바이러스 배출
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1. 개요
바이러스 배출은 바이러스가 숙주 세포를 떠나 다른 개체로 전파되는 과정을 의미한다. 바이러스는 출아, 세포자살, 세포외배출 등의 다양한 방식을 통해 배출될 수 있으며, 배출 방식에 따라 숙주 세포에 미치는 영향이 다르다. 바이러스 배출 단계에 있는 개체는 전염성을 가지며, 배출되는 바이러스의 양과 기간은 전염력에 중요한 영향을 미친다. 일부 바이러스는 무증상 배출을 통해 전파되기도 하며, 바이러스 배출 기간에 대한 연구는 감염병 예방에 중요한 정보를 제공한다.
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| 바이러스 배출 | |
|---|---|
| 정의 | |
| 설명 | 바이러스 배출(Viral shedding)은 숙주 세포에서 성숙한 바이러스 입자가 방출되는 것을 말한다. |
| 상세 정보 | |
| 배출 위치 | 호흡기 소화기 피부 |
| 배출 경로 | 기침 재채기 대변 피부 접촉 |
| 관련 질병 | |
| 질병 예시 | 인플루엔자 노로바이러스 감염 광견병 |
| 참고 자료 | 매사추세츠 주 공중 보건부 광견병 통제 계획 |
2. 바이러스 배출 방식
바이러스 배출 방식에는 크게 출아, 세포자살, 세포외배출 세 가지가 있다. 출아는 바이러스가 숙주 세포막을 이용하여 외피를 형성하며 세포 밖으로 나가는 방식이다. 세포자살은 감염된 세포가 스스로 사멸하는 과정에서 바이러스가 함께 배출되는 방식이다. 세포외배출은 바이러스가 세포 내 소포를 통해 세포막 밖으로 방출되는 방식이다. 각 방식에 대한 자세한 설명은 하위 문단을 참고할 수 있다.
바이러스성 질환이 있는 사람은 바이러스를 배출하는 동안 전염성을 가진다. 따라서 감염자가 시간에 따라 바이러스를 배출하는 속도는 매우 중요하다. HSV-2(생식기 헤르페스를 생성)와 같은 바이러스 중에는 무증상으로 바이러스를 배출하는 경우가 있는데, 이러한 바이러스 배출 중에는 발열이나 기타 징후가 없기 때문에 사람에서 사람으로의 감염이 감지되지 않고 확산된다.[20] 바이러스 배출의 또 다른 중요한 요소는 감염자의 연령이 바이러스를 배출하는 기간에 영향을 미치는지 여부이다. 밀라노 대학교에서는 신종 팬데믹 바이러스 배출이 성인보다 청소년에게서 더 오랜 기간 동안 발생하는지 여부를 조사하기 위해 A/H1N1/2009 인플루엔자 바이러스를 연구했다. 병원에 다니기 2일 전에 증상이 나타났고, 15세 미만이며, 심각한 합병증에 직면하지 않은 소아만을 연구 대상으로 했다. 모든 양성 사례의 신체 검사와 비인두 샘플을 채취한 결과, 바이러스 배출의 길이(일수)는 연령에 대응하지 않는 것으로 판단되었다. 또한 연령이 다른 아이들 사이에는 차이가 없었기 때문에 바이러스 배출은 연령과 관련이 없었다. 이러한 상황에서 전염성은 최대 15일 동안 지속될 수 있으므로, 바이러스성 질환이 지역 인구의 많은 사람들에게 감염된 경우에는 바이러스 확산을 막기 위해 적절한 검역 예방 조치를 취해야 한다.[21]
2. 1. 출아 (Budding)
외피바이러스는 출아를 통해 세포막에서 기원한 외피를 보유할 수 있다. 이러한 바이러스로는 인간면역결핍 바이러스, 단순포진바이러스, 중동호흡기증후군 코로나바이러스, 수두대상포진바이러스가 있다. 바이러스의 글루코실화된 뉴클레오캡시드가 숙주세포막과 상호작용하여 세포막에 붙은 후 세포막에 삽입된다. 바이러스가 성공적으로 출아를 마치기 위해서는 바이러스가 막단백질의 세포질로 돌출된 부위와 연결되어야 한다.[25] 출아를 통해 세포막이 점진적으로 소비됨에 따라 세포는 서서히 죽어가는데, 일부 항바이러스 기작은 바로 세포의 이런 현상을 감지함으로써 일어난다.[26] 출아식 배출은 진핵생물에서 가장 많이 연구되었으며 현재 고균 등 원핵생물에서의 배출기작도 연구되고있다.[27]
출아는 세포 외피를 통해 이루어지는데, 이는 바이러스 자신의 바이러스 외피를 만들기 위해 세포막을 차용하는 것이다. 이 과정은 자체 외피가 필요한 바이러스에 가장 효과적이다. 이러한 바이러스에는 HIV, HSV, SARS, 또는 천연두와 같은 바이러스가 포함된다. 출아 과정을 시작할 때, 바이러스의 뉴클레오캡시드는 숙주 세포막의 특정 영역과 협력한다. 이 상호 작용 동안, 당화된 바이러스 외피 단백질이 세포막에 삽입된다. 숙주 세포에서 성공적으로 출아하기 위해, 바이러스의 뉴클레오캡시드는 외피 단백질의 세포질 꼬리와 연결을 형성해야 한다.[4] 출아는 숙주 세포를 즉시 파괴하지는 않지만, 이 과정은 세포막을 서서히 소모하여 결국 세포를 사멸로 이끈다. 이것은 또한 항바이러스 반응이 바이러스에 감염된 세포를 감지할 수 있는 방식이다.[5] 출아는 진핵생물 바이러스에 대해 가장 광범위하게 연구되었다. 그러나 고세균 도메인의 원핵생물에 감염되는 바이러스도 이 메커니즘을 사용하여 비리온을 방출하는 것으로 나타났다.[6]
2. 2. 세포자살 (Apoptosis)
동물 세포는 바이러스로부터 심한 공격을 받으면 자살하도록 짜여 있는데, 이를 통해 바이러스 배출이 이루어지는 경우도 있다. 아폽토시스(세포자살)는 단순히 세포가 터지는 게 아니라 유전체를 쪼개어 수많은 소포로 나뉜 뒤 이를 대식세포가 처리하는 방향으로 이루어진다. 따라서 아폽토시스를 통해 배출이 이루어지는 경우 대식세포를 감염시켜 신체의 다른 부분들로 쉽게 이동할 수 있다.이러한 경로를 따르는 바이러스는 대부분 외피가 없는 종류들이지만, 일부 외피 바이러스의 경우 이 경로를 따를 수도 있다. 인간면역결핍 바이러스(HIV)는 때때로 이 경로를 통해 대식세포를 감염시키기도 한다.[28][7][17]
2. 3. 세포외배출 (Exocytosis)
바이러스는 세포외배출을 통해 숙주세포를 파괴하지 않고 배출되기도 한다. 핵이나 엔도솜의 막에서 기원한 외피를 가지고 있는 바이러스들이 특히 이 배출 방법을 따른다.[29] 복제된 바이러스들은 세포 내부에서 조립되어 소포를 통해 막으로 전달되고 방출된다. 이 방법을 따르는 바이러스는 대부분 외피가 없는 바이러스들이나, 일부 외피 바이러스 역시 이러한 방식을 통해 배출된다. 대표적인 예시로 수두대상포진바이러스가 있다.[30]핵 또는 엔도솜 막에서 유래된 외피를 가진 바이러스는 숙주 세포가 파괴되지 않는 세포외배출을 통해 세포를 떠날 수 있다.[8] 바이러스 자손은 세포 내에서 합성되며, 숙주 세포의 수송 시스템을 사용하여 자손을 소포에 담는다. 바이러스 자손의 소포는 세포막으로 운반된 다음 세포 외 공간으로 방출된다. 이는 주로 외피가 없는 바이러스에 의해 사용되지만, 외피 바이러스도 이 방식을 나타낸다. 한 예로는 외피가 있는 수두 대상 포진 바이러스에서 재활용 바이러스 입자 수용체의 사용이 있다.[9]
3. 바이러스 배출과 전염성
바이러스에 감염된 개체가 바이러스 배출 단계에 있으면 전염력이 있다. 여기서 중요한 것은 단위시간당 얼마나 많은 바이러스를 배출하느냐이며, 감염자가 바이러스를 얼마나 오랫동안 배출하는지도 연구 대상이다. 바이러스성 질환이 있는 사람은 바이러스를 배출하는 동안 전염성을 가진다. 따라서 감염자가 시간에 따라 바이러스를 배출하는 속도는 매우 중요하다. 바이러스 배출에서 또 다른 중요한 요소는 감염자의 연령이 바이러스를 배출하는 기간에 영향을 미치는지 여부이다.
3. 1. 무증상 바이러스 배출
전염병에 걸린 사람은 바이러스 입자를 배출하고 있다면, 심지어 자신이 그렇게 하고 있다는 것을 알지 못하더라도 전염성이 있을 수 있다. HSV-2(성기 헤르페스를 유발)와 같은 일부 바이러스는 ''무증상 배출''을 유발하여 발열이나 다른 징후가 숙주의 전염성을 드러내지 않기 때문에 사람에서 사람으로 탐지되지 않고 퍼질 수 있다.[10]3. 2. 바이러스 배출 기간
바이러스에 감염된 개체가 현재 바이러스 배출 단계에 있다면 전염력이 있다. 여기서 중요한 것은 바이러스에 감염된 개체가 단위시간당 얼마나 많은 바이러스를 배출하느냐는 것이다. 생식기 헤르페스를 일으키는 HSV-2는 배출에 수반되는 발열 등의 증상이 없으며, 따라서 사람과 사람 사이에 바이러스가 퍼지는 것을 미리 찾아내기 어렵다.[31] 감염된 개체가 바이러스를 얼마나 오랫동안 배출하는지 역시 연구된다. 밀라노대학교의 한 연구팀은 A/H1N1/2009 인플루엔자 바이러스 배출이 젊은 사람에게서 더 길게 이루어진다는 것을 보였다. 그러나 어린이 양성 환자의 인두를 전수조사한 결과, 15세 이하의 경우 배출 기간은 모두 비슷한 것으로 밝혀졌다. 바이러스 배출 기간은 대략 15일로 밝혀졌으며, 긴 기간에 따라 방역을 통한 예방의 필요성을 제시하였다.[32]4. 추가적인 바이러스 배출 방식
추가적인 바이러스 배출 방식에 대한 내용은 현재 부족하며, 2021년 10월 기준으로 더 많은 정보가 보강되어야 한다.[1]
4. 1. 신체 부위 간 배출
이 섹션은 현재 내용이 부족하여 확장이 필요하다. 2021년 10월 기준으로, 한 신체 부위에서 다른 부위로의 바이러스 배출에 대한 내용이 보강되어야 한다.[1]4. 2. 신체에서 환경으로의 배출
이 섹션은 현재 확장 필요 상태이며, 바이러스 배출에 대한 추가적인 내용이 필요하다.참조
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