사람 메타뉴모바이러스

1. 개요

사람 메타뉴모바이러스(hMPV)는 메타뉴모바이러스 속에 속하는 바이러스의 일종으로, 2001년 네덜란드에서 처음 발견되었다. 이 바이러스는 전 세계적으로 유행하며, 특히 늦겨울에서 봄 사이에 호흡기 세포융합 바이러스, 인플루엔자와 함께 계절성 바이러스로 나타난다. hMPV는 주로 감기와 같은 상부 호흡기 감염을 유발하지만, 면역력이 약한 영유아, 노인, 면역결핍 환자에게서는 기관지염, 폐렴 등 심각한 질병을 일으킬 수 있다. 진단은 RT-PCR, 면역 형광법, 신속 항원 검사 등을 통해 이루어지며, 현재까지 뚜렷한 치료법은 없지만, 대증 요법이 시행되고 있고, 백신 개발이 진행 중이다.

2. 분류

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2.1. 메타뉴모바이러스속

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3. 발견과 명명

사람 메타뉴모바이러스는 2001년 네덜란드에서 베르나데트 G. 판 덴 호겐과 그의 동료들에 의해 처음 발견되었다. hMPV는 네덜란드의 28명의 어린 아이들의 호흡기 분비물에서 처음 발견되었으며, 판 덴 호겐 등이 사용했던 검사 방법(바이러스 특이적 항체를 이용한 면역 분석 및 바이러스 게놈 특이적 프라이머를 사용한 PCR 기반 방법)이 기존에 알려진 호흡기 바이러스만 검사할 수 있었기 때문에 다른 일반적인 호흡기 바이러스와 구별되었다.

연구자들이 분자 생물학 기술을 적용하기 시작하고 나서야 바이러스의 유전적 특성과 게놈 염기 서열의 일부를 식별할 수 있었다. 이러한 기술에는 이 새로운 바이러스와 조류 폐렴 바이러스(avian pneumovirus) 간의 명확한 관계를 밝히는 데 필요한 제한된 서열 데이터를 얻는 임의 프라이밍 PCR 기술이 포함되었다. 이 새로운 바이러스가 메타뉴모바이러스이고 숙주 유기체로 인간을 사용한다는 점을 반영하여, AMPV와의 이러한 밀접한 관계 때문에 이 새로운 바이러스는 사람 메타뉴모바이러스로 명명되었다.

4. 역학

어린이 입원환자 및 외래환자의 기도 감염 원인에서 사람 메타뉴모바이러스(hMPV)는 6%에서 40%를 차지한다. 전 세계적으로 퍼져있으며, 온대지방에서는 늦겨울에서 봄 사이에 호흡기 세포융합 바이러스, 인플루엔자와 함께 계절성 바이러스로 유행한다. 혈청학 연구에 따르면 5세 이하의 어린이의 대부분이 이 바이러스에 노출된다. 거의 모든 사람이 어린 시절에 이 바이러스에 감염되지만, 이후에 다시 이 바이러스에 재감염되는 일이 빈번하게 일어난다.

사람 메타뉴모바이러스는 주로 감기(상부 기도 감염)를 유발하지만, 미숙아, 65세 이상의 노인, 면역결핍 환자의 경우 심각한 질병으로 이어져 입원할 수 있다. 특히 노인의 경우 hMPV는 인플루엔자만큼 치명적일 수 있다. 천식 환자나 만성 폐쇄성 폐질환 환자는 hMPV 감염이 더욱 심각할 수 있다. 장기 요양 시설과 일본 아와시의 노인 시설에서 hMPV 감염으로 인한 사망자가 발생한 사례가 보고되었다.

hMPV는 유아의 기관지염 원인으로 자주 발견되며, 3~6월경(초봄)에 유행한다. 생후 6개월~2세까지 50%, 5세까지 75%, 늦어도 10세경까지 한 번은 감염된다. 한번 감염되어도 충분한 면역을 얻을 수 없어 여러 번 감염될 수 있으며, 감염력이 강하다. 고령자 시설이나 장애인 시설에서도 유행이 나타나며, 콕사키 바이러스, 인플루엔자 바이러스, 코로나바이러스 등과 중복 감염되는 경우도 있다.

hMPV는 감염된 개인으로부터 다른 사람에게 1. 기침과 재채기 시 분비물, 2. 긴밀한 개인적인 접촉(예: 만지기, 악수 등), 3. 바이러스가 묻은 물체를 만진 다음 입, 코 또는 눈을 만지는 것을 통해 전파될 가능성이 가장 높다. hMPV의 확산을 막기 위한 신뢰할 수 있는 항바이러스 치료 또는 백신의 개발은 아직 이루어지지 않았다.

현재까지 hMPV의 북반구 감염 최고점은 늦겨울과 초봄에 나타나지만, 모든 대륙에서 전 세계적으로 발견될 수 있으며 그 분포는 매우 복잡하고 역동적이다.

4.1. 감염 위험군

어린이 입원환자 및 외래환자의 기도 감염 원인에서 사람 메타뉴모바이러스(hMPV)는 6%에서 40%를 차지한다. 전세계적으로 퍼져있으며, 온대지방에서는 늦겨울에서 봄 사이에 호흡기 세포융합 바이러스, 인플루엔자와 함께 계절성 바이러스로 유행한다. 혈청학 연구에 따르면 5세 이하의 어린이의 대부분이 이 바이러스에 노출된다.

사람 메타뉴모바이러스는 주로 감기와 같은 상부 기도 감염을 유발하지만, 미숙아, 65세 이상의 노인, 면역결핍 환자의 경우 심각한 질병으로 이어져 입원할 수 있다. 특히 노인의 경우 hMPV는 인플루엔자만큼 치명적일 수 있다. 천식 환자나 만성 폐쇄성 폐질환 환자는 hMPV 감염이 더욱 심각할 수 있다. 장기 요양 시설과 일본 아와시의 노인 시설에서 hMPV 감염으로 인한 사망자가 발생한 사례가 보고되었다.

hMPV는 유아의 기관지염 원인으로 자주 발견되며, 3~6월경(초봄)에 유행한다. 생후 6개월~2세까지 50%, 5세까지 75%, 늦어도 10세경까지 한 번은 감염된다. 한번 감염되어도 충분한 면역을 얻을 수 없어 여러 번 감염될 수 있으며, 감염력이 강하다. 고령자 시설이나 장애인 시설에서도 유행이 나타나며, 콕사키 바이러스, 인플루엔자 바이러스, 코로나바이러스 등과 중복 감염되는 경우도 있다.

4.2. 대한민국 현황

어린이 입원환자 및 외래환자의 기도 감염 원인에서 hMPV는 6%에서 40%를 차지한다. 사람 메타뉴모바이러스는 전 세계적으로 퍼져있으며, 온대지방에서는 늦겨울에서 봄 사이에 호흡기 세포융합 바이러스, 인플루엔자와 함께 계절성 바이러스로 유행한다. 혈청학 연구에 따르면 5세 이하의 어린이의 대부분이 이 바이러스에 노출된다. 거의 모든 사람이 어린 시절에 이 바이러스에 감염되지만, 이후에 다시 이 바이러스에 재감염되는 일이 빈번하게 일어난다.

인간 메타뉴모바이러스로 인해 야기되는 대표적 질병은 감기(상부 기도 감염)이다. 그러나 미숙아, 65세 이상의 노인, 면역결핍 환자의 경우 감기보다 더 치명적인 질병에 걸려 입원환자로 전환되는 경우가 있다. 노인에게 hMPV가 인플루엔자만큼 치명적인 바이러스로 작용함이 입원환자와 응급실 방문환자를 대상으로 한 연구를 통해 밝혀졌다. 또한 천식 환자나 만성 폐쇄성 폐질환 환자의 경우 hMPV 감염은 더욱 치명적일 수 있다. 장기 간호시설의 환자들 사이에서 hMPV가 급증해 사망자가 발생한 사례가 다수 있다. 2020년 일본 아와시의 한 노인시설에서는 17명의 hMPV환자가 발생해 5명이 사망했다.

5. 유전체

사람 메타뉴모바이러스(hMPV)의 유전체 구조는 RSV와 유사하다. 그러나 hMPV에는 비구조 유전자인 NS1과 NS2가 존재하지 않으며, hMPV의 안티센스 RNA 유전체는 RSV와 약간 다른 유전자 순서(3'-N-P-M-F-M2-SH-G-L-5')로 8개의 열린 읽기 틀을 포함하고 있다. 이보다는 조류 메타뉴모바이러스와 훨씬 유사하며, 특히 조류 메타뉴모바이러스 C와 유사하다. hMPV는 13.35 kb의 단일 가닥 (-)RNA 바이러스이다. 크기는 150 - 600 nm이다. 형태는 다형성 또는 구형이며 외피를 가지고 있으며, 13 - 17 nm의 돌기 구조가 있다。 8개의 유전자를 가지고 있으며, N-P-M-F-M2-SH-G-L의 유전자 배열을 나타낸다. 계통학적 분석을 통해 hMPV에 소분류로 A와 B가 존재하며, 각각은 또 A1/A2와 B1/B2의 아류형으로 구성됨이 밝혀졌다. F 및 G 유전자 서열을 기반으로 한 유전자형 분석 결과, B형은 HMPV-A에 비해 기침 지속 시간 증가 및 전반적인 호흡기 증상 증가와 관련이 있었다.

6. 바이러스학

hMPV는 코와 허파의 상피세포를 감염시키는데, 당단백질을 통해 헤파란황산염 및 글리코사미노글리칸과 반응하여 세포막에 부착할 것으로 추측된다. 또한 hMPV의 융합 단백질에 있는 아르기닌-글라이신-아스파라긴(RGD) 모티프가 인테그린을 세포 수용체삼아 바이러스가 세포 내부에 엔도솜의 형태로 침투할 수 있도록 한다. HMPV는 이어서 IL-6, IFN-알파, TNF-알파, IL-2, 및 대식세포 염증 단백질과 같은 케모카인 및 사이토카인의 반응을 유도하며, 이는 다시 기관지 주위 및 혈관 주위 침윤 및 염증으로 이어진다.

hMPV는 13.35 kb의 단일 가닥 (-)RNA 바이러스이다. 크기는 150 - 600 nm이다. 형태는 다형성 또는 구형이며 외피를 가지고 있으며, 13 - 17 nm의 돌기 구조가 있다。 8개의 유전자를 가지고 있으며, N-P-M-F-M2-SH-G-L의 유전자 배열을 나타낸다.

7. 임상 양상

이 바이러스는 유아의 기관지염의 원인으로 자주 발견되는 바이러스로, 3~6월경(초봄)에 유행하며, 생후 6개월~2세까지 50%, 5세까지 75%, 늦어도 10세경까지 한 번은 감염된다. 한 번의 감염으로는 충분한 면역을 얻을 수 없어 여러 번 감염된다. 감염력이 강하며, 고령자 시설이나 장애인 시설에서도 유행이 나타난다. 콕사키 바이러스, 인플루엔자 바이러스, 코로나바이러스 등과 중복 감염되는 경우도 있다.

hMPV는 감염되어도 많은 사람은 무증상이거나, '감기'로 끝난다. 유아, 고령자 등 면역력이 약한 사람이나, 심폐 질환의 기초 질환을 가진 사람의 경우, 기관지염, 폐렴을 일으킨다. 중증 사례에서는 고열이 5일 정도 지속되고, 천명을 동반하며, 때로는 호흡 곤란을 일으킨다. 발열이 장기간 지속될 때는 중이염, 하기도로의 세균 감염이 병발하는 경우도 있다.

잠복기는 4~6일이며, 바이러스 배출은 발열 후 1~4일에 많고, 1~2주 지속된다.
세기관지염이나 폐렴을 일으키며, 38℃를 넘는 발열 (86%) , 기침 (56%) , 콧물이 많고, 라음·천명의 증상이 나타나 천식성 기관지염으로 진단되기도 한다. 드물게 급성 뇌증을 일으킨다。

7.1. 흔한 증상

사람 메타뉴모바이러스에 감염되면 세기관지염이나 폐렴을 일으키며, 38℃를 넘는 발열(86%), 기침(56%), 콧물이 많고, 라음·천명의 증상이 나타나 천식성 기관지염으로 진단되기도 한다. 드물게 급성 뇌증을 일으킨다.

7.2. 중증 증상

사람 메타뉴모바이러스는 세기관지염이나 폐렴을 일으키며, 38℃를 넘는 발열(86%), 기침(56%), 콧물이 많고, 라음·천명의 증상이 나타나 천식성 기관지염으로 진단되기도 한다. 드물게 급성 뇌증을 일으킨다.

8. 진단

사람 메타뉴모바이러스(hMPV)는 역전사 중합효소 연쇄반응(RT-PCR)을 통해 호흡기 표본으로부터 RNA를 증폭하여 검출한다. 이외에도 핵산을 이용해서 저렴하게 검출할 수 있다. 구체적인 방법은 다음과 같다.

* 면역 형광법을 통해 비인두(鼻咽頭) 분비물로부터 직접 hMPV 항원을 찾는다.
* 단클론항체를 사용한 면역형광염색을 통해 비인두(鼻咽頭) 분비물을 직접 찾거나, 아니면 이를 쉘 바이알(shell vial)에서 배양한 후 찾는다.
* 면역형광검정법(- assay)를 통해 hMPV 특이적 항체를 찾는다.
* 다클론항체를 통해 배양된 세포로부터 직접 분리한다.

임상 증상 또는 비강 세척액이나 도말액의 신속 항원 검사, 역전사 PCR 검사, 바이러스 배양에 의해 진단한다.

9. 치료

사람 메타뉴모바이러스의 뚜렷한 치료법은 아직 개발되지 않았으나, 모형동물에서는 리바비린이 효과를 보인다. 각 증상에 대한 대증 요법이 시행된다. 천명, 호흡 곤란, 탈수 등에 대해서는 치료가 필요하다. 발열이 장기간 지속될 경우, 중이염이나 세균성 기관지염, 폐렴의 합병을 의심할 수 있다. 수분 섭취가 어렵거나, 밤에 잠을 이루지 못하거나, 발열이 5일 이상 지속될 경우에는 의료 기관을 재진하는 것이 좋다.
미국 제약 회사 모더나는 사람 메타뉴모바이러스에 대한 후보 modRNA 백신에 대한 임상 시험을 실시했다. 2019년 10월 현재, 이 백신 후보는 1상을 통과했으며, 백신이 두 달 동안 모든 용량 수준에서 내약성이 좋고, 중화 항체 생성을 촉진하는 면역 반응을 유발한다는 보고가 있다.

10. 예방

사람에 대한 백신 개발이 진행 중이다. hMPV는 비말 감염과 손을 통한 접촉 감염으로 전파된다. 감염력은 강하지만, 특별한 치료법은 없다. 경증 감기 증상을 보이는 어린이와 성인이 인지하지 못한 채 일상생활을 하기 때문에, 보육원, 유치원 및 가정에서의 감염을 예방하기는 어렵다고 알려져 있다.

11. 진화

사람 메타뉴모바이러스(hMPV)는 2001년에 처음 보고되었으며, 조류 메타뉴모바이러스는 1970년대에 보고되었다. 베이즈 추론법에 따르면 hMPV는 대략 1800년대에 조류 메타뉴모바이러스에서 분리되었으며, 119년에서 133년 전에 발생한 것으로 보인다. hMPV는 A1, A2, B1, B2의 최소 4가지 계통이 있다. 조류 메타뉴모바이러스는 A, B, C, D의 4가지 하위 그룹으로 나뉜다.