코로나바이러스가 퍼트린 무서운 전염병들

과학기술

코로나바이러스가 퍼트린 무서운 전염병들
[만화로 푸는 과학 궁금증] 바이러스가 숙주 동물에서 다른 종으로 옮겨가면 치명적

2020.09.25 07:32 윤상석 프리랜서 작가

지난겨울 중국 우한시에서 시작된 코로나바이러스감염증-19는 전 세계로 확산하여 지금도 인류를 공포에 떨게 하고 있다. 이 감염증으로 인해 많은 사람이 목숨을 잃었고, 세계 경제는 큰 어려움을 겪고 있다. 코로나바이러스감염증-19를 일으키는 병원체는 새로운 종류의 코로나바이러스라고 한다. 코로나바이러스는 어떤 바이러스이기에 이런 무시무시한 질병을 퍼뜨렸을까?

코로나바이러스란 무엇인가?

코로나바이러스는 포유류와 조류 사이에 발견되는 바이러스의 한 종류이다. 이 바이러스는 1930년대 초 전염성 기관지염이 걸린 닭에서 처음 발견되었고, 1960년대에 사람에서도 발견되었다.

코로나바이러스의 모양을 보면, 지름 80~160nm의 공 모양 입자이고 표면에 곤봉 모양으로 늘어선 돌기들이 있다. 이 돌기들이 왕관을 연상시켜 라틴어로 왕관을 뜻하는 ‘코로나’라는 이름이 붙었다.

코로나바이러스는 유전정보를 가진 RNA를 캡시드라고 불리는 단백질 껍질이 싸고 있고, 다시 그 바깥쪽을 엔벨로프라는 지질로 이루어진 막이 감싸고 있다. 엔벨로프의 표면에는 앞에서 이야기한 돌기들이 늘어서 있는데, 단백질로 이루어진 이 돌기는 스파이크라고 불리며, 감염시키려는 세포를 붙잡아 세포 안으로 침투할 때 중요한 역할을 한다.

코로나바이러스의 구조 ⓒ 윤상석

코로나바이러스는 기생하는 숙주에 따라 알파, 베타, 감마, 델타 네 가지 속으로 분류한다. 알파와 베타는 사람을 비롯한 포유동물에게 감염되고, 감마는 조류에 감염되며, 델타는 야생 조류와 돼지에게 감염된다.

코로나바이러스가 사람에게 감염되면 감기를 일으키는데, 주로 두통이나 인후통과 기침을 동반한 코감기 증상을 보인다. 코로나바이러스로 인한 감기는 겨울철에 발생하는 성인 감기의 10~30%를 차지하여 코로나바이러스가 아데노바이러스, 리노바이러스와 함께 사람에게 감기를 일으키는 3대 바이러스로 꼽힌다.

그런데 야생동물 사이에서만 감염되던 코로나바이러스가 유전자 변이를 일으켜 사람에게로 넘어올 수 있다. 코로나바이러스는 종류에 따라 동물과 사람 모두에게 감염될 수 있으므로 가능한 일이다. 인간이 그 야생동물과 밀접하게 접촉하거나 환경 파괴로 갈 곳 잃은 야생동물이 인간 사회를 침범했을 때 그 가능성이 커진다. 그 대표적인 예가 바로 사스와 메르스, 그리고 코로나바이러스 감염증-19이다.

사스와 메르스, 그리고 코로나바이러스감염증-19

2002년 11월 중국에서 사람에서 사람으로 감염되는 새로운 코로나바이러스가 갑자기 나타났다. 이 바이러스에 감염되면 갑자기 38도 이상의 고열이 나고 기침이나 호흡 곤란 등의 증상을 일으키는 폐렴에 걸렸다. 이 바이러스는 기침 등을 할 때 나오는 아주 작은 물방울인 비말을 통해 감염되기 때문에 순식간에 널리 퍼져나가 수개월 만에 홍콩, 싱가포르, 캐다나 등 세계 각지로 확산되었다.

세계보건기구는 이 질환을 중증 급성 호흡기 증후군(Severe Acute Respiratory Syndrome), 약자로 사스(SARS)라 이름 붙였다. 사스 환자에게서 분리한 바이러스의 유전자를 분석한 결과, 이 바이러스는 기존 코로나바이러스와 다른 신종 코로나바이러스였다. 사스 코로나바이러스가 야생동물 거래 시장에서 사향고양이를 통해 사람에게 전파됐다고 알려졌다. 그리고 계속된 연구를 통해서 홍콩과 중국 일부 지방에 사는 야생 관박쥐가 숙주 동물이라는 것이 밝혀졌다.

즉, 야생 관박쥐에서 진화한 사스 바이러스가 사향고양이를 매개로 인간에게 전파된 것이다. 세계보건기구는 2003년 8월에 사스의 종식을 선언했는데, 총 29개 국가에서 8096명이 감염되고 774명이 사망하여 치사율이 9.6%에 이르렀다. 특히 65세 이상은 50% 이상의 치사율을 보여 사람들을 공포에 떨게 했다.

사스 바이러스는 야생 관박쥐에서 진화하여 사향고양이를 매개로 인간에게 전파됐다. ⓒ 윤상석

2012년, 사우디아라비아에서 사스와 비슷한 호흡기 증후군이 발생했는데, 이 질병의 원인도 신종 코로나바이러스였다. 이 바이러스에 감염되면, 발열, 기침과 함께 숨이 차고 설사와 같은 소화기 증상도 보였다.

세계보건기구는 이 바이러스를 중동 호흡기 증후군(Middle East Respiratory Syndrome), 약자로 메르스(MERS)라고 이름 붙였다. 이 바이러스는 중동을 중심으로 유럽, 아프리카, 아시아, 미국 등 26개국으로 퍼져나갔고, 2015년 5월에는 우리나라에도 퍼져 186명이 감염되었다. 메르스는 사스와 달리 비말을 통한 감염을 일으키지 않아 사스보다 전염력이 약했지만, 치사율이 약 35%로 매우 높았다. 메르스 바이러스도 사스 바이러스와 마찬가지로 박쥐에서 진화하여 낙타를 매개로 사람에게 전염되었다고 알려졌다.

코로나바이러스감염증-19를 일으킨 신종 코로나바이러스는 사스와 메르스를 일으킨 신종 코로나바이러스와 함께 베타 속에 속한다. 유전자를 비교해 보면 사스를 일으킨 신종 코로나바이러스와 가장 비슷하고 정식 명칭도 SARS-CoV-2이다. 사스와 마찬가지로 감염자의 비말을 통해 전염되어 전염력이 매우 강하고, 감염되면 발열과 기침, 인후통 등의 호흡기 증상과 함께 면역력이 낮은 사람에겐 중증 폐렴을 일으킬 가능성이 있다. 치사율은 사스보다는 낮은 약 3.4%을 보이고 있다. 코로나바이러스감염증-19를 일으킨 신종 코로나바이러스도 사스와 마찬가지로 야생 박쥐에서 시작된 것으로 알려져 있다.

그런데 야생동물에게 병을 일으키지 않던 바이러스가 사람에게 옮겨가면서 왜 이렇게 무서운 병을 일으킬까? 일반적으로 바이러스는 감염된 생물에 병을 일으키지 않는 채 공존하는 경우가 많다. 숙주인 세포가 죽으면 자신도 증식할 수 없기 때문이다. 오랜 진화의 과정에서 바이러스가 터득한 생존 방법이라 할 수 있다. 하지만 바이러스가 새롭게 다른 종에 감염되면, 앞에서 살펴본 것과 같은 치명적인 병을 일으키는 경우가 있다.