 9종의 헤르페스 바이러스 중 2종이다.

• HHV-6A는 신경독성이 더 강한 것으로 알려져 있고, 다발성 경화증과 같은 신경염증성 질환이 있는 환자에서 더 자주 발견된다. 뇌의 HHV-6 수치는 알츠하이머병 환자에서도 증가한다. 또한, HHV-6A는 특발성 불임 여성 40%에서 감염이 확인되었는데, 자궁내막 면역 상태에 영향을 주기 때문이다. 원인 불명의 불임이 있는 여성의 경우 임신율을 높이기 위해 항바이러스 요법과 비호르몬 접근법을 선택하게 된다.
• HHV-6B는 1차 감염으로 흔한 소아질환인 로욜라의 원인이 되며, 유치원 때 이 병이 걸리고 나면 면역이 생겨 향후 재감염을 예방할 수 있다. 또한 HHV-6B 재활성화는 이식 수혜자에서 흔하고, 뇌염, 골수 억제 및 폐렴과 같은 여러 증상이 유발된다.

🟨 인간 헤르페스 바이러스7(HHV-7)

인간을 감염시키는 헤르페스 바이러스과에 속하는 것으로 알려진 9개 바이러스 중 하나인데, HHV-7은 HHV-6 및 거대세포바이러스를 포함하는 헤르페스 바이러스과의 아과인 베타헤르페스 바이러스의 일종이고, HHV-7은 종종 HHV-6과 함께 작용하며, 1990년 말초 혈액 림프구에서 채취한 CD4+ T세포에서 처음 분리된 것이다. 약물 유발 과민 증후군(DIHS), 뇌병증, 혈경련-편마비-간질 증후군, 간염감염, 감염 후 발병 징후인 골극근근신경병증이 나타난다. 

🟨 Roseola 

인간 헤르페스 바이러스6(HHV-6A, HHV-6B)에 의해 발생하는 전염병으로 유아의 홍역, 유아의 장미발진, 발열 등 결석에서 급격한 발열과 발진이 뒤따르는 전형적인 증상이 나타나며, 발진은 3일미만으로 지속되며, 합병증에는 열성 발작이 나타난다. 인간헤르페스 바이러스7에 의해 발생하기도 하는데 전염은 일반적으로 타액을 통해 전염된다. 임신 중 산모에서 아기에게 전염될 수도 있다. 

🟨 카포시 육종 관련 헤르페스 바이러스(KSHV)

인간 감마 헤르페스 바이러스8 또는 HHV-8, 9번째로 알려진 인간 헤르페스 바이러스이다. 카포시 육종 관련 헤르페스 바이러스(KSHV)는 에이즈 환자에게 흔히 발생하는 암인 카포시 육종을 유발하여 원발성 삼출성 림프종, HHV-8 관련 다중심성 캐슬만병 및 KSHV 염증성 사이토카인 증후군(KSHV)을 유발한다. 현재 알려진 7가지 인간 암 바이러스 또는 종양 바이러스 중 하나이다. 

🟨 소 헤르페스 바이러스1

소 알파 헤르페스 바이러스1(BoHV-1)로, 비기관염, 질염, 발라노포스트티스, 유산, 결막염, 장염 등 전 세계적으로 소에서 여러 질병을 유발한다. 호흡기 또는 생식기의 점막을 통해 동물에게 들어간다. 소 호흡기 질환(BRD)으로도 알려진 선박 발열의 원인이 되는 요인이다. 질병의 주요 전염 경로는 감염된 동물과 감수성이 있는 동물 사이의 직접적인 코 접촉이다. 바이러스가 점액으로 흘러 들어가기 때문이다. 감염된 동물이 바이러스를 흘리는 동안 에어로졸을 내뿜거나 재채기, 기침을 해야 전염이 발생한다. 또한 살아있는 사육 또는 오염된 정액에서 비롯되고 생식기에 영향을 받은 수소는 정액에서 바이러스를 흘릴 수 있고, 성적 접촉, 인공 수정 및 에어로졸 전달을 통해 수평으로 퍼지며 태반을 통해 수직으로 전염된다. 

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헤르페스 바이러스(Herpesvirus) 분류

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Alphaherpesvirinae

• 일토바이러스
• 마디바이러스
• 스쿠타바이러스
• 심플렉스바이러스
• 수두바이러스(Varicellovirus)

Betaherpesvirinae

• 거대세포바이러스(Cytomegalovirus)
• 무로메가로바이러스
• 프로코시바이러스(Proboscivirus)
• 쿠위바이러스
• 로올로바이러스

Gammaherpesvirinae

• 보사바이러스
• 림프크립토바이러스
• 마카바이러스
• 만티카바이러스
• 파타기바이러스
• 퍼카바이러스
• 라디노바이러스

헤르페스 바이러스(Herpesvirus) 구조

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• Herpesviridae의 모든 구성원은 공통 구조를 공유한다. 100~200개의 유전자를 암호화하는 비교적 큰 단일체, 이중 가닥, 선형 DNA 게놈은 캡시드(capsid)라고 하며, 그 자체가 바이러스 단백질과 바이러스 mRNA를 모두 포함하는 피막(tegument)이라는 단백질 층과 엔벨로프(envelope)라고 하는 지질 이중층 막으로 싸여 있다. 이 전체 입자는 비리온으로 알려져 있다.
• 전형적인 HSV 비리온의 구조적 구성 요소는 지질 이중층 외피, 피막, DNA, 당단백질 스파이크 및 뉴클레오캡시드이다. 4개 성분으로 구성된 단순 포진 바이러스는 이중 가닥 DNA 게놈을 이십면체 뉴클레오캡시드로 둘러싸고 있다. 주변에 피막이 있고 피막에는 각각 7nm 너비의 필라멘트가 포함되어 있고, 일부 구조화된 영역이 있는 비정질 층이다. 마지막으로 지단백질 외피로 덮여 있다.
• 각 virion에서 돌출 된 당 단백질로 만들어진 스파이크가 있다. 이는 바이러스의 직경을 225nm까지 확장할 수 있다. 스파이크가 없는 비리온의 직경은 약 186nm이고, 비리온의 외피에는 적어도 두 개의 unglycosylated membrane proteins가 있다. 또한 11개의 당단백질이 있으며, gB, gC, gD, gE, gG, gH, gI, gJ, gK, gL 및 gM으로 피막에는 26개의 단백질이 함유되어 있다. 그들은 핵 및 기타 세포 기관으로의 캡시드 수송, 초기 유전자 전사 활성화 및 mRNA 분해와 같은 임무를 가지고 있다. icosahedral nucleocapsid는 Caudovirales 목의 꼬리 박테리오파지와 유사하다. 이 캡시드는 150개의 헥손과 11개의 펜톤으로 구성된 161개의 캡소머와 DNA가 캡시드로 들어오고 나갈 수 있는 포털 복합체를 가지고 있다.

🟨 구성요소

• 세 가지 포유류 아과 ; 알파 (Alpha-), 베타 (Beta) 및 감마 헤르페스 바이러스 (Gamma-herpesviridae)는 대략 180~220 mya까지 발생하고 있다.

※ mya ; 1년은 지구가 태양 주위를 공존하는 데 약 3651/4일이 걸리는 시간 단위이다. 그레고리력 태양력을 기반으로 하는 현대 달력 연도는 이 주기를 근사한다.

• 이 아과 내의 주요 하위 계통은 아마도 80-60 mya의 포유류 방사선 이전에 생성되고 있다. 하위 계통 내의 종분화는 지난 8천만 년 동안 발생했으며, 아마도 숙주 계통과의 공분화의 주요 구성 요소이다. 
• 현재 알려진 모든 조류 및 파충류 종은 알파 헤르페스 바이러스로, 헤르페스 바이러스의 분지 순서는 아직 밝혀지지 않았지만, 헤르페스 바이러스와 그 숙주가 공진화하는 경향이 있기 때문에 알파 헤르페스 바이러스가 가장 먼저 분화되었을 수 있음을 시사한다.
• 일토 바이러스 속의 기원 시간은 200 mya로 추정되었으며 mardivirus와 simplex 속의 기원 시간은 150에서 100 mya 사이로 알려져 있다.

인간 헤르페스 바이러스 유형

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인간에게 질병을 일으키는 것으로 알려진 헤르페스 계열의 9가지 바이러스이다.

 

🟨 인간 헤르페스 바이러스(HHV)

1. 단순 헤르페스 바이러스-1(HSV-1)
2. 단순 헤르페스 바이러스-2(HSV-2)
3. 수두 대상포진 바이러스(VZV)
4. 엡스타인-바 바이러스(EBV)
5. 거대세포바이러스(CMV)
6. HHV-6A 및 6B(로올로바이러스)
7. HHV-7 시리즈(로올로바이러스)
8. HHB-8 시리즈(카포시 육종 관련 헤르페스 바이러스-KSHV ; 라디노바이러스 일종)

동물 헤르페스 바이러스

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• 동물 바이러스학에서 가장 잘 알려진 헤르페스 바이러스는 알파 헤르페스 바이러스나(Alphaherpesvirinae)에 속한다. 돼지에서 아우제슈키병의 원인균인 가성 광견병 바이러스(PrV)에 대한 연구는 유전자 변형 백신으로 동물 질병 통제를 개척했다.
• PrV는 현재 용해성 헤르페스 바이러스 감염 중 기본 과정과 헤르페스 바이러스 신경 영양증의 분자 메커니즘을 밝히기 위한 모델로 광범위하게 연구되고 있으며, 소 감염성 비기관염 및 농포성 외음부염의 원인 병원체인 소 헤르페스 바이러스 1은 잠복기의 분자 메커니즘을 밝히기 위해 분석되고 있다.
• 조류 전염성 후두기관염 바이러스는 이 두 바이러스와 계통발생학적으로 멀리 떨어져 있으며 알파헤르페스바이러스과(Alphaherpesvirinae) 내의 유사성과 다양성을 강조하는 역할을 한다.

현재 헤르페스 바이러스와 관련된 다양한 부작용 또는 동반 질환에 대한 연구가 진행 중이며, 여기에는 다음이 포함된다.

 

• 알츠하이머병
• 죽상동맥경화증
• 담관암(Cholangiocarcinoma)
• 만성 피로 증후군크론병(Crohn's disease)[citation needed]
• 자율신경실조증
• 섬유근육통
• 과민성 대장 증후군[citation needed]
• 불안정성 고혈압
• 이리자리
• 메니에르병(Ménière's disease)
• 다발성 경화증
• 췌장암
• 췌장염
• Pityriasis rosea
• 제2형 당뇨병