RNA 바이러스

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11. 의학적으로 중요한 바이러스

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RNA 바이러스

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바이러스의 분류

* DNA 바이러스(6)

- 파르보바이러스과 - 파포바이러스과 - 아데노바이러스과 - 헤파드나바이러스과 - 헤르페스바이러스과

- 폭스바이러스과 (천연두 smallpox)

* RNA 바이러스(17)

- 레오바이러스과 (로타바이러스) - 레트로바이러스과

- 아레나바이러스과 (랏사열: 출혈열) - 피코르나바이러스과

- 아스트로바이러스과

- 칼리시바이러스과 (노로바이러스)

- 분야바이러스과 (한타바이러스: 신증후출혈열, 폐증후군) - 플라비바이러스과

- 오소믹소바이러스과 - 파라믹소바이러스과 - 랍도바이러스과 - 보르나바이러스과

- 필로바이러스과 (마르부르구바이러스, 에볼라바이러스 : 전신성 출혈, 부종, 쇼크)

- 토가바이러스과

- 코로나바이러스과 (중증급성호흡기증후군SARS) - 아르보바이러스와 로보바이러스

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레트로바이러스과(Retroviridae)

• Single-stranded, positive-sense, linear RNA-two copies per virion (diploid)

• Viral envelope contains glycoprotein that undergoes antigenic variation

• Virion contains reverse transcriptase

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Human immunodeficiency Vrius

Pathogenesis & Clinical Significance :

• HIV는 종양을 일으키지 않는 레트로바이러스.

• 전파는 다음과 같은 3가지의 경로 중 하나를 통해서 감염 : 1) 성접촉 (정액과 질 분비물 모두에 존재)

2) 수혈 및 혈액제제에 의해 (전혈, 혈장, 혈액응고인자, 수혈에 의한 혈액의 세포성 파편)

3) 주산기 시 (태반 통과시, 산도를 통한 통과, 혹은 모유 수유 시).

• 특별한 HIV세포 표면 수용체는 “CD4 분자”이며, 이는 helper T세포에 위치

• HIV는 세포질막을 바이러스 외피로 융해하면서 들어감

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• integrated DNA는 바이러스 단백질로 암호화할 수 있는 바이러스 mRNA로 변형되며, 자손progeny 바이러스로 옮겨감.

• 조합된 virions은 세포질막을 통해 출아(bud)함

• 바이러스의 생산은 전염성 있는 과정이고, 결과적으로 숙주세포를 죽임

Human immunodeficiency virus infection, HIV 감염

• CD4+ cells에서 바이러스의 매우 높은 복제수준이 있는 동안에 초기 감염 후, 1/3 ~2/3이상이 전염성 단핵증(infectious mononucleosis)과 증상이 비 슷함

• 림프절이 감염됨 : 무증상기에도 바이러스의 지속부위임

• Acute phase viremia 는 임상적으로 무증상이거나 몇 달에서 수년간 잠복 기상태로 지속

• 이 기간 동안 특징적인 증상 : 지속적으로 일반적인 lymphadenopathy, 설 사diarrhea, 체중감소weight loss.

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후천성면역결핍증(aquired immune deficiency syndrome) / 에이즈(AIDS)

• 무증상 감염 ~ 에이즈 진행 : 진행성 임상단계의 지속

• 감염된 CD4+세포의 수가 감소하고, 림프조직 속의 T세포 전구물질들은 감염 되고 죽음

• 그래서 CD4+세포를 새로 생성하는 능력은 점진적으로 잃게 됨.

• 단핵구/대식세포 계통의 세포도 또한 감염되고, 바이러스가 뇌를 포함한 다른 장기로 전이됨

• CD4+세포수는 200/ul 아래로 떨어지고, 빈번하고 심각하게 기회성 감염이 발생할 때 이 증후군을 “에이즈(AIDS)”라고 정의함.

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Treatment :

• 바이러스 역전사효소 억제제

 nucleoside와 non-nucleoside reverse transcriptase inhibitor를 포함 (HIV 감염을 예방)

• 바이러스 프로타제 억제제  자손 바이러스의 생산을 늦춰줌.

• HAART (highly active antiretroviral therapy) : 바이러스 역전사 효소 억제제 와 바이러스 프로타제 억제제의 약물혼합은 약물에 내성이 있는 돌연변이의 발생을 늦춰주고, 이를 위해 동시에 3-·4개의 약이 한번에 사용

Prevention :

• 백신으로 예방가능 하지는 않으나 주산기의(출산 전후의) 임산부는 AZT (ziodovudine) 로 전파를 감소시킬 수 있음

• 태어난 신생아에게도 AZT를 몇 주간 더 투약하게 함.

• 예방책은 수혈 / 장기이식 전에 혈액검사와 조직검사수행하고, 성관계 시 콘돔을 사용하며, 건강관리자에 의한 universal precautions 을 엄격히 수행 하도록 함

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Laboratory identification :

• 바이러스 RNA와 DNA 증폭

 by PCR 검사 - 혈액이나 조직 내 바이러스검사를 위한 가장 민감한 방법

• 혈청안의 p24(CA)항원물질에 대한 ELISA는 항체검사 방법보다 몇 주 더 일찍 감염을 감지 할 수 있는 방법

• 감염 여부를 검사하는 사람에 대한 ELISA 검사 : 혈청 내 항체를 검사, 양성 반응이 나온다면, Western blot technique 로 재검사 해야함

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피코르나바이러스과(Picornaviridae)

• Positive-stranded, single-stranded, nonsegmented RNA genome

• Non-enveloped, icosahedral

• Genomic RNAs serve as messenger RNAs and infectious

• Virions do not contain any enzymes

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Poliovirus

• Enterovirus genus임.

• 오염된 음식이나 물을 섭취로 감염됨

• Enteroviruses는 위장의 low pH, GI tract에서 복제, 대변으로 분비됨.

• 구인 두나 창자관 림프조직(interstinal tract lymphoid tissue)에서 복제한 후에, Poliovirus는 혈류로 들어가서 중추신경계(CNS)로 전파됨

.회색질 척수염

• Poliovirus 감염의 가장 큰 특징 : 무증상

• 이완성 마비(flaccid paralysis) 증상 : Poliovirus에 감염된 사람에서 고전적으로 나타나는 증상 (가장 흔히 lower limbs에 침범)

 Spinal cord 의 anterior horn에서 lower motor neurons에서 바이러스가 복제되고, 파괴시키기 때문

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• 호흡기성마비(respiratory paralysis)또한 발생하며, brain stem감염을 수반함.

Treatment :

• Poliovirus 감염에 대한 치료에 이용할 수 있는 항바이러스 약 없음

Prevention :

• 사(killed)폴리오백신(=Salk) 이 주사되고, 생약독화된 폴리오백신(=Sabin)은 구강으로 투약함

• Poliovirus는 격리 또는 배변이나 뇌척수액으로 배양 가능함

• 항체 역가(antibody titer)의 상승 : 감염의 증거

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Coxsackievirus

• coxsackieviruses : 장내 바이러스 속 (enterovirus genus)

• 사람은 c오염된 음식이나 물의 섭취, 혹은 바이러스를 포함한 대기오염물질 의 흡입으로 coxsackieviruses에 감염됨

• 이 바이러스는 위장의 낮은 pH에서 안정하며, 위장관에서 복제replication되 고 stool(항문-입 루트)을 통해 방출

• oropharynx에서 복제됨

• coxsackieviruses는 혈액에 의해서 이송되어 심장과 중추신경계를 포함한 peripheral tissues로 이송

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Coxsackievirus infections

• 이들은 상기도 감염upperespiratory infection, 뇌수막염meningitis, 위장염 gastroenteritis, 포진성구협염herpangina(목구멍이 격렬히 부음), 늑막염 pleurisy, 심막염pericaditis, 심근염myocarditis, 근염myositis, 무균성수막염 aseptic meningitis, 급성결막염acute conjunctivits, 수족구병Hand-foot- and-mouth disease 등 을 포함한 다양한 임상 증후군을 초래

Treatment :

• 현재는 coxsackievirus 감염을 치료할 수 있는 항바이러스제나 백신이 없음

• 바이러스는 다양한 target organ이나 대변으로부터 분리될 수 있고 배양됨

• 감염의 증거는 항체의 적정농도 증가로 알 수 있음

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Hepatitis A virus

• A형간염바이러스(HAV)는 hepatovirus genus 종류의 일부

• 미국에서 간염바이러스의 가장 흔한 원인

• 전달은 배설물-구강 경로에 의하며, 바이러스는 배설물에서 나옴

예를 들어, 바이러스의 흔한 전달방식은 오물에 오염된 물로부터 수확된 조리 되지 않은 갑각류 먹는 것을 통해

• 피를 통한 전달(HBV바이러스와 비슷한)은 없음.

A형 간염(감염성 간염)

• HAV감염은 특히 여름캠프와 같은 사람들로 붐비는 숙박시설에서 사는 어 린이에게서 가장 흔함.

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• 복제의 주된 장소는 간세포이며, 간세포의 감염은 심한 세포병리적 소견을 초래하며, 간기능은 심각하게 손상됨

• HAV를 가진 환자의 예후는 일반적으로 양호하고, 지속적인 감염의 발전과 만성간염은 없음.

Treatment :

• 면역Globulin은 노출 후 예방치료목적으로 사용

• 현재 어떤 항바이러스약제로도 HAV감염치료를 할 수 없음

Prevention :

• 포름알데히드로 불활성화된 모든 바이러스로 준비된 백신이용가능함

• 면역Globulin : 바이러스 노출 후 주요 예방치료로써 수 년 동안 이용됨

• HAV감염예방은 오염된 음식과 물을 피하기 위한 대책세우기

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• HAV는 조직배양이 어려움

• 감염의 증거는 항체의 적정 농도량이 상승한 것을 확인함으로써 얻을 수 있음

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플라비바이러스과(Flaviviridae)

• Positive-strand, single-stranded, nonsegmented RNA genome

• Enveloped, icosahedral nucleocapsid

• Genomic RNAs serve as messenger RNAs and are infectious

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Hepatitis C viruses

Pathogenesis & Clinical Significance

• 간염C(HCV) 바이러스는 과거에 비A간염, 비B간염으로 불리움

• 수혈관련 간염이 주요 원인

• HCV 바이러스의 혈액 검사는 몇 년 전부터 가능하게 되어 HCV바이러스는 현재 수혈로 인한 간염은 흔하지 않음

• 혈액을 통한 전달로 : 수혈, 정맥 내 약물 사용, 신장투석치료, 수직감염 및 성교시 전파

Hepatitis C (C형 간염)

• HCV 복제는 간세포에서 일어남.

• 간세포의 파괴는 바이러스 복제의 직접적인 영향 및 숙주의 면역반응 결과 발생함

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• HCV의 주요 감염

 무증상 감염이지만 감염된 사람의 25%는 황달을 동반한 급성간염.

• 감염의 상당한 부분은 만성 간염과 간경변으로 진행되며, 이들 중 몇몇은 첫 감염 후 수년 후에 간암(HCC)으로 발달.

Treatment :

• 알파 인터페론을 투약한 만성 간염 환자의 치료가 유익하지만, 대부분의 경우에는 오직 환자가 인터페론을 받고 있는 동안에만 효과가 있음.

• 심한 간 손상을 초래한 HCV에 인한 만성 간염은 간이식을 해야 함

Prevention :

• 이 시기에 사용할 수 있는 백신이나 예방약 없음

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• 재조합형 바이러스 단백질에 반응하는 항체 실험

• 민감도 검사: RNA바이러스 검출

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Flavivirus

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오소믹소바이러스과(Orthomyxoviridae)

• Negative-stranded RNA genome

• Spherical, enveloped, pleomorphic virus

• RNA is segmented into eight pieces, each of which codes for a single protein

• Virion has two types of membrane protein spikes: H protein (hemagglutinin) and N protein (neuraminidase)

• Virion contains RNA polymerase

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Influenza virus

• 인플루엔자는 호흡기 비말에 의해 퍼지고 감염은 오직 호흡기도에서만.

• 바이러스 혈증(viremia)은 드물고 다른 장기로 퍼짐.

• 인플루엔자 바이러스: 바이러스의 내부 단백질에 의한 항원에 의해 A,B,C 타입으로 구분 (의학적으로 A와B 타입중요.)

• 인플루엔자 A타입의 바이러스는 H,N 같은 외부 단백질과 연관된 항체를 기 본으로하는 subtypes으로 깨짐.

• 인플루엔자 바이러스는 H, N 단백질의 특이성에 의해서 항원적 특성으로 수년 넘게 현저한 변종을 보여줌.

• 이러한 변종은 항원이동에 중요한 원인임.

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인플루엔자

• 인플루엔자 바이러스 조각을 흡인하면, 호흡기 상피세포는 숙주의 면역반 응에 의해서 파괴됨(특히 cytotoxic T 세포에 에 의해서).

• 인플루엔자는 오한(chill)을 특성으로 급성으로 시작되고, 이후 고열, 근육통, 극심한 졸음을 동반함.

• 이 질병은 4~5일 정도의 과정을 거치고 점진적으로 회복.

• 가장 심각한 문제점 : 어린이,노인, 또는 만성적인 심폐질환자 및 면역결핍 환자에게서 폐렴(pneumonia)발생.

레이에증후군

• 이 질병은 수두나 인플루엔자에 감염된 어린이에서 드물고 바이러스 감염 의 심각한 합병증임

• 바이러스로 유발된 열을 내리기 위해 아스피린이 사용이 레이에증후군을 유발시킴.

• 그러므로 아세타미노펜은 알려지지 않은 열에 대해서 일반적으로 권장됨.

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Treatment :

• Amantidine과 rimantadine은 인플루엔자 바이러스의 탈피각(uncoating)을 예방

• A 인플루엔자 바이러스 감염에서 감기증상의 기간과 중증도를 감소시키지만, 단지 이는 초기 감염에서 그러함.

• 인플루엔자 바이러스는 이들 두 약물의 혼합체에 저항을 빨리 발달시킴.

• Zanamivir와 Osltamivir는 바이러스의 neuraminidase를 억제하는 새로운 약물

• Neuraminidase는 감염된 세포로부터 바이러스의 분비를 요구하는 효소임

Prevention :

• 유용백신 : 포르말린 불활성화 인플루엔자 바이러스

• 백신은 그 해 대중에서 존재하는 인플루엔자바이러스의 특별한 subtypes을 포함하고 있어 중요함

• 증상이 나타나기 전에 Amantidine과 rimantadine은 질병을 예방하고, high- risk groups 치료를 위해 유용함.

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• HI(hemagglutination inhibition) 항체의 양은 감시를 목적으로 사용됨

• 호흡기도 분비물에서 바이러스 항원의 해석은 인플루엔자 감염의 빠른 진 단방법임.

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파라믹소바이러스과(Paramyxoviridae)

• Nonsegmented, negative-strand RNA

• Spherical, envelpoed viruses

• Some contain RNA polymerase in their virions

• Envelope contains F(fusion) protein that allows virus to enter cells via a fusion process, rather than by receptor-mediated endocytosis

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Measles virus

• 재채기나 호흡기비말을 생산하는 기침에 의해 전파.

• 바이러스는 매우 전염성이 강하며, 감염된 사람 대부분 모두에서 임상적 질병으로 발전됨

홍역(Measles)

• 초기에 호흡 상피에서 복제하고, 이후 다양한 림프장기로 퍼짐.

• 전형적인 홍역은 전구증상으로 열, 상부의 호흡관 증상, 결막염으로 시작.

• 2-3일이 지난 뒤, 코플릭 반점(Koplik spot) 이 입과 목에서 발견되고, 반점 성 발진(macular rash)이 전신에서 발견되며, 시작은 머리(head)에서 천천히 하지쪽(lower extremities)으로 번짐.

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• 발진이 나타난 후에 환자는 더 이상 감염력이 없음.

• 발진이 발병하고 2주 이내에 발병하는 드문 합병증

 후감염 뇌척수염postinfectious encephalomyelitis (자가면역질환)

• 아이들은 특히나 감염되기 쉽고, 특별히 다른 질병이나 굶주림에 의해 약 해진 경우 더 그러함.

Treatment :

• 항바이러스성의 약은 홍역에 유효하지 않음

Prevention :

• 생약독화 홍역백신이 효과적임 : MMR백신으로 투약됨

Laboratory indentification :

• 항바이러스성의 항체역가 증가의 확인은 홍역진단에서 사용됨

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Mumps virus

• 볼거리 바이러스는 호흡 비말에 의해 전파됨

볼거리 Mumps

• 볼거리 감염자의 약1/3이 무증상이지만, 전형적인 임상증상과 진단은 이하 선의염과 국소부종으로 이뤄짐.

• 그러나 볼거리 바이러스는 혈류로 들어와서 광범위하게 감염을 일으킴.

• 침샘뿐만 아니라 췌장 ,CNS, 고환도 침범함

• 남성불임은 양측성 고환염(orchitis)에 의함.

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Treatment :

• 볼거리를 위한 항바이러스성 약물 없음

Prevention :

• 생약독화 백신이 효과적임: 대개 MMR백신의 형태로 투약됨

• 바이러스는 침, 혈액, 척수액, 소변부터 재발견될 수 있고 배양될 수 있음

• 혈청학적 검사는 혈액에서 항바이러스성 항체를 감지함

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Parainfluenza virus

Pathogenesis & Clinical significance :

• human parainfluenza virus(hPIV) type 1에서 hPIV type 4까지 4가지의 임상적으로 중요한 human parainfluenza viruses가 있음.

• 이것들은 인플루엔자의 증상과 비슷하고, 인플루엔자같이 나타나서 파라인 플루엔자라고 불림.

• hemagglutinating과 neuraminidase activity를 갖음

• 파라인플루엔자 바이러스의 감여은 호흡비말에 의해서 전파되고, 호흡기도 에 한정됨.

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Respiratory tract infections (호흡기 기도 감염)

• parainfluenza viruses는 주로 유아와 어린이에게 후두기관지염=크루프 (croup), 폐렴, 기관지염을 일으킴

• parainfluenza viruses는 또한 모든 연령층에서 "일반적인 감기“의 원인

Treatment :

• 이 감염을 위해 권장되는 항바이러스제제가 없음.

• 증상은 반드시 치료됨

Prevention :

• 백신 또는 유효한 예방적 약물이 없음

Laboratory indeitification :

• parainfluenza viruses 항체에 대한 혈청학적 테스트는 감염의 진단에 도움 이 됨

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Respiratory syncytial virus

• Respiratory syncytial virus (RSV)는 호흡기비말을 통해 전파되고, 또는 바이 러스가 코나 입에서 손으로 전해지면서 오염되면서 전파됨

호흡기도 감염

• RSV 는 소아집단에서 주요 바이러스 호흡기도 병원체이고, 영아의 세기관 지염(bronchiolitis) , 어린이의 폐렴(pneumonia), 성인의 인플루엔자 신드롬 (influenza-like syndrome), 노인의 폐렴을 동반한심한 세기관지염(severe bronchitis with pneumonia).

• RSV는 온몸으로 퍼지지는 않음.

Treatement :

• RSV의 치료를 위한 것은 분무형으로 투약하는오직 ribavirin을 사용하며, 중 간정도의 효과가 있을 뿐임.

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Prevention :

• 이용할 수 있는 백신이나 예방약물 없음.

• 감염전파를 예방하기 위해서 손씻기 및 감염된 사람과의 접촉을 피함.

Laboratory indentification :

• 항바이러스 와 항체의 농도의 증가나 호흡분비물에서 바이러스 항원이 RSV 감염진단을 도움.

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랍도바이러스과(Rhabdoviridae)

• Negative-strand, single-stranded, non-segmented RNA genome

• Enveloped, helical nucleocapsid

• Virus is bullet-shaped

• Virion contains RNA-dependent RNA polymerase

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Rabies virus

• Rabies virus 는 Lyssavirus gene 에 속함

• 야생동물

예> raccoons(미국 너구리의 종류), 스컹크,다람쥐, 여우, 박쥐 등이 광견바이러스 균을 보유함 (reservoir)

• 개발도상국 나라에서는 기르는 개와 고양이 또한 광견 바이러스를 보유

• 사람은 몇몇 경우에는 동물에게 물려 감염되며, 주로 aerosol에 의해 감염

광견병(Rabies):

• 이 바이러스에 걸리면, 바이러스는 국소적으로 복제하고, 말초축삭원형질 (axoplasm of peripheral neuron)을 통해 뇌(brain)까지 전달되고 주로 뇌의 회백질에서 복제함.

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• 뇌로부터 광견바이러스가 자율신경계를 따라 내려오며, 폐, 신장, 부신수질, 타액선에 감염을 초래

• 잠복기간 : 매우 다양하나 주로 1주~8주간 지속

• 감염 증상은 환각, 발작, 허약, 신경쇠약, 마비, 혼수, 결국엔 척수와 신경의 기능저하로 죽음까지 초래

• 일단 증상이 시작되면 죽음은 피할 수 없으며, 전부는 아니지만 환자들은 공수병(hydrophobia)의 증상을 보임 – 통증으로 음료를 삼키지 못하고 피 하게 됨.

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Treatment :

• 일단 광견의 바이러스가 침투해 각각의 임상 증상이 나타나면 효과적인 치 료는 없음

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Prevention :

• 사전노출을 삼가며 , 예를들어 수의사 같은 감염위험도가 높은 경우 사백신 을 투약.

• 미국에서는 human diploid cell vaccine (HDCV) 사용

• 사후노출후 예방법은 광견병이 의심되는 동물에게 물리거나 노출된 후에 시작함

• HDCV로 능동면역방법과 antirabies immunoglobulin 으로 수동면역을 시행.

• 진단은 광견 바이러스의 사전 노출과 증상으로 진단하며 그러나 종종 모두 를 포함시켜 나타지는 않을수 있으며 임상 표출은 매우 다양하므로 임상적 진단에 대해 어려움이 있음

• 사후 검사시 특징은 세포질이 세포함유물(Negri bodies) 이 히포캄프스에서 보여짐.

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토가바이러스과(Togaviridae)

• Positive-strand, single-stranded, nonsegmented RNA genome

• Enveloped, icosacedral nucleocapsid

• Genomic RNAs serve as messenger RNAs and are infectious

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Rubella virus

• 풍진은 단일 감염을 통해 혹은 호흡기 질환을 통해 전염

풍진:

• 이것은 중증이상의 징후이다(홍역과 혼합되지 않음, 그러나 홍역균에 의해 원인이 됨)

• 일반적으로 반점구진성 발진과 후두성 림프성 질환이 특징

• 대부분의 경우 두드러진 특징을 찾기 어려우며 감염이 잠복성 있음.

선천적 풍진:

• 주요 임상 특징은 임산부 여자의 바이러스 감염이 태아에게 영향을 미치며 특히 초기 3개월에 크게 영향

• 이것은 선천적인 심장질환,백내장, 간염, 중추신경계의 비정상

예> 지능 발달 지연, 운동발달 저하, 귀먹음 또는 난청을 유발할 수 있음

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Treatment :

• 항바이러스 약은 시중에 없으며, 대증요법사용

Prevention :

• 태아 손상은 풍진으로 이유가 될 수 있음.

• 풍진 백신으로 감소.

• 예방접종은 효과적이나 몇 개의 불충분 요소가 있어도 출산시기 전에 적절 하게 접종해야 함

• 풍진의 진단은 항체 농도의 측정으로 가능

• 항풍진 IgM 항체를 갖고 있는 임신여성은 바이러스에 감염되었다고 추정

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참고문헌 :

1. 제3판 간호미생물학(2014), 기초간호학회 및 대한미생물학회 지음, 엘스비어 코리아

2. 제7판 의학미생물학(2014), 대한미생물학회 지음, 엘스비어 코리아