확산하는 치쿤군야(Chikungunya) 바이러스



심각한 바이러스가 아프리카와 아시아를 벗어나 사람들이 그 난해한 이름을 제대로 발음하기도 전에 신대륙 전체를 빠르게 침습하고 있다. 10년간 치쿤군야 열(chikungunya fever)은 알려지지 않은 열대 질병에서 전 세계적으로 3백만 명 이상을 감염시킨 국제적인 위협으로 부상했다. 이 바이러스는 라틴 아메리카에 정착했고 현재는 더 시원한 지역으로 이동하며 그 특유의 고통의 낙인을 찍고 있다.

치쿤군야 바이러스에 감염된 사람이 사망에 이르는 경우는 드물지만, 전 세계를 고통에 빠트릴 수는 있다. 이 바이러스는 독감처럼 발열, 오한, 두통, 관절 통증을 일으킨다. 그리고 일반적으로 일주일 동안 지속한다. 수개월에서 수년 동안 재발할 수 있으며, 대부분의 환자는 훗날 심한 관절 통증으로 발전한다. 1952년 서아프리카에서 최초로 확인된 치쿤군야 바이러스는 마콘데(Makonde) 족의 언어로 “몸을 굽히고 걷는” 또는 “몸이 뒤틀린”이란 뜻으로 많은 환자가 고통으로 몸을 굽히고 있는 모습에서 유래했다.

고작 10년 만에 전 세계로 확산한 치쿤군야는 변이를 일으킨 바이러스와 날개 달린 공범을 통해 전 세계로 이동할 수 있었다. 역사적 기록에는 모기를 매개로 한 치쿤군야 바이러스가 1820년대 북아메리카를 타격했을 때까지 발원지인 아프리카에서 여러 번 외부로 확산하였던 것으로 나타난다. 그러나 1950년대 후반 동남아시아에서 유행했던 것을 제외하고, 아프리카에서 다른 곳으로 전파되던 추세는 사그라들었다.

그러나 이번엔 아닐 것이다. 2005년에 치쿤군야 바이러스는 케냐를 떠나, 인도양의 여러 섬을 타격하고 현재 인도와 동남아시아를 통해 들불처럼 확산하였다. 1950년대 이후로 아시아에 머물던 치쿤군야 변종은 2013년에 카리브 해에 이르렀고, 심지어 2014년에는 플로리다까지 도달했다.

열대 질병은 종종 다른 따뜻한 지역으로 전파되곤 하였다. 그러나 치쿤군야 바이러스의 한 변종은 온대지역에 사는 모기에서 살아남는 방법을 발견하면서 최근 이탈리아와 프랑스로의 확산하였다. 현재 북아메리카, 중국과 유럽은 좋은 목표다.

이것은 치쿤군야 바이러스가 당신 주위에 있는 모기를 통해 접근할 수 있다는 뜻이다. 이 바이러스는 온대 지역에서 장기간 정착하지는 않으며, 누구도 유행 가능성을 알지 못한다. 그러나 맨해튼 캔자스 주립 대학의 기생충학자이자 치쿤군야 전문가인 스티븐 힉스( Stephen Higgs)는 전염병 발생이 현실적으로 가능하다고 말한다.



바다를 가로지르다

인도양의 주요 항로에서 벗어나 외로이 떠 있는 조용한 섬 레위니옹은 세계 보건문제에서 비켜서 있는 이상적인 장소처럼 보였다.

그러나 2005년에서 2006년, 그 프랑스령의 작은 섬은 케냐에서 확산하여 오늘날까지 아시아를 휘젓고 있는 치쿤군야 유행의 시발점이 되었다. 재앙은 약 80만 명의 섬사람 중 26만 6천 명을 감염시키며 레위니옹을 휩쓸고 지나갔다. 가장 심할 때는 한 주에 4만 명이 병원으로 밀려들어 왔다. 바이러스는 또한 마다가스카르. 코모로, 모리셔스와 세이셜을 강타했다. 2005년 후반 인도에 상륙했을 땐 140만 명에 가까운 사람들에게서 발병하며 잭팟을 터트렸다. 현재 인도에서 동남아시아를 지나, 태국, 캄보디아와 그 밖의 다른 지역으로 퍼지고 있다.

이전에는 알려지지 않은 바이러스의 폭발적 감염은 세계 보건 전문가들을 혼돈에 빠뜨렸다. 인도는 치쿤군야의 역사에서 중요한 곳이지만 32년간 유행한 적이 없었다. 반면 레위니옹은 이전에 치쿤군야를 겪었던 적이 한 번도 없었다. 뭔가가 변했다.


서쪽으로의 이동

치쿤군야의 주된 유행 지역은 지난 60년에 걸쳐 넓게 확산하고 있으며, 최근에는 서반구에 도달했다. 미국에서 최초로 발생했을 당시 플로리다에서 소수의 사람에게만 영향을 끼쳤지만, 다른 지역에서는 의심환자가 수백 명에서 백만 명에 이르기까지 다양했다.

레위니옹에서는 치쿤군야가 매우 짧은 기간만 유행할 것 같았다. 왜냐하면, 이 바이러스의 주된 매개체는 아시아와 아프리카 주변에 서식하는 열대 모기인 이집트숲모기(Aedes aegypti)인데, 레위니옹에는 이 모기가 거의 서식하지 않기 때문이다.

연구진은 곧 레위니옹을 강타한 아프리카 치쿤군야에게서 새로운 이동수단으로 흰줄숲모기(Asian tiger mosquito, Aedes albopictus) 내부에서 증식할 수 있도록 변이가 일어났다는 것을 알아냈다. 세계 여러 지역과 마찬가지로 레위니옹에도 흰줄숲모기가 서식하고 있다.

바이러스가 변이하기 전에, 흰줄숲모기는 치쿤군야를 효과적으로 전파할 수 없었다. 그러나 돌연변이 바이러스는 흰줄숲모기의 내장에 적응함으로써 예전보다 100배의 전파력을 갖게 되었다. 구체적으로 말하면, 바이러스는 E1이라 불리며 탄수화물과 단백질로 만들어진 복합단백질인 당단백질(glycoprotein) 중 하나에서 단일 아미노산(single amino acid) 변화를 겪었다. 그것은 바이러스가 흰줄숲모기에 적응하기 훨씬 더 쉽게 만든다. 흰줄숲모기가 돌연변이 치쿤군야에 감염된 사람에게서 피를 빨면, 그 병원균은 모기의 중장(中腸, midgut)에서 빠르게 증식하여 침샘으로 이동한다. 그 결과 모기의 다음 희생자는 바이러스로 가득 찬 피하주사를 맞는 것 같다. 훗날 다른 돌연변이는 새로운 숙주인 흰줄숲모기에 이 바이러스가 적응하는 데 도움을 준다는 것을 발견했다.

흰줄숲모기는 더 시원한 기후로 향하는 비행기를 타고 이동하며 항공 마일리지 만큼 치쿤군야 바이러스를 전파했다. 불과 몇 년 사이에, 바이러스는 흰줄숲모기에 의해 사람 대 사람으로 전파되며 이탈리아와 프랑스에 등장했다. 이탈리아는 2007년에 약 200명의 감염자를 보고했다.

그 수는 대단치 않지만, 치쿤군야는 열대 외부로 성공적으로 이동하여 정착했다. “이건 중요한 전환점입니다.” 텍사스 대학교 갤버스턴 병원의 바이러스학자 스캇 위버(Scott Weaver)는 말한다.


서구행 승객

두 번째 충격은 치쿤군야가 카리브 해의 세인트마틴 섬에 나타난 2013년에 찾아왔다. 바이러스의 유전형질에 따르면 극동 지역에서 온 한 여행자가 바이러스에 감염된 채 세인트 마틴에 도착하였고 그 지역 모기가 그를 물었다. 그러면서 다른 사람들에게 확산하였다고 콜로라도 포트 콜린스 질병통제센터의 분자바이러스학자 앤 파워스(Ann Powers)는 말한다. 이것은 서양에서 치쿤군야 유행의 시작이었다.

“우리의 운은 다했습니다.” 위버는 말한다. 일 년 반 동안에 치쿤군야는 미국을 발판으로 삼았고, 절대 포기하지 않을 것이다. 플로리다는 2014년에 지역 모기로부터 감염된 사례가 11건이었다. 따뜻한 걸프만은 치쿤군야를 전파하는 것으로 나타난 열대 이집트숲모기가 살 수 있는 곳이며 따라서 위험에 노출될 수 있다고 힉스는 말한다.

현재 좋은 소식은 카리브 해와 플로리다를 타격한 치쿤군야 변종이 흰줄숲모기에 의해 전파된 것은 아니라고 그는 덧붙인다. 그것이 아마도 카리브 해를 감염시킨 치쿤군야가 플로리다를 넘어 북아메리카로 침투하지 못한 이유일 것이다. 치쿤군야가 감염된 여행자를 통해 미국 동부나 유럽에 상륙할 수는 있겠지만, 확산하기 위해선 흰줄숲모기에 맞게 미리 변이가 일어나야 한다.

한편, 이집트숲모기는 라틴 아메리카와 카리브 해에서 치쿤군야의 아시아 변종을 확산시키고 있으며, 수만 건의 확인된 사례와 백만 건 이상의 의심 사례가 보고되었다. 전염병은 브라질로 뻗어 갔고, 사람-모기-사람으로 전파되어 수백 건의 사례가 보고되었다.

브라질 대부분 지역은 이집트숲모기와 흰줄숲모기 모두의 서식지다. 과학자들은 여기서 치쿤군야를 전파하는 곤충을 밝히기 위해 노력하고 있다. 브라질은 두 문제를 동시에 마주하고 있다. 흰줄숲모기 타는 법을 배워 인도양으로 퍼진 아프리카 변종뿐만 아니라 카리브 해를 휩쓸고 있는 아시아 변종의 사례다. 연구자들은 아직 아프리카 변종이 레위니옹과 동남아시아 지역에서 그랬던 것처럼 브라질에서도 변이를 일으켰는지조차 알지 못한다.

만약 브라질의 바이러스가 변이한다면, 서양은 최악의 시나리오와 직면할 수 있다. 왜냐하면, 파나마, 멕시코 및 여러 다른 나라들 또한 두 모기 모두가 서식하는 곳이다. 서양에서 치쿤군야 변이가 발생하여 제기되는 위험은 감염성 질병이 미국 여객기를 타고 이동해 온대 지역에 적응한다는 점이다.

“확실히 제가 걱정하는 부분입니다.”라고 채플힐 노스캐롤라이나 대학의 바이러스학자인 마크 헤이즈(Mark Heise)는 말한다. 브라질과 북아메리카 사이에는 많은 항공편이 있고, 흰줄숲모기의 끊임없이 확장은 미시시피 강의 미국 동부의 많은 지역을 집어삼킬 것이다.


고통으로 일그러지다

치쿤군야에 관해 그나마 전할 수 있는 좋은 소식은 평생 면역을 획득한다는 것이다. 드물게는 두 번 감염 후 얻는다. 그러나 한 번의 경험도 매우 괴롭다.

치쿤군야가 레위니옹을 타격했던 시기에 앤 파워스는 인도양의 코모로에서 치쿤군야에 감염된 사람들을 최초로 목격했다. “엄청난 고통에 시달리는 사람들을 보고 믿어지지 않았습니다.” 그녀는 말한다. 파워스는 발목의 심한 통증으로 서 있지도 못하고 누워있는 환자 일부를 인터뷰했다. “그들은 고통으로 손을 떨었습니다.”라고 그녀는 말한다.

102명의 레위니옹 지역의 환자를 대상으로 한 장기 연구에서 환자의 60%는 치쿤군야에 걸린 후 3년 뒤에도 여전히 관절 통증에 시달리고 있다. 이 연구는 2013년 [플로스 열대 질환 (PLOS Neglected Tropical Diseases)] 저널에 게재되었다. 이탈리아에서는 1년간의 추적 관찰을 통해 환자의 약 67%가 관절이나 근육 통증이 지속하고 있다는 것을 발견했다.

왜 치쿤군야 바이러스가 관절을 노리는지는 미스터리다. 순환(circulation)이 부족한 관절은 바이러스가 면역계를 회피하는 데 도움을 줄 수 있다고 헤이즈는 말한다.

관절에 심각한 손상을 주는 이러한 증상은 사회 공동체를 해체할 수 있다고 데이비드 모렌스(David Morens)는 말한다. 그는 메릴랜드 베데스다의 ‘알레르기 및 감염질환 국립 연구소(National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIAID)’에서 소아 감염성 질환 내과의다. “아시아에서 실제로 한 번에 모든 사람이 질병에 걸린, 심각한 전염병이 발생한 곳을 살펴보세요. 마을 전체가 기능을 상실했습니다. 그곳에는 택시도 다니지 않고, 선생님들도 없습니다.”

임신한 여성은 특히 더 위험하다. 레위니옹에서 산통 중인 시기에 치쿤군야에 감염된 임산부 36명 중 19명에게서 감염된 신생아가 태어났다. 이러한 신생아 중 10명은 뇌의 부종과 함께 심각한 합병증으로 발전했다. 네 명의 신생아는 장애를 얻었다고 프랑스 연구팀은 2008년 [플로스 메디신(PLOS Medicine)]에 보고했다.

치료를 위한 선택지는 부족한 실정이다. 열을 낮추고 수분을 보충하는 것 외에, 리바비린(ribavirin) 약품은 몇 가지 장점을 보여준다. 회복하는 치쿤군야 환자로부터 추출한 항체는 바이러스에 노출된 사람을 도울 수 있지만, 아직 더 많은 테스트가 필요하다.

마우스에서 항체를 확인한 2013년 연구는 치쿤군야 바이러스를 중화시킬 수 있고, 마우스에서 감염을 막았다. 그 항체는 심지어 바이러스에 노출됐지만, 증상을 보이지 않은 마우스에 주입했을 때도 조차 작동했다고 헤이즈는 말한다. 헤이즈는 [플로스 패서전스(PLOS Pathogens)]에 발표한 이 논문의 공동저자다.

치쿤군야가 가진 문제 중 하나는 이에 관해 알고 있는 과학자가 매우 적다는 것이다. 사람에게서 바이러스에 노출된 후 첫 번째 증상까지의 잠복기는 1일에서 12일까지 추정하고 있다. 실험실 테스트는 이집트숲모기와 흰줄숲모기보다는 다른 모기들이 바이러스를 품고 있을 가능성이 있다는 것을 보여준다. 그러나 그런 경우가 야생에서 매우 광범위하게 퍼져있을지는 알 수 없다. 치쿤군야는 수백 년 동안 아프리카에서 유행했다. 자연계의 보균원(natural reservoirs)은 영장류와 설치류, 혹은 다른 동물일 거로 생각한다. 모기가 치쿤군야에 감염된 동물을 물면, 그 감염된 혈액은 다음번에 무는 사람에게 전달될 수 있다. 그러나 아시아에는 수백만 마리의 원숭이와 전염병의 역사를 가지고 있음에도, 야생 보균원은 확인되지 않았다.


앞서가는 바이러스

치쿤군야의 분자 구조는 더 많은 이해와 함께 바이러스의 확산을 멈추게 할 방법을 제공할 것이다. 그 바이러스는 세포에 침투하여 감염시키는데 두 개의 당단백질(glycoprotein) E1과 E2가 필요하다. 혈액, 근육, 관절, 림프샘 및 간의 세포를 목표로 한다. 세포 내부로 침투하면 E1과 E2 및 다른 바이러스성 단백질은 더 많은 바이러스를 생산하기 위한 일련의 복잡한 사건들을 유발한다. 전염병이 돌았던 레위니옹에서는 바이러스의 E1 당단백질의 돌연변이 변화가 흰줄숲모기 내부에서 열성적으로 일어나기 시작했고, 섬 주위로 확산하였다고 힉스와 그의 동료는 2007년 [플로스 패서전스]에 발표했다.

이러한 단백질은 백신에서 바이러스에 대한 공세로 전환할 수 있다. E1과 E2 및 다른 치쿤군야 단백질을 포함하는 한 후보 백신은 원숭이와 사람에게서 면역 반응을 유도할 수 있다. 25명의 자원봉사자에게서 이러한 단백질의 3차 접종에서, 두 번째 투여 후 치쿤군야에 대항하는 중화항체(neutralizing antibodies)를 유발했다고 NIAID의 백신 연구원 줄리아 레저우드와 연구진은 12월 6일 [란셋(Lancet)]에 발표했다.

항체에 의한 보호는 44주 동안 유지되고 그 이상도 지속한다고 그녀는 말한다. 백신 접종은 또 다른 모기 매개 바이러스인 황열병의 공격으로 수세에 몰렸을 때 전세를 바꾸는 데 도움이 됐다. 황열병은 치명적이지만, 오래 지속하는 백신에 의해 억제되었으며 현재는 흔히 낮은 백신 접종률을 보이는 아프리카의 일부 지역에서 산발적으로만 발생한다.

또 다른 연구팀은 홍역 접종(measles shot)을 추가한 치쿤군야 백신을 시험하고 있다. 2014년에 뉴올리언스에서 열린 [미국 열대 의학 및 위생학회(American Society of Tropical Medicine and Hygiene)] 연례회의에서 비엔나의 ‘테미스(Themis Bioscience GmbH)’사의 에릭 타우버서(Erich Tauber) 박사는 42명의 건강한 자원봉사자에게 실시한 3차 백신 접종 중 두 번째 접종부터 강한 면역반응을 생산했다고 보고했다. 그리고 위버와 동료들은 그들이 개발한 백신이 원숭이에서 치쿤군야에 대해 강한 보호 효과를 보였다고 2014년에 [전염병 저널(Journal of Infectious Diseases)]에 발표했다.

이러한 백신은 흰줄숲모기가 옮기는 변이한 바이러스를 포함한 세 개의 주요 치쿤군야 변종 모두에 대해 효과가 있는 것 같다고 레저우드는 말한다. 더 큰 도전은 백신의 테스트와 대량 생산을 위한 지원금을 마련하는 것이다. “우리는 아이디어나 기술이 부족하지 않습니다. 우리에게 절실한 것은 투자입니다.”라고 힉스는 말한다. 거대한 제약계가 재미있는 이름을 가진 이 무명의 바이러스에 진심으로 대항할 것인지를 모두 지켜보고 있다.


북쪽 vs 남쪽

치쿤군야가 어떻게 시원한 기후에서 발생하는지는 불분명하다. 만약 바이러스가 온대 지역에서 새로운 전염병을 일으킨다면, 그들은 아마도 여름마다 벌어지는 연례행사가 될 거라고 파워스는 말한다. 겨울은 북미 지역에서 감염의 불꽃을 진압할 것이다. 치쿤군야는 일 년 내내 확산하기 보다는 발병 지역에서 오는 여행객들에 의해 “매년 따뜻한 기간 동안 바이러스가 창궐할 가능성이 훨씬 더 크다”고 그녀는 말한다.

살충제를 비롯한 모기에서 벗어나는 여러 방법은 선진국에선 적어도 흰줄숲모기의 증가를 상쇄하여 치쿤군야의 확산을 좌절시킬 것이다.

“제 느낌으로는 이탈리아와 미국과 같은 나라에 사는 사람은 모기에 충분히 노출되지 않을 것입니다.” 라고 위버는 말한다. 모기장과 에어컨 덕분에 “우리는 유행성 전염병 정도의 규모가 아닌, 아주 작은 질병의 확산만을 볼 수 있을 것입니다.” 그러나 이러한 생활 수준이 질병의 확산을 저지할지는 아직 알 수 없다.

헤이즈는 이러한 생활 수준을 누리지 못하는 도시 빈민가에서는 치쿤군야의 확산 위험이 증가할 수 있다고 말한다. 흰줄숲모기는 “믿을 수 없을 만큼 공격적인 모기입니다.”라고 그는 말한다.

미국 열대지방의 사람들을 위한 조치들이 집행될 수 있다. “이러한 사정으로, 남부와 중앙아메리카에서 치쿤군야를 몰아낼 수 있으리라 생각할 수 없습니다.”라고 힉스는 말한다.

두 종의 모기가 모두 서식하는 일부 열대 국가는 위생 시설이 부족하고 도심 가까이에 사람들이 거주하고 있다. 보통 일자리와 더 나은 삶을 위한 기회비용으로서 형성되는 이러한 도시구조는 모기 매개 질병의 확산을 쉽게 만드는 이상적인 조건이다. “문명의 진보는 잇따른 미생물의 발달을 위한 기회를 제공합니다.”라고 그는 말한다.

다른 이들은 치쿤군야가 서양에 남아있을 거라고 확신하지 않는다. 역사적으로 치쿤군야는 50년이나 60년 마다 아프리카에서 등장하여 크게 유행하며 자신을 몽땅 불태웠을 것이다. (1950년대 이전에 뎅기열에 대해서도 이렇게 착각했다.) 베데스다 ‘미국국립군의관의과대학(Uniformed Services University of the Health Sciences)’의 감염성 질환 내과의인 스캇 할스테드(Scott Halstead)는 말한다. 그는 심지어 지속적인 확산을 위한 이상적인 상태였음에도 불구하고 바이러스는 단기간만 유행하는 것으로 보였던 1960년대 아시아에 있었다. 이러한 이유로, 할스테드는 현재 치쿤군야의 전 세계적인 확장이 영구적이라는 의견에 회의적이다.

모렌스는 서양에 치쿤군야가 토착하기 위해선 사람이나 야생 동물 중 하나에 적응해야 한다고 말한다. 만약 치쿤군야가 황열병이 그랬던 것처럼 신세계원숭이(New World monkeys)를 감염시키면, 아무도 모르게 남아 사람들 사이를 주기적으로 이동하며 오래 지속할 수 있다. 이것이 치쿤군야가 아프리카에서 한 일이다. “다른 가능성은 더 놀랍습니다.” 그는 말한다. “그 바이러스는 완전히 사람-모기-사람이라는 새로운 주기 자체에 자신을 맞춥니다. 일단 그 주기가 시작되면, 바이러스는 절대 사라지지 않을 것입니다.” 이것은 뎅기열이 미국에서 정착한 방식이며, 치쿤군야가 아시아에서 확산한 방식이었다.

현재 중앙아메리카의 감염률은 건기 동안에 내림세를 보였다. 그러나 상황이 변하고 있다고 파워스는 말한다. “가까운 미래에 경우의 수는 증가할 겁니다.” 곧 우기가 다가온다. <끝>


* 번역원문: NATHAN SEPPA. “Chikungunya is on the move”. ScienceNews, June 2. 2015.

https://www.sciencenews.org/article/chikungunya-move?mode=magazine&context=190312


*추가: 현재 치쿤군야열은 국내에서도  보건복지부령에 따라 '제4군 감염병'으로 지정되어 있다고 합니다. '제4군 전염병'이란 국내에서 새롭게 발생하였거나 발생할 우려가 있는 감염병 또는 국내 유입이 우려되는 해외 유행 감염병을 말합니다. 지적해 주셔서 감사합니다. 

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