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신종 코로나 바이러스에 대처하는 우리의 자세

기사승인 2020.02.07  15:47:20

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- [로세르바토레 사이언티피코]

작년 말부터 중국 우한시에서 시작된 신종 코로나 바이러스(2019-nCoV) 감염은 설 연휴를 기점으로 하여 폭발적으로 증가했다. 사실 2019년 말에 이 바이러스의 등장에 대한 보고가 있었고, 12월 11일에는 중국 과학자들과 각국의 과학자들로 구성된 연구그룹이 문제가 된 바이러스의 염기서열 정보를 밝혀냈다고 발표했다. 같은 날 영국 에든버러 대학의 앤드루 램바우트 교수는 해당 바이러스가 박쥐 코로나 바이러스의 염기서열과 98퍼센트 일치한다고 밝혔다. 바이러스의 염기서열에 대한 분석은 바이러스의 계통을 파악하는 데 도움을 줄 수 있을 뿐 아니라 진단과 치료에 필요한 항체 단백질을 개발하기 위한 선행연구가 되기 때문이다.

코로나 바이러스는 인간과 동물의 호흡기와 소화기에 광범위한 감염을 일으키는 바이러스 그룹을 말한다. 일반적으로 바이러스는 감염을 일으키는 숙주에게만 감염을 일으킨다. 예를 들어 돼지 인플루엔자(swine influenza)는 돼지만 감염되어 증상이 나타나지 사람이나 다른 동물에는 감염되지 않는다. 바이러스가 세포에 감염될 때 바이러스의 입자 단백질 항원과 숙주세포의 수용체 단백질 사이의 특이성이 높아야 감염이 일어나는데, 이 특이성이 동물 종에 따라서 달리 나타나기 때문에 동물 바이러스는 사람에게 감염되지 않고 사람 바이러스는 동물에 감염되지 않는 것이다. 그런데 간혹 바이러스는 돌연변이를 일으켜 서로 다른 종에 대한 감염성을 획득하기도 한다. 2009년에는 돼지와 사람 모두에게 감염될 수 있는 인플루엔자 바이러스가 발견되기도 했다.

세포가 분열할 때 유전물질인 DNA가 복제되는데 이때 DNA중합효소가 상보적인 DNA 이중가닥을 복제한다. 문제는 DNA중합효소가 가끔 실수하여 염기서열을 잘못 끼워 맞추는 경우가 생긴다. 그러나 걱정할 필요 없는 것이 이런 실수는 세포가 가지고 있는 염기서열 교정시스템에 의하여 거의 복구되므로 큰 문제를 일으키지 않는다. 반면, 바이러스는 자신의 유전물질과 입자를 구성하는 단백질을 갖고 있지만 어떤 의미에서는 완벽한 세포가 아니며 병원성 세균과도 구분된다. 바이러스 스스로 생명활동을 할 수 있는 다른 생물학적 장치들을 갖고 있지 않기 때문이다. 따라서 바이러스는 자신의 유전물질이 복제되는 과정에서 일어난 돌연변이가 교정되지 않아서 돌연변이가 일어날 확률이 매우 높다. DNA를 유전물질로 갖는 DNA바이러스의 돌연변이율은 백만 분의 일에서 일억 분의 일로 알려져 있으며 RNA를 유전물질로 갖는 RNA바이러스의 돌연변이율은 만분의 일에서 백만 분의 일로 알려져 있고 DNA바이러스보다 돌연변이율이 높다. 코로나 바이러스는 RNA를 유전물질로 갖는 RNA바이러스다.

같은 코로나 바이러스에 속하는 바이러스의 감염증의 유행은 두 번 정도 있었다. 2003년 중증급성 호흡기증후군이라 알려진 사스(SARS)의 원인 바이러스도 코로나 바이러스의 일종이었다. 2015년 중동호흡기증후군이라 알려진 메르스(MERS)의 원인 바이러스도 그랬다. 사스의 경우에는 2003년 3월 중국계 미국인이 감염되어 사망함으로써 알려졌다. 사실 바이러스의 감염에 대한 최초 보고는 2002년에 있었다. 이후 30개 이상의 국가에서 약 8000명 이상의 감염자가 발생하였고 치사율은 9.6퍼센트였다. 사스가 전 세계를 공포로 몰아넣은 이유는 빠르게 전염되어 나타나며 심하면 사망에 이르게 되는 미상의 호흡기 질환 때문이었다. 

유행이 끝난 2004년 이후에도 사스-코로나 바이러스에 대한 연구는 계속됐다. 이 연구분야에서 최고의 권위자로 인정받는 중난산(Zhong Nanshan) 박사는 유전학적 실험방법을 통해 사스-코로나 바이러스가 박쥐 코로나 바이러스와 유전적으로 90퍼센트나 동일하며 약 29개의 염기서열이 인간 코로나 바이러스와 다름을 밝혀냈다. 본래는 박쥐의 바이러스였지만 사향고양이를 거치면서 생긴 돌연변이에 의해 인간에게 감염이 가능한 형태로 변형되었다는 것이다. 또한 해당 바이러스의 초기 감염 사례는 모두 야생동물을 취급하는 상인이나 야생동물을 이용한 조리사에서 나타났음을 지적하며 제2의 사스 유행을 방지하기 위해서는 중국 정부가 야생동물을 거래하는 시장에 대한 적절한 규제가 필요하다고 역설하기도 했다. 사스 이후 중국 정부는 사스와 같은 급성전염병에 대한 경보시스템을 만들었고 국제보건기구(WHO)의 기준에 맞는 방역시스템을 도입했다.

2015년엔 메르스-코로나 바이러스에 의해 중동호흡기증후군이 유행했다. 이 바이러스에 의한 감염사례는 2012년 사우디아라비아에서 최초 보고가 되었다. 60세 남성이 폐렴증세로 병원을 방문했고 결국 신부전 합병증으로 사망하게 된다. 원인 바이러스인 메르스-코로나 바이러스는 단봉낙타에서 유래된 것으로 알려져 있다. 낙타에서 발견된 메르스-코로나 바이러스 역시 혈청학적 분석을 통해 대략 30여 년 전에 박쥐 코로나 바이러스에서 돌연변이가 되어 분화된 것으로 추정됐고, 박쥐 코로나 바이러스에서 유래된 여러 변종의 메르스-코로나 바이러스가 카타르와 사우디아라비아의 낙타에서 검출됐다. 여러 변종의 메르스-코로나 바이러스 가운데 일부가 인간에게 감염을 일으킬 수 있는 바이러스로 추정된다. 

2014년 1월부터 5월까지 사우디아라비아의 제다에서 중동호흡기증후군이 유행하는데, 총 255명의 환자가 발생하였고 무증상자였던 64명을 제외한 191명 중 40명은 의료인이었다. 2014년 저명한 의학학술지 New England Journal of Medicine(NEJM)에 게재된 당시 제다에서의 유행에 관한 자료를 참조하면 의료기관 안에서의 원내감염이 감염의 대다수를 차지하는 특징이 있었고 치사율은 30퍼센트대를 기록했다. 

2015년에 메르스-코로나 바이러스는 세계 여러 나라로 전파되는데, 우리나라도 예외는 아니었다. 우리나라에서도 메르스-코로나 바이러스의 감염은 사우디아라비아에서의 경우처럼 대부분 병원 안에서 원내감염에 의하여 전파가 되는 유사한 특성을 나타내기도 했다. 2003년 중증급성호흡기증후군과 2015년 중동호흡기증후군은 치사율 등 몇 가지 통계적 수치에서 차이가 있었지만 호흡기계 질환을 일으키는 병리학적 메커니즘은 유사한 것으로 조사되었다. 폐 조직에 침투한 코로나 바이러스의 표면 단백질의 영향으로 폐 기능이 저하된다는 메커니즘을 서로 다른 두 바이러스가 공유했던 것이다.

사스-코로나 바이러스와 메르스-코로나 바이러스의 전파경로 모식도. (이미지 출처 = “SARS and MERS: recent insights into emerging coronaviruses” (2016) E. Wit et al., Nat. Rev. Microbiol., vol.14, pp.523-534)

그렇다면 가장 최근 중국 우한시에서 시작된 신종 코로나 바이러스 감염증은 어떠할까. 위에서 서술한 것처럼 중국 과학자들은 2019년 12월에 처음으로 원인 불명의 호흡기질환에 감염된 환자가 발생하자마자 세계 여러 과학자들과 함께 컨소시엄을 구성하여 원인 바이러스의 염기서열을 분석해 내고 원인 바이러스가 사스와 메르스처럼 박쥐에서 유래된 코로나 바이러스임을 확인한다. 첫 환자가 생기고 대략 열흘이 지나 바이러스의 염기서열 분석이 완료되었고, 특히 컨소시엄은 분석된 염기서열 정보를 모든 과학자에게 공개했다. 신종 코로나 바이러스의 염기서열이 빠르게 분석되어 공개되자 바이러스학 분야의 저명한 학자들은 신종 코로나 바이러스에 의한 감염증이 과거 사스와 메르스처럼 대유행으로 번지지 않을 것이라는 기대를 크게 했던 것 같다. 

영국 에든버러 대학의 앤드루 램바우트 교수는 신종 바이러스가 박쥐 코로나 바이러스와 98퍼센트나 일치한다는 사실을 사회관계망서비스(SNS)인 트위터를 통해 공개할 정도였다. 반면, 몇몇 과학자들은 2003년 사스가 대유행을 했을 때처럼 중국 정부가 신종 코로나 바이러스에 대해서도 투명한 정보공개를 지연시키면서 오히려 사태를 더욱 키우는 것은 아닐까 우려하기도 했다.

2020년 1월 24일에 저명한 의학저널 <Lancet>에 게재된 연구논문의 내용을 참조하고자 한다. 중국에서 첫 번째 감염환자는 2019년 12월 1일에 나왔다. 특이한 점은 첫 번째 감염환자가 신종 코로나 바이러스의 발원지로 알려진 중국 우한시 화난 수산물시장에서 감염되지 않았다는 점이며, 밀접 접촉자라고 볼 수 있는 그의 가족들에게서는 열이나 호흡기계 증상이 나타나지 않았다는 점이다. 중국의 과학자들은 첫 번째 환자와 그 이후에 생긴 환자들 사이에는 어떠한 역학적 관계가 없다는 결론을 내렸다. 첫 번째 환자와 달리, 첫 번째 사망자로 기록된 남성 환자는 우한시 화난 수산물시장에서 신종 코로나 바이러스에 지속적으로 노출되었고 7일 동안 고열과 기침, 호흡곤란의 증상을 겪다가 입원했다. 그리고 이 남성 환자의 증상이 시작되고 5일 뒤에 그의 아내도 폐렴 증상으로 병원에 입원하게 되었는데, 아내는 수산물시장에서 바이러스에 노출되지 않았다. 

중국 우한시의 의료진은 2019년 12월 1일부터 2020년 1월 2일까지 확인된 총 41명의 감염자들을 치료했다. 환자들이 치료를 받는 과정에서 의료진은 신종 코로나 바이러스는 과거 사스-코로나 바이러스가 감염되었을 때와 유사한 증상을 일으키고 비슷한 의학적 소견을 보인다는 것을 알아냈다. 41명의 환자들 가운데에서 26명은 회복되어 2020년 1월 22일에 퇴원했고 6명은 사망했다.

중국 우한시에 발생한 초기 41명 환자들의 감염경로와 확진일지. (이미지 출처 = “Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China” (2020) C. Huang et al., Lancet)

아직 신종 코로나 바이러스의 기원에 대한 정확한 연구는 이루어지지 않았다. 다만 2013년에 박쥐로부터 사스-코로나 바이러스 또는 메르스-코로나 바이러스와 유사한 다른 종류의 코로나 바이러스가 발견된 적이 있으며, 우한시의 화난 수산물시장에서 사향고양이나 박쥐 같은 야생동물들을 주로 취급해 왔다는 점을 바탕으로 신종 코로나 바이러스도 사스 또는 메르스-코로나 바이러스와 유사한 기원을 가질 것이라고 예상한다. 특이할 점은 2020년 1월 2일부터 일시적으로 환자의 숫자가 크게 늘지 않았다는 점이다. 특히 1월 1일에 화난 수산물시장은 방역을 이유로 폐쇄되었고 감염원이 차단되자 감염이 통제되는 것처럼 보였다. 더구나 초기 환자들의 역학조사 결과를 보면 밀접 접촉자라고 볼 수 있는 감염자의 가족들은 감염되지 않았거나, 감염이 되었다고 하더라도 감염원인 화난 수산물시장과 상관 없었고 감염자들끼리도 감염경로는 독립적이었다. 즉, 감염자들 사이에 사람 간 전염의 가능성을 추론할 수 있는 뚜렷한 인과관계가 나타나지 않았다는 것이다. 

중국 정부는 본격적으로 중국의 설 명절인 춘제가 시작되기 전에 이러한 데이터를 바탕으로 신종 코로나 바이러스는 ‘사람 간 전염’을 일으키지 않는다고 판단한 것으로 추측한다. 결과적으로 이러한 판단은 최악의 오판이었다. 중국의 설 명절인 춘제를 앞두고 우한시에서는 신종 코로나 바이러스의 잠복기를 넘긴 감염 의심자와 확진자의 숫자가 급증한다. 1월 23일이 되어서야 중국 정부는 사태의 심각성을 깨닫고 신종 코로나 바이러스의 ‘사람 간 전염’을 공식으로 인정하고 우한시를 봉쇄하는 극단적인 결정을 내린다.

중국과 인접한 우리나라에서도 신종 코로나 바이러스 확진자가 나왔다. 1월 30일 국립암센터 기모란 교수는 국회 보건복지위원회 신종 코로나 바이러스 현안보고 전체회의에서 “현재 중국에서 감염으로 인한 사망자는 1-2주 전에 발병했던 사람들이고 최근 확진자가 급증한 것을 포함해 계산하면 치명률이 낮은 것 같지만 좀 더 두고 봐야 한다”고 말했다. 또한 기 교수는 같은 자리에서 “무증상 감염은 있는데 (무증상 감염자의) 전파력이 있는지는 의심스럽다”면서 “아직 바이러스가 확인된지 한 달도 안 되었기 때문에, (정확한 결과를 예측할 수 없으므로) 무증상 감염자에 의한 감염의 확산에 대비하기 위한 대책을 세워야 한다. 메르스 사태 때와는 달리 정부의 대처가 기민하게 이뤄지고 있다”고도 말했다. 그러나 안타깝게도 기모란 교수의 발언 이후에 우리나라에서 2차, 3차 감염자가 확진되었다. 가장 최근에는 중국 본토 이외의 여행지에서 감염된 것으로 보이는 감염자도 확진되었지만 현재까지 우리나라에서는 사망한 사례가 발생하지 않아서 매우 희망적이다.

비행기와 같은 교통수단이 발달하기 전에는 전염병은 풍토병의 성격을 강하게 나타냈다. 왜냐하면 교통수단이 발달하지 않았던 과거에는 전쟁이나 교역과 같은 특수한 상황이 아니면 이동이 쉽지 않아서 대부분의 지역들이 사실상 지리적으로 격리되어 있는 상태였기 때문에, 보통 어떤 병원체가 감염을 일으킬 경우 감염이 처음 발생한 지역에서만 집중적으로 그 피해가 나타났다. 물론 중앙아시아에서 유럽으로 퍼진 흑사병이나, 서구 열강이 앞다투어 신대륙에서 식민지를 건설하던 시기에 아메리카 대륙으로 퍼진 천연두와 같은 감염병의 사례들이 있지만 이러한 사례들을 제외하고는 대부분의 전염병은 그 지역에서 주로 발생하는 풍토병으로 취급되었다. 그러나 현대에 와서는 교통수단이 발달하면서 전염병은 더 이상 풍토병의 성격을 띄지 않는다. 

역설적이지만 과학기술의 발달로 교통수단이 발전하자 전염병이 국경을 넘어 빠르게 퍼질 수 있는 ‘위험사회’가 되었다. 2003년 대유행을 했던 중증급성호흡기증후군의 원인 바이러스인 사스-코로나 바이러스를 연구해 온 중국의 중난산 박사는 당시 대유행을 회고하며 전염병을 극복할 수 있는 가장 중요한 무기는 ‘정직(honesty)’이라고 했다. 전염병이 생겼을 때 전염병의 발생과 원인에 대한 정보를 투명하고 정직하게 공개하지 않으면 전염병에 의한 막대한 인명피해와 경제적 손실이 국경을 넘어 빠르게 퍼지기 때문이다. 따라서 어떤 국가에서 전염병이 생겼더라도 전염병을 이겨내기 위한 국가 사이의 국제적 공조는 필요하고 신뢰관계 속에서 ‘정직함’을 유지하는 것은 신종 코로나 바이러스 감염증과 같은 전염병에 대처하는 우리의 자세일 것이다.

신종 코로나 바이러스 감염증 예방 국민행동 수칙. (이미지 출처 = 질병관리본부)

참고문헌

“Preparing for the next flu pandemic: from SARS to avian flu” (2008) Z. Nanshan, Singapore Med J., vol.49, issue 8
“Isolation and characterization of a bat SARS-like coronavirus that uses the ACE2 receptor” (2013) X-Y Ge et al., Nature, vol.5
“2014 MERS-CoV outbreak in Jeddah - a link to health care facilities” (2015) I.K. Oboho et al., New England Journal of Medicine, vol.372, issue 9
“Better Understanding on MERS corona virus outbreak in Korea” (2015) J. Lee et al., J Korean Med Sci., vol.30
“SARS and MERS: recent insights into emerging coronaviruses” (2016) E. De Wit et al., Nature Reviews Microbiology, vol.14
“Genomic characterization of the 2019 novel human-pathogenic coronavirus isolated from a patient with atypical pneumonia after visiting Wuhan” (2020) Emerging Microbes & Infections, vol.9
“Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China” (2020) C. Huang et al., Lancet

이전수(라파엘)
국립암센터 연구원.
연세대 생화학과, 포항공과대 대학원 생명과학과 졸업. 
생명과학 연구자이자 가톨릭 신앙인으로서 과학-기술-사회(Science-Technology-Society), 과학과 종교간 대화에 많은 관심을 가지고 있다.

<가톨릭뉴스 지금여기 http://www.catholicnews.co.kr>

이전수 editor@catholicnews.co.kr

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