바이러스와 질병

세계보건기구 (WTO)가 최근 발표한 20118 연구개발 청사진에서 질병X를 연구개발 가속화해야 할 가상 바이러스 질환에 포함시킨다. 우리가 흔하게 접하는 독감과같은 바이러스성 질병은 가벼운 병부터 심각한 질병에까지 다양하게 존재하는데 , 세계건강협의회는 인류 역사에서 인플루엔자 바이러스가 그 중 가장 위험하고 다루기 어렵다고 발표 했듯이 다양한 생물학적 변이들과 그에 대한 면역력 증가로 바이러스성 질환이 유행이 되는 추세이다. 바이러스 질환에 대한 이해로 미리 예방하는 것이 아주 중요하다.

 

바이러스성 질병은 무엇인가?

 

 

이렇게 바이러스성 질병에는 여러가지 부위에 따라서도 나타나는데 첫번째로 호흡기 감염(respiratory tract)에는 감기(common cold), 독감 (flu), 바이러스성 폐렴 ( viral pneumonia) 등이 존재한다. 두번째로 피부접촉성 감염(skin transmitted)에는 홍역(measles), 풍진(german measles), 수두 (chicken pox), 대상포진(shingles), 사마귀(warts)등이 있다. 세번째로 성접촉성 질병stc(sexually transmitted disease)에는 에이즈(aids ,acquired immuno deficiency syndrome : 후천성면역결핍증) , 헤르페스(herpes), 생식기 사마귀(genital warts), B형 간염등이 이에 해당한다. 네번 째로 신경게통 감염에는 뇌염(ebcephalitis), 회색질척수염(polio), 광견병( 미친객 병, rabies)가 있으며 간에 발생한는 황열병(yellow fever), A,C,D형 간염등이 이에 해당하고 그 외 볼거리라고 불리는 유행성귀밑샘염(MUMPS)와 암(cancer)도 이에 해당한다 .

 

이러한 다양한 질병을 일으키는 바이러스는 독자적인 생식능력이 없고, 살아있는 숙주세포(host cell)내에서 복제를 해가며 기생하며 살아간다. 바이러스는 박테리아부터 인간의 세포까지 다양한 종류의 세포를 감염 시키는데 종류에 따라서 특별한 세포만 감염을 시킨다. bacteriophage는 박테리아만 감염시키고, tacacco mosaic virus는 식물만을 감염시키고, rabies virus(광경병 바이러스)는 포유류(mammals)만을 감염시킨다. 그 외 인체감염바이러스(humman viruses)또한 인체의 특정한 부위만 감염 시키는 데 HIV는 혈액세포를, polio virus는 척추 신경세포를 , 간염 바이러스는 간세포를 감염 시킨다.

 

 

바이러스의 구조와 일생

 

 

바이러스는 특별한 세포구조가 없이 독특한 구성을 지니는데 단백질 소단위체와 핵산(RAIN or DNA)가 합쳐진 성분으로 구성된다. 바이러스의 구조 중 캡시드(capsid)는 바이러스의 핵산을 둘러싸는 단백질 껍질을 뜻하는데 , 동물성 바이러스의 캡시드는 외막(outer envelope

)로 둘러싸여 진다. 이 외막은 숙주세포의 원형질막(plasma membrane)에서 생성된 것이며 바이러스성 당단백질 돌기(viral glycoprotein spilkes)가 있고 숙주세포의 원형질막 수용체에 부착되는 데 쓰인다. 이때 바이러스는 식포(endocytosis)작용에 의해 숙주세포로 들어간다.

 

숙주 세포 내에 들어간 바이러스 유전자는 세포 내에서 자유롭게 활동하는데, 점차 바이러스 DNA를 복사하여 새로운 바이러스를 만들어 낸다. 이때 숙주 세포에서 바이러스가 배출되는 과정을 발아(BUDDING)이라고 부른다. 발아 과정에서 바이러스는 숙주세포의 원형질막으로부터 외벽을 생성하고 바이러스의 유전 암호로부터 당단백질을 생성한다. 당단백질은 돌기모양이며, 숙주세포의 세포막에 달라붙는 역할을 하는데 이 과정동안 숙주세포는 죽지 않는다.

 

바이러스 의 잠복기와 종류

 

 

많은 DNA 바이러스 들은 신체의 특정한 부위의 숙주세포에 칩입해 계속해서 복제를 하면서 살아나간다. 이때 많은 바이러스 들이 잠복기를 갖기도 하는 데 대표적인 예로 유두종 바이러스 ( 파릴로마 바이러스 , papiloma virus), 헤르메스 바이러스 (herpes virus), 간염 바이러스 (hepatis virus), 아데노 바이러스 (adenovirus) 등이 있다.

 

잠복기 동안에 바이러스 유전자는 숙주세포의 염색체DNA 에 융합(integrated)되며, 융합된 바이러스는 숙주세포가 분열할 때 바이러스 유전자도 따라간다. 특정한 환경에서 ( 자외선 이 있는 환경) 바이러스는 복제를 하기 시작하고, 세포로 부터 발아하기도 하면서 잠복기 동안 숙주세포를 변형시키고, 어떤 경우에는 암세포로 바꾸기도 한다. 어떤 바이러스는 종양 유전자 ( 암 유발 유전자 ,oncogene, cancer causing gene)를 지니면서 암을 유발하기도 한다 .

 

이때 유전 정보를 DNA 대신 RNA를 사용하여 암호화 하는 바이러스도 발생하는데 이를 RNA 레트로 바이러스 라고 한다. 레트로 바이러스는 복제(replicaition)과정에서 DNA를 갖게 되며 역전사효소(REVERSE TRANSCRIPTASE)라 부르는 효소를 지니고 RNA 바이러스를 cDNA로 바꾼다. 잠복기 동안에 cDNA는 숙주 DNA에 융합되어서 바이러스의 복제와 발아과정에서 숙주를 떠나게 된다. 이런 특이한 변이가 된 레트로 바이러스는 HIV혹은 암을 유발한다.