[소비 행태] ① 대체 인플루엔자 바이러스는 어떻게 생기나?

 

 

COVID-19

 

전세계가, 신종 코로나 바이러스 (2019-nCoV, COVID-19)의 확산으로 정치, 경제, 사회적으로 큰 타격을 받고있고, WHO에서는 급기야 신종 코로나 바이러스에 대해 "팬데믹 (pandemic)" 선포를 했다. 

COVID-19로 인한 라이프스타일의 변화, 그에 따른 소비행태의 변화에 대한 생각을 정리하려고 한다. 이에 대한 첫번째 이야기로, 도대체 현재와 같은 상황을 야기한 인플루엔자 바이러스는 어떻게 생겨나는 것인지 살펴보고자 한다.

중국 우한에서 처음 창궐하기 시작했고 박쥐에서 옮겨졌다, 전염성이 매우 강하다, 계속된 변이로 백신 만들기도 어렵다는 등의 얘기를 접하고 있다. 조금 더 정확한 정보를 파악해서 이러한 궁금증을 풀어보자. 

이를 위해 KCDC, 질병관리본부 감염병센터 인플루엔자바이러스과에서 "신종 인플루엔자바이러스의 출현과 소멸"이라는 자료를 주간 건강과 질병 리포트로 정리한 내용, 그리고 이 내용의 근간이 되는, 2011년 mBio (미국 미생물학협회에서 격월로 발행하는 오픈 억세스 국제학술지)에 실린 "Why do influenza virus subtypes die out?"이라는 논문에 소개된 가설, Wikipedia - "influenza" 자료를 참고하였다. 추가적으로는 최근 중국 연구진들이 발표한 논문 내용도 살펴보았다.

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◎ 인플루엔자 바이러스란?

인플루엔자 Influenza, 줄여서 flu 바이러스는 오르소믹소바이러스과(Orthomyxoviridae)를 구성하는 7개의 속(genus) 중 4개에 해당하는 RNA 바이러스를 말한다.

인플루엔자바이러스는 폐의 바이러스성 감염으로 열, 기침 및 심한 근육통이 특징이다. 노인과 병약자에게는 장애 및 사망의 주요 원인이 된다. (종종 박테리아에 의한 폐의 2차 감염의 결과). 젊고 건강한 경우에도 인플루엔자는 며칠 동안 지속되는 질병을 야기하고 금방 치유되지 않기도 한다. 

 

 

1) 인플루엔자바이러스 A

 이 속은 하나의 종인 인플루엔자바이러스 A형만을 포함한다. 야생 수생 조류는 다양한 인플루엔자 A의 천연 숙주. 때로는 바이러스가 다른 종으로 전파되어 가금류에서 치명적인 발발을 일으키거나 인간 인플루엔자 전염병을 일으킬 수 있다. 인플루엔자바이러스 A는 이들 바이러스에 대한 항체 반응에 기초하여 상이한 혈청형으로 세분될 수 있다. 인간에서 확인된 혈청형은 다음과 같다. 

 

Influenzavirus A

 

2) 인플루엔자바이러스 B

인플루엔자바이러스 B는 거의 독점적으로 인간을 감염시키며 인플루엔자 A 보다 덜 일반적이다. 인간에게서만 발견되는 바이러스라고는 하지만, 인플루엔자 B에 감염되기 쉬운 것으로 알려진 동물은 물개와 흰족제비가 있다. 이 유형의 인플루엔자는 A형보다 2~3배 느린 속도로 변이되므로 결과적으로 하나의 인플루엔자 B 혈청형으로 유전적으로 덜 다양하다. 이러한 항원 다양성의 부족의 결과로, 인플루엔자 B에 대한 면역력은 보통 조기에 획득된다. 그러나 인플루엔자 B는 지속적인 면역이 불가능할 정도로 충분히 변이된다. 제한된 숙주 범위 (종간 항원 이동 억제)와 결합된 이러한 감소된 항원 변화율은 인플루엔자 B가 대유행 전염병으로 확산되지 않는 이유다.

3) 인플루엔자바이러스 C

이 속(genus)에는 인간, 개, 돼지를 감염시키는, 한 종의 인플루엔자바이러스 C가 있으며, 때때로 심각한 질병과 국소적인 전염병을 유발한다. 그러나 인플루엔자바이러스 C는 다른 유형보다 흔하지 않으며 대개 어린이에게 가벼운 질병을 유발한다.

4) 인플루엔자바이러스 D

 이 속에는 돼지와 소를 감염시키는 인플루엔자바이러스 D 한 종만 존재. 바이러스는 인간을 감염시킬 가능성이 있지만 아직 그러한 사례는 관찰된 바가 없다.

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◎ 어떻게 신종 대유행 인플루엔자바이러스가 발생하는가?

 

 

근대 이후 과학기술이 발전하여 인플루엔자 아형 (아류형, 변종, subtype 또는 strain)이 밝혀진 1918년 이후부터 모든 신종 대유행 인플루엔자바이러스의 생성은 사람이 아닌 조류나 돼지 (숙주) 집단에 유행하는 둘 이상의 다른 아형의 인플루엔자바이러스가 같은 숙주의 세포에  동시에 감염 (Co-infection)되어 유전자 재조합 (Reassortment)으로 발생한다. 

인플루엔자바이러스는 8조각의 유전자를 갖고 있기 때문에 서로 다른 아형의 두 인플루엔자바이러스가 하나의 세포에 동시에 감염되어 유전자 조각이 섞여 재조합된 바이러스가 생성될 경우, 이론적으로는 256가지의 다른 유전자 조합을 갖는 새로운 인플루엔자바이러스가 생성된다. 그리고 새로 생선된 인플루엔자는 여러 요건을 갖춰야만 인간 집단에 유입되어 대유행하게 된다.

 

 

이렇게 사람 집단에서 발생한 신종 대유행 인플루엔자 바이러스는 한 번 나타난 후 사라지지않고, 그 인구집단에서 신종 인플루엔자바이러스에 대해 형성된 집단면역(herd immunity)과 상호작용하며 지속적인 항원변이를 통해 살아남아, 매년 계절인플루엔자바이러스로 유행하게 된다.

신종인플루엔자 발생 이후의 지속적인 항원변이를 항원소변이 (Antigenic drift)라 하며, 이 항원소변이는 주로 HA 단백질의 헤드(Head, globular region)에 발생한다. 반면 HA단백질의 스톡 도메인(Stalk domain)은 비교적 변이를 일으키지 않고 아형 간에도 유전자 및 단백질 공통서열을 유지하며, H1형-H16형의 HA단백질 스톡 도메인 아미노산 서열의 유사성에 의한 계통분류를 통해 크게 그룹 1과 그룹 2로 나뉘며, H1과 H2형 인플루엔자 HA는 모두 그룹1에 속하며 H3형의 경우 그룹 2에 속한다.

 

 

 

◎ 신종 대유행 인플루엔자바이러스도 사라지는가?

이러한 인플루엔자가 신종으로 나타나서 대유행을 하는 주기는 대략 20~40년. 그런데 신종 인플루엔자 바이러스의 대유행은 기존에 유행했던 계절 인플루엔자의 갑작스러운 소멸을 초래하는 경우와 맞물려 나타나는 것이 여러 차례 관찰되었다.

 

*출처: 신종 인플루엔자바이러스의 출현과 소멸, KCDC

 

1968년 H3N2형 (그룹2) 신종인플루엔자가 대유행했고, 1957년 이후 계절인플루엔자로 유행했던 H2N2형(그룹1) 바이러스가 사라지게 된다. 이에 대한 가설이 있는데, H3N2형 신종 인플루엔자의 사람 인구집단에서 대유행한 H2N2에 의해 기존에 형성되었던 N2형에 대한 메모리 B세포의 면역 반응이 부스팅되게 되고, 이에 대한 항체 수준이 인구집단에서 증가하게 되어, 이러한 N2에 대한 항체가 기존의 H2N2형의 플루바이러스를 멸종에 이르게 했다는 것이다.

반면, 1968년 H3N2형의 신종 인플루엔자바이러스가 대유행한 이후 지금까지 1968-H3N2형 인플루엔자 바이러스가 지속적인 항원소변이를 거쳐 계절인플루엔자바이러스로 유행하고 있다. 이것이 지금까지 멸종하지 않고 계절인플루엔자로 남아있는 이유는, 앞의 가설에 의해 설명된다. 1968년 이후 H3N2를 사라지게할 면역반응인 그룹2 HA 스톡에 대한 집단면역이나 N2에 대한 집단면역을 활성화시킬 수 있는 신종 인플루엔자의 발생 및 인구집단에의 유입이 없었고, 1977년 이후 H3N2와 계절인플루엔자로 동시에 매절기 유행한 H1N1형의 경우에는 그룹1에 속하며 N1에 속해 H3N2와 공존할 수 있었다고 보인다.

이를 바탕으로 현재 계절인플루엔자로 유행하는 H1N1형 바이러스와 H3N2형 바이러스는, 향후 H1N1 (그룹1, N1)형과 H2N2 (그룹1, N2)형의 신종 인플루엔자 바이러스가 대유행하게 되면 모두 사라질 것으로 예측되고 있다.

- 우리가 매년 가을부터 접종하게 되는 '독감 예방접종'이 바로 H1N1형 바이러스와 H3N2형 바이러스로 계절인플루엔자바이러스에 대한 면역력을 높이고자 하는 것이다. 매년 의학계, 질병관리센터에서 유행할 수 있는 H1N1, H3N2형 아형을 추정하여 그에 대한 백신을 준비한다.

- 안타깝게도 아직 우리 인간 몸에 면역력을 완전히 갖추지 못한 H1N1, H3N2형 인플루엔자바이러스가 신종 코로나바이러스와 함께 유행으로 번지고 있어, 우리 모두가 더욱 조심해야할 상황이다. 어떤 전문가는 COVID19가 지금의 H1N1, H3N2 바이러스처럼 계절 인플루엔자바이러스로 매년 지속될 수도 있다고 예상하고 있기도 하다. 치료제 개발되고 있으니 부디 치료 백신이 빠른 시일 내에 출시되길 바란다. (치료제 개발 사항은 다른 글에서 간략히 언급)

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신종 코로나바이러스(COVID-19)에 대한 상세한 게놈 분석 결과가 2020년 1월 23일 처음으로 나왔다. 이 날 중국과학원 산하 우한 바이러스학 연구소를 중심으로 한 연구진은 이 바이러스가 2003년 유행한 사스(SARS ·중증급성호흡기증후군) 바이러스와 같은 종이며, 박쥐에서 발견된 코로나바이러스와 거의 일치한다는 내용의 연구논문을 생물학 분야 온라인 공개 논문집인 바이오알카이브(bioRxiv)에 공개했다. 연구진은 논문에서 확산 초기 단계의 환자 5명에서 채취한 바이러스의 전체 게놈 서열을 분석한 결과, 사스 코로나바이러스와 79.5%, 박쥐에서 발견되는 코로나바이러스와 96% 일치했다고 밝혔다. 이 바이러스에 감염되면 고열과 마른 기침, 두통, 호흡곤란, 폐렴 등의 증상이 발생하며, 치사율이 높지는 않지만 폐포 손상에 따른 호흡 부전으로 심하면 사망에 이를 수도 있다. 연구진은 또 인간 폐 세포에 침투하는 이 코로나바이러스의 수용체는 사스 바이러스와 똑같았다고 밝혔다. 연구진은 이를 근거로 사스 치료제가 우한 폐렴 환자에게도 사용할 수 있는지 시험해볼 가치가 있다고 밝힌 상황이다. 

2002~2003년 약 8,000명이 감염됐고 774명이 사망하게된 사스(SARS). 아직 사스 치료법과 백신은 개발되지 않았고, 주로 호흡곤란과 저산소증의 증상을 완화하기 위한 치료를 한다는 것으로 알고있는데, 만약 사스 치료제가 효과적이라면 이번 신종 코로나바이러스 사태에도 활용되어 좋은 효과를 가져오길 바란다.

현재의 사태가 장기화되거나, 신종코로나바이러스가 계절바이러스로 지속된다면, 우리들의 생활패턴, 소비패턴에도 큰 변화가 일어날 가능성이 높다. 인플루엔자바이러스의 대응과 함께 마케터들은 소비자들의 인식과 태도, 행동 상의 변화 사항도 주의깊게 살펴봐야할 것이다.

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