코로나바이러스의 병원체 특성과 역학적 특성

코로나바이러스

 

코로나바이러스(coronavirus)는 RNA 바이러스로 사람과 동물에서 감염을 일으킬 수 있는 인수공통감염병의 원인병원체 중 하나이다. 이전에는 사람에게 주로 상기도 감염을 유발하는 바이러스로 알려져 있었으나 2003년 전 세계적으로 유행한 중증급성호흡기증후군(severe acute respiratory syndrome, SARS)이나 2015년 국내에서 유행한 중동호흡기증후군(Middle East respiratory syndrome, MERS), 그리고 2019년부터 유행하기 시작한 코로나바이러스감염증-19(coronavirus disease 2019, COVID-19)도 모두 코로나바이러스에 의한 것이다. 일반적인 상기도 감염을 일으키는 코로나바이러스에 대해서는 일반적인 상기도감염에 준한 관리로 충분할 수 있으나 공중보건학적 문제를 일으키는 코로나바이러스에 대해서는 적절한 감염관리가 필요하다.

 

 

 코로나바이러스 질병의 특성

 

1. 코로나바이러스 병원체의 특성

 

코로나바이러스의 이름은 왕관을 뜻하는 라틴어인 ‘corona’에서 유래한 것이다. 바이러스 표면에 있는 스파이크 단백질(spike protein)로 인해 바이러스를 전자현미경으로 보면 왕관을 연상시키는 모양을 하고 있어서 코로나바이러스라는 이름이 붙여졌다.

 

코로나바이러스의 유전체(genome)는 26-32kb 크기의 non-segmented, single-stranded positive sense RNA이며, 전체 RNA 바이러스 중 가장 큰 유전체를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 코로나바이러스의 구조단백질 중 스파이크 단백질은 숙주세포의 수용체에 결합하여 바이러스가 세포 내로 침입하는 데 중요한 역할을 하며, 결합하는 수용체의 종류나 분포에 따라 숙주의 범위, 감염된 숙주 내 바이러스의 분포가 달라진다. MERS-CoV는 dipeptidyl-peptidase 4(DPP4)를 수용체로 사용하는 반면, SARS-CoV와 SARS-CoV-2는 angiotensin-converting enzyme 2(ACE2)를 수용체로 사용한다. 내피세포 표면 단백질인 transmembrane serine protease2(TMPRESS2)은 스파이크 단백질의 S2’부위를 절단하여 코로나바이러스가 세포 내로 침입하는 데 중요한 역할을 한다. 코로나바이러스에 대한 면역 반응이 유도될 때, 스파이크 단백질은 항체가 작용하는 중요한 부위이기 때문에 백신 개발 시 주요 항원으로 사용된다. 또한 스파이크 단백질에 변이가 발생하는 경우 전염력이나 감염 가능한 숙주 범위에 큰 영향을 미칠 수 있다.

 

코로나바이러스는 알파코로나바이러스(alphacoronavirus), 베타코로나바이러스(betacoronavirus), 감마코로나바이러스(gammacoronavirus), 델타코로나바이러스(deltacoronavirus)의 4가지 속(genera)으로 나뉜다. 사람에게 감염을 일으키는 것으로 알려진 코로나바이러스는 7가지로, 주로 상기도감염을 유발하는 HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63, HKU1 그리고 SARS의 원인병원체인 SARS-CoV, COVID-19의 원인병원체인 SARS-CoV-2가 있다. HCoV-229E, HCoV-NL63은 알파코로나바이러스에 속하며, 나머지 5가지는 베타코로나바이러스에 속한다.

 

SARS-CoV-2의 경우 전 세계적인 유행이 지속되면서 변이주가 끊임없이 등장하고 있다. 세계보건기구(World Health Organization, WHO)는 변이바이러스에 그리스 알파벳을 사용하는 명명법을 제안하여, 알파, 베타, 감마, 오미크론 등과 같은 이름을 붙이고 있다. 옥스퍼드 대학과 에딘버러 대학을 중심으로 하는 Pango 연구팀은 SARS-CoV-2의 유전적 계통명을 지정하는 규칙을 마련하였고 WHO는 이 계통명을 변이바이러스 분류에 활용하고 있다. 계통명은 알파벳 접두사와 숫자 접미사로 구성되어 있다.

 

코로나바이러스는 중요한 인수공통감염병의 원인병원체로 알파코로나바이러스와 베타코로나바이러스는 박쥐가 중요한 자연보균숙주(primary natural reservoir host)이다. 신종코로나바이러스는 동물에서 사람으로 전파되면서 대규모 유행을 발생한 것으로 추정되고 있으며, SARS는 사향고양이, MERS는 단봉낙타, SARS-CoV-2는 천산갑 등의 동물이 중간숙주(intermediate host)로 제시되고 있다.

 

 

코로나바이러스의 병원체 특성과 역학적 특성

 

 

2. 코로나바이러스 역학적 특성

 

1) 중증급성호흡기증후군

SARS는 2002년 11월 중국 광동성에서 시작되어 전 세계로 확산되었다. SARS는 약 7개월 동안 유행하였으며 800여 명의 사망자를 발생시켰고 치명률은 9.6% 정도로 보고되었다. 고령자에서 더 높은 치명률을 보여서 24세 미만에서는 치명률이 1%미만이었으나 65세 이상의 치명률은 55%정도였다. 잠복기는 2-4일, 기초감염재생산수(R₀)는 연구에 따라 다르지만 2-3일 정도로 보고되었다. SARS는 2003SUS 7월 이후 종식이 되었으나 SARS가 종식된 원인은 명확하지 않은 상태이다.

 

2) 중동호흡기증후군

MERS는 2012년 4월 사우디아라비아에서 처음 보고되었다. 초기에는 사람 간 전파가 일어나지 않는 것으로 생각하였으나 이후 사람 간 전파도 가능하다는 것이 알려졌다. 치명률은 약 35% 정도로 SARS에 비해 높았으나 지역사회에서 전염력은 매우 낮아서 R₀는 0.7 정도로 보고되었다. 잠복기는 2-13일(평균 5.5일)이다. 2015년 우리나라에서 의료기관을 중심으로 유행이 발생하여 186명의 환자가 확진되고 38명이 사망하였다.(치명률 20.4%) MERS는 2019년 222명, 2020년 65명, 2021년 19명 등 현재도 중동의 아라비아반도에서 환자 발생 사례가 보고되고 있으나 그 수는 많지 않으며 COVID-19 유행 이후 감소하는 양상을 보여주고 있다.

 

3) 코로나바이러스감염증-19

COVID-19은 2019년 12월 중국 후베이성 우한에서 처음 보고되었고 이후 전 세계 각국으로 급격하게 퍼졌다. WHO는 2020년 1월 31일 COVID-19으로 인한 국제적 공중보건 비상사태를 선언하였고 3월 11일에는 전 세계적인 대유행(pandemic)을 선언했다. 2022년 말까지 전 세계적으로 6억 5천만 명 이상의 확진환자가 발생했고 사망자는 659만 명 이상이 보고되었다. 우리나라의 경우 2022년 말까지 2,900만 명 이상의 확진환자가 발생했고 이 중 32,000명 이상이 사망했다. COVID-19의 잠복기는 2-14일, 평균 5-6일로 알려졌으나 변이가 거듭되며 잠복기도 감소하는 양상을 보이고 있다. R₀의 경우도 변이가 거듭되며 점차 높아지는 양상을 보이고 있으며 오미크론 하위변이의 경우 연구에 따라 18을 넘는 R₀값을 보고하기도 한다. COVID-19의 치명률은 유행하는 바이러스의 종류, 백신 접종력, 인구집단의 특징, 환자의 기저질환 등 다양한 요인에 따라 달라지며 0.1-25%까지 다양하게 보고되었다.