지카바이러스

1. 개요

지카 바이러스는 플라비바이러스과에 속하는 바이러스로, 주로 모기를 통해 전파되며 지카열을 유발한다. 1947년 우간다에서 처음 발견되었으며, 뎅기열과 유사한 증상을 보인다. 지카열은 가벼운 증상으로 시작하여 발진, 열, 관절통 등을 동반하며, 임신 중 감염은 태아에게 소두증과 같은 심각한 뇌 기형을 유발할 수 있다. 현재까지 특별한 치료법이나 백신은 없으며, 증상 완화 치료와 모기 방제를 통해 예방한다. 2015년 이후 아메리카 대륙에서 유행했으며, 성적 접촉, 수혈, 모자 간 수직 감염을 통해서도 전파될 수 있다.

2. 바이러스학

지카 바이러스는 막에 싸여 있고 분할되지 않은 외가닥 양성 가닥 RNA 게놈을 가진 정이십면체 바이러스이다. 스폰드웨니 바이러스와 가장 밀접하게 관련되어 있으며, 스폰드웨니 바이러스 계통군의 두 바이러스 중 하나이다.

1947년 우간다 지카 숲의 히말라야원숭이로부터 처음으로 분리되었고, 1968년에는 나이지리아에서 사람으로부터 최초로 분리되었다. 1951년부터 1981년까지, 중앙아프리카공화국, 이집트, 가봉, 시에라리온, 탄자니아, 우간다 등 아프리카의 여러 나라와 인도, 인도네시아, 말레이시아, 중화민국, 태국, 베트남, 일본 등 일부 아시아 국가에서도 사람에 전염된 증거가 보고되었다.

지카 바이러스에는 아프리카 계통과 아시아 계통의 두 가지 계통이 있다. 계통 발생 연구에 따르면 아메리카에서 확산되고 있는 바이러스는 2013년~2014년 프랑스령 폴리네시아에서 유행했던 아시아 계통과 가장 밀접하게 관련되어 있다. 아시아 계통은 1928년경에 처음 출현한 것으로 보인다.

종단 연구에 따르면, 세포가 지카바이러스에 감염된 후 6시간 후에 세포 내 소포와 미토콘드리아가 팽창하기 시작한다. 이러한 팽창은 매우 심각해져 세포 사멸(파라프토시스)을 초래한다. 이러한 형태의 프로그램 세포 사멸에는 유전자 발현이 필요하다. IFITM3는 세포 내 막 단백질로, 바이러스 부착을 차단하여 바이러스 감염으로부터 세포를 보호할 수 있다. IFITM3 수치가 낮을 때 세포는 지카 감염에 가장 취약하다. 일단 세포가 감염되면, 바이러스는 소포체를 재구성하여 큰 소포를 형성하고 세포 사멸을 초래한다.

2.1. 바이러스의 구조

2.2. 병원성

지카 바이러스는 모기의 중장 상피세포에서 복제된 후 침샘 세포로 이동한다. 5~10일 후에는 모기의 타액에서 바이러스를 발견할 수 있다. 모기의 타액이 사람의 피부에 접종되면 바이러스는 표피 각질세포, 피부 섬유아세포 및 랑게르한스 세포를 감염시킬 수 있다. 바이러스의 병인 발생 과정은 림프절과 혈류로의 확산을 거친다고 추정된다. 플라비바이러스는 세포질에서 복제되지만, 감염된 세포 핵에서도 지카 바이러스 항원이 발견되었다.

NS4A라는 바이러스 단백질은 새로운 뉴런의 성장을 조절하는 경로를 탈취하여 뇌 성장을 방해함으로써 소두증을 유발할 수 있다. 초파리에서 NS4A와 인접한 NS4B는 모두 눈의 성장을 제한한다.

3. 전파

지카 바이러스는 주로 낮에 활동하는 이집트 숲모기와 같은 숲모기속 모기에 의해 전파되며, 모기의 외인성 잠복기는 약 10일이다. 척추동물 숙주는 주로 원숭이와 사람이다. 2007년 이전에는 사람에게 드물게 감염되는 것으로 여겨졌다.

흰줄숲모기에 의해서도 전파될 수 있다. 지카 바이러스의 잠재적 전파 범위는 이를 옮기는 모기의 분포에 따라 달라진다. 가장 흔한 매개체인 이집트 숲모기의 분포는 세계 무역과 여행으로 인해 넓어지고 있다.

국제 보건 단체들은 라틴 아메리카와 카리브해 지역을 주시하고 있으며, 범미주 보건 기구(PAHO)는 지역적으로 지카 바이러스가 전파된 국가와 지역 목록을 발표했다.

2015년에는 지카 바이러스 RNA가 태아의 양수에서 발견되어 태반을 통해 태아에게 감염될 수 있음이 시사되었다. 2016년에는 브라질에서 소두증으로 임신 중절된 여성의 태반에서 지카 바이러스 유전 물질이 발견되어, 바이러스가 태반을 통과할 수 있다는 것이 확인되었다.

지카 바이러스는 주로 동물병원체(enzootic) 모기-원숭이-모기 순환 과정에서 원숭이에게 전파되었고, 사람에게 전파되는 경우는 드물었다. 그러나 황열 바이러스, 뎅기열 바이러스, 치쿤구니야 바이러스처럼 모기-사람-모기 순환 과정으로 확산된 경우도 있다. 지카 바이러스는 성 접촉이나 수혈을 통해서도 전파될 수 있다. 지카 바이러스의 기본 재생산 수(R₀)는 1.4에서 6.6 사이로 추정된다.

3.1. 모기

지카 바이러스는 주로 이집트 숲모기 암컷에 의해 전파되지만, 아프리카 숲모기(Aedes africanus), 흰줄숲모기(Aedes albopictus) 등 숲모기속의 여러 종에서도 발견되었다. Anopheles coustani, Mansonia uniformis, 쿨렉스 퍼푸스쿠스에서도 검출되었지만, 이것만으로는 매개체로서의 역할을 단정 지을 수 없다.

3.2. 성적 접촉

지카 바이러스는 남성과 여성 모두 성 파트너에게 전파될 수 있으며, 알려진 대부분의 사례는 증상이 있는 남성에서 여성으로의 전파를 포함한다. 2016년 4월 현재, 아르헨티나, 오스트레일리아, 프랑스, 이탈리아, 뉴질랜드, 미국 등 6개국에서 지카 바이러스의 성적 전파가 확인되었다.

지카 바이러스는 정액에 수개월 동안 지속될 수 있으며, 바이러스 RNA는 최대 1년까지 검출될 수 있다. 이 바이러스는 인간의 고환에서 복제되며, 고환 대식세포, 세관 주변 세포 및 정자의 전구체인 정자를 포함한 여러 세포 유형을 감염시킨다. 증상 발현 후 수 주 동안 환자의 정액 매개변수가 변경될 수 있으며, 정자는 전염성을 가질 수 있다.

2009년 콜로라도주립대학교 절지동물매개성 감염병 연구소의 사례에서는 한 생물학자가 그의 아내에게 지카 바이러스를 성적 접촉으로 감염시켰다. 이는 알려진 사례 중 사람 사이에 성적 접촉으로 곤충매개성 바이러스가 전파된 최초의 경우이다.

2016년 10월부터 질병통제예방센터(CDC)는 지카 바이러스가 발생하는 지역을 여행한 남성에게 귀국 후 최소 6개월 동안 콘돔을 사용하거나 성관계를 갖지 말 것을 권고하고 있다. 증상이 나타나지 않더라도 바이러스가 전염될 수 있기 때문이다.

3.3. 임신 중 감염

지카 바이러스는 임신 중 또는 분만 시 수직 감염(모자 간 감염)을 통해 전파될 수 있다. 임신 중 감염은 태아의 신경 발달 변화와 관련이 있으며, 심각한 감염은 태아의 소두증 발생과, 경증 감염은 나중에 신경인지 장애를 유발할 수 있다. 지카 바이러스 발생 후 소두증 이외의 선천성 뇌 이상도 보고되었다. 쥐를 대상으로 한 연구에 따르면, 뎅기 바이러스에 대한 모체 면역이 지카 바이러스에 대한 태아 감염을 증가시키고 소두증 표현형을 악화시키거나 임신 중 손상을 증가시킬 수 있지만, 이것이 사람에게서도 발생하는지는 알 수 없다.

3.4. 수혈

지카바이러스는 수혈을 통해서도 전파될 수 있다. 2016년 4월 기준으로, 전 세계적으로 브라질에서 두 건의 지카 바이러스 수혈 감염 사례가 보고되었다. 이에 따라 미국 식품의약국(FDA)은 헌혈자를 선별하고 고위험군 헌혈자는 4주간 헌혈을 연기할 것을 권고했다.

프랑스령 폴리네시아에서 지카 바이러스가 발생했을 당시 헌혈자 선별 연구 결과, 2013년 11월부터 2014년 2월까지 헌혈자의 2.8%(42명)가 지카 바이러스 RNA 양성 반응을 보였고, 이들은 모두 헌혈 당시에는 증상이 없었다. 양성 반응을 보인 헌혈자 중 11명은 헌혈 후 지카열 증상을 보고했지만, 34개의 샘플 중 배양에 성공한 것은 3개에 불과했다.

4. 지카열

지카 바이러스에 의해 발생하는 지카열(Zika fever) 또는 지카 바이러스병(Zika virus disease)은 감염자의 약 80%가 증상을 보이지 않는다. 다만, 데이터 품질에 따라 이 수치는 달라질 수 있다. 증상이 나타나는 경우, 뎅기열과 유사하게 발열, 결막 충혈, 관절통, 두통, 반점구진성 발진 등 대부분 경미한 증상을 보인다. 이러한 증상은 대개 7일 미만으로 지속되며, 초기 감염 시 사망한 사례는 보고되지 않았다.

1964년 처음 보고된 지카 바이러스 감염 사례는 가벼운 두통으로 시작해 반점구진발진, 열, 요통으로 이어졌다. 발진은 2일 안에 사라지기 시작했고, 3일 안에 열이 내리면서 발진만 남았다.

4.1. 소두증 및 기타 합병증

임신 중 지카 바이러스에 감염되면 태아에게 소두증 및 기타 뇌 기형이 유발될 수 있다. 2015년 12월 이후, 태아의 태반경유감염이 소두증과 두뇌 손상을 초래할 수 있다는 의심이 제기되었으며, 브라질 보건부는 지카 바이러스와 소두증 간의 관련성을 확인하였다.

성인이 지카 바이러스에 감염되면 길랭-바레 증후군(GBS)이 발생할 수 있으며, 지카 바이러스는 인간 슈반 세포를 감염시키는 것으로 밝혀졌다. 프랑스령 폴리네시아에서 발생한 유행병에서는 길랭-바레 증후군 73건을 포함하여, 27만 명에게서 지카열의 합병증으로 의심되는 신경계 질환이 발생하였다.

지카 바이러스에 감염된 환자 중 6명에게서는 급성 산재성 뇌척수염(ADEM)을 포함한 자가면역질환성 뇌 신경 이상 증상이 나타났다.

4.2. 치료 및 예방

2016년 1월 현재까지 지카 바이러스 감염에 대한 백신이나 예방약은 없다. 2024년 현재도 특별한 치료법은 없으며, 증상 완화를 위해 파라세타몰(아세트아미노펜)과 휴식을 취하는 것이 권장된다. 아스피린과 같은 비스테로이드 항염증제는 출혈 위험을 증가시킬 수 있으므로 피해야 한다.

예방을 위해서는 질병이 발생하는 지역에서 모기 물림을 줄이고 콘돔을 적절히 사용하는 것이 중요하다. 모기 물림을 예방하기 위한 노력으로는 디에틸톨루아미드(DEET) 또는 피카리딘 기반 곤충 기피제 사용, 긴 옷 착용, 모기장 사용, 모기가 번식하는 정체수 제거 등이 있다.

4.3. 백신 개발

세계보건기구는 임산부에게 안전하게 사용할 수 있는 불활화 백신 및 기타 비생백신 개발을 우선순위로 해야 한다고 제안했다. 2016년 6월, FDA는 최초로 지카 백신에 대한 인체 임상 시험을 승인했으며, 2017년 3월에는 DNA 백신이 2상 임상시험을 승인받았다. 이 백신은 플라스미드로 알려진 작고 원형의 DNA 조각으로 구성되어 있으며, 지카 바이러스의 봉입 단백질 유전자를 발현한다. 이 백신은 바이러스의 전체 염기서열을 포함하지 않기 때문에 감염을 일으키지 않는다. 2017년 4월 기준으로 아단위 백신과 불활화 백신 모두 임상 시험에 들어갔다.

5. 역사

지카 바이러스는 1947년 우간다 지카 숲의 히말라야원숭이에서 처음 분리되었고, 1948년에는 같은 장소에서 Aedes africanus 모기에서 분리되었다. 1952년에는 인간에게 감염된 최초의 사례가 보고되었다.

5.1. 인간 감염의 첫 증거 (1952년)

1952년 우간다에서 실시된 혈청 역학 조사 결과, 지카 바이러스가 인간에게 감염된 최초의 사례가 알려졌다. 검사된 99개의 인간 혈액 샘플 중 6.1%가 중화항체를 가지고 있었다. 1954년 황열병으로 의심되는 황달 발생 조사의 일환으로 연구자들이 환자로부터 바이러스를 분리했다고 보고했지만, 나중에 그 병원체는 밀접하게 관련된 스폰드웨니 바이러스인 것으로 밝혀졌다.

5.2. 적도 아프리카에서 아시아로 확산 (1951년-현재)

1951년부터 1981년까지 중앙아프리카 공화국, 이집트, 가봉, 시에라리온, 탄자니아, 우간다와 같은 아프리카 국가뿐만 아니라 인도, 인도네시아, 말레이시아, 필리핀, 태국, 베트남과 같은 아시아 일부에서도 지카 바이러스의 인간 감염 증거가 보고되었다. 최초 발견 이후 2007년까지 아프리카와 동남아시아에서 인간에게 전염된 예는 14건뿐이었다.

후속 혈청학 연구에 따르면 여러 아프리카 및 아시아 국가에서 이 바이러스가 해당 지역 인구에 광범위하게 퍼져 있었음을 시사한다. 최초의 인간 감염 사례는 1964년 심슨(Simpson)에 의해 확인되었는데, 그는 모기에서 바이러스를 분리하는 과정에서 감염되었다. 그때부터 2007년까지 아프리카와 동남아시아에서 추가로 확인된 지카 바이러스 감염 사례는 단 13건에 불과했다. 2017년에 발표된 한 연구는 몇몇 사례만 보고되었음에도 불구하고, 1992년부터 2016년 사이에 채취된 혈액 샘플에서 ZIKV IgM 항체를 검사한 결과 지카 바이러스가 지난 20년 동안 서아프리카에서 조용히 유행해 왔음을 보여주었다.

5.3. 미크로네시아 (2007년)

2007년 4월, 미크로네시아 연방의 야프섬에서 아프리카와 아시아 외 지역에서는 처음으로 지카열이 발생하였다. 발진, 결막염, 관절통이 특징으로, 초기에는 뎅기열, 치쿤구니야 바이러스병, 로스리버 바이러스병으로 여겨지기도 했다. 급성기 환자의 혈청 표본에서 지카 바이러스의 RNA가 검출되었다. 확인된 발병 사례는 49건, 확인되지 않은 발병 사례는 59건이었으며, 입원이나 사망은 없었다.

5.4. 오세아니아 (2013년-2014년)

2013년 10월 이후, 오세아니아에서 처음으로 지카 바이러스가 발생한 곳은 프랑스령 폴리네시아였으며, 인구의 약 11%가 감염된 것으로 추산되었고 길랭-바레 증후군(GBS)도 나타났다. 지카 바이러스는 뉴칼레도니아, 이스터섬, 쿡 제도로 확산되었으며, 2014년 1월까지 1,385건의 확진 사례가 보고되었다. 같은 해 이스터섬에서는 51건의 사례가 확인되었다. 호주에서는 2012년부터 사례가 발생하기 시작했는데, 연구에 따르면 인도네시아 및 기타 감염 국가를 방문한 여행객에 의해 유입된 것으로 나타났다. 뉴질랜드 역시 해외 여행객의 귀국으로 인해 감염률이 증가했다. 오늘날 지카 바이러스가 발생하고 있는 오세아니아 국가는 뉴칼레도니아, 바누아투, 솔로몬 제도, 마셜 제도, 아메리칸사모아, 사모아, 통가이다.

2013년과 2014년 사이에 프랑스령 폴리네시아, 이스터섬, 쿡 제도, 뉴칼레도니아에서 추가적인 유행이 발생했다.

5.5. 아메리카 대륙 (2015년-현재)

2015년 4월 브라질에서 시작된 지카 바이러스 유행은 남아메리카, 중앙아메리카, 북아메리카 및 카리브해 지역으로 확산되었다. 2016년 1월, 미국 질병통제예방센터(CDC)는 지카 바이러스 전파가 진행 중인 지역으로의 여행에 대해 2단계 여행 경보를 발령했다. 영국, 아일랜드, 뉴질랜드, 캐나다, 유럽 연합 등도 유사한 여행 경보를 발령하였다.

브라질 리우데자네이루 당국은 2016년 하계 올림픽 기간 동안 지카 바이러스 확산 방지 계획을 발표했다.

2015년 10월부터 2016년 1월까지 브라질 보건당국은 3,500명 이상의 소두증 사례를 보고했다. 가장 심하게 영향을 받은 지역에서는 신생아의 약 1%가 소두증이 의심되었다. 2016년 3월에는 쿠바에서도 첫 자국민 감염자가 발생했다.

2016년 2월, 세계보건기구(WHO)는 브라질에서 보고된 소두증과 길랭-바레 증후군 사례 집단을 국제적 공중보건 비상사태로 선포했다. 2017년 8월 현재 아메리카 대륙의 새로운 지카 바이러스 사례 수는 극적으로 감소했다.

5.6. 남아시아 (2017년-현재)

2017년 5월 15일, 인도 구자라트 주에서 지카 바이러스 감염 환자 3명이 보고되었다. 2018년 말까지 라자스탄 주에서는 최소 159명, 마디아 프라데시 주에서는 127명의 환자가 발생했다.

2021년 7월, 인도 케랄라 주에서 첫 지카 바이러스 감염 사례가 보고되었다. 첫 확진 사례 이후, 이전에 증상을 보였던 다른 19명이 검사를 받았고, 그중 13명이 양성 판정을 받아 지카 바이러스가 적어도 2021년 5월부터 케랄라 주에서 유행하고 있었음을 보여주었다. 2021년 8월 6일까지 케랄라 주에서는 65건의 사례가 보고되었다.

2021년 10월 22일, 칸푸르의 인도 공군 장교가 지카 바이러스 양성 판정을 받아 인도 우타르프라데시 주에서 처음으로 보고된 사례가 되었다.

2016년 3월 22일, 로이터는 방글라데시 치타공의 고령 남성의 2014년 혈액 샘플에서 회고적 연구의 일환으로 지카 바이러스가 분리되었다고 보도했다.

5.7. 동아시아 (2016년-현재)

2016년 8월부터 11월까지 싱가포르에서 지카 바이러스 감염 사례 455건이 확인되었다.

2023년에는 태국에서 722건의 지카 바이러스 사례가 보고되었다. 같은 해 독일로 유입된 해외 유입 지카 바이러스 감염 사례 16건 중 10건은 태국 여행 후 진단되었으며, 이는 전체 지카 바이러스 사례의 62%를 차지했다.