바이러스 잠복
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
바이러스 잠복은 바이러스가 숙주 세포 내에서 증식하지 않고 생존하는 상태를 의미한다. 바이러스 잠복은 에피좀 잠복, 프로바이러스성 잠복, 유지 잠복의 세 가지 주요 형태로 나타난다. 에피좀 잠복은 바이러스 유전자가 숙주 세포의 유전체와 별개로 존재하며, 프로바이러스성 잠복은 바이러스 유전자가 숙주 세포의 DNA에 통합되어 존재한다. 유지 잠복은 잠복 관련 유전자를 발현하여 바이러스 유전자 파괴를 방지하고 세포자멸사를 억제하는 기능을 수행한다. 바이러스 잠복은 외부 요인에 의해 재활성화되어 급성 감염을 일으키거나, 세포 변형을 통해 암을 유발할 수 있으며, HIV와 같은 바이러스는 잠복 상태에서 치료가 어려울 수 있다.
더 읽어볼만한 페이지
- 바이러스학 - 코로나19 백신
코로나19 백신은 코로나19 감염을 예방하기 위해 개발되었으며, 다양한 기술 플랫폼을 기반으로 전 세계적으로 사용되었으나, 백신 접근성 불평등, 허위 정보, 법적 책임 문제 등 논란과 변이 바이러스 출현으로 인한 효과 감소, 부작용 등의 문제도 존재한다. - 바이러스학 - 백신
백신은 약화된 병원체나 일부를 활용하여 인체의 면역계를 활성화, 특정 질병에 대한 항체 생성을 유도하는 의약품으로 감염병 예방에 효과적이지만, 부작용 발생 가능성과 효과의 다양성, 백신 거부와 오해로 인한 접종률 저하 및 감염병 확산의 위험이 존재하며, 지속적인 연구개발을 통해 안전성과 효능이 향상되고 새로운 기술을 이용한 백신들이 개발되고 있다.
| 바이러스 잠복 | |
|---|---|
| 바이러스 잠복 | |
| 의학 용어 | Virus latency |
| 설명 | 일부 바이러스가 세포 내에서 비활성 상태로 존재하는 능력 |
| 관련 질병 | 수두 대상 포진 단순 포진 카포시 육종 버킷 림프종 인두암 |
| 시간 분류 | 잠복기: 감염 후 증상 발현 전까지의 기간 임상 잠복기: 감염되었지만 질병의 징후나 증상이 없는 기간 |
| 특징 | |
| 잠복 상태 | 바이러스는 복제하지 않거나 매우 낮은 수준으로 복제 |
| 면역 반응 회피 | 바이러스 유전자가 숙주 세포 내에 존재하지만 면역 체계에 의해 제거되지 않음 |
| 재활성화 가능성 | 특정 조건 하에서 바이러스가 활성화되어 용균성 복제 시작 및 질병 유발 가능 |
| 메커니즘 | |
| 유전자 발현 조절 | 바이러스 유전자 발현을 억제하는 메커니즘 사용 |
| 숙주 세포 통합 | 일부 바이러스는 자신의 유전체를 숙주 세포의 DNA에 통합 (예: 레트로바이러스) |
| 에피솜 유지 | 일부 바이러스는 핵 내에서 독립적인 DNA 분자 (에피솜) 형태로 존재 |
| 임상적 중요성 | |
| 만성 감염 | 잠복 감염은 만성 질환의 원인이 될 수 있음 |
| 재발 | 바이러스 재활성화는 질병 재발을 유발할 수 있음 |
| 암 유발 | 일부 잠복 바이러스는 암 발생과 관련됨 |
| 관련 용어 | |
| 용균성 주기 (溶菌サイクル) | 바이러스 복제 및 세포 파괴를 일으키는 바이러스 생활 주기 |
| 잠복 감염 (潛伏感染) | 바이러스가 숙주 내에서 비활성 상태로 존재하는 감염 |
| 바이러스 저장소 (ウイルス貯蔵庫) | 바이러스가 지속적으로 존재하며 재활성화될 수 있는 숙주 내 위치 |
2. 기작
바이러스가 숙주 세포 내에서 활동을 멈추고 숨어 지내는 잠복 상태를 유지하는 방식은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 바로 에피좀 잠복(episomal latency)과 프로바이러스성 잠복(proviral latency)이다.
에피좀 잠복은 바이러스의 유전 정보가 담긴 DNA나 RNA가 숙주 세포의 염색체와 합쳐지지 않고, 독립적인 에피솜 형태로 세포질이나 세포핵 안에 떠다니는 방식이다.[30] 이 방식은 바이러스 유전자가 숙주 세포의 방어 기제에 의해 분해될 위험이 있지만, 핵 안으로 들어갈 필요가 없다는 장점도 있다.[40] 헤르페스바이러스과에 속하는 단순 헤르페스 바이러스(HSV), 수두 대상 포진 바이러스(VZV), 엡스타인-바 바이러스(EBV), 거대세포바이러스(CMV) 등이 대표적으로 에피좀 잠복을 이용한다.[30][31][32][37]
반면, 프로바이러스성 잠복은 바이러스의 유전 정보가 숙주 세포의 DNA 안으로 직접 끼어들어 가는 방식이다. 이렇게 숙주 DNA에 통합된 바이러스 유전체를 프로바이러스라고 부른다.[42] 이 방식은 숙주 세포가 분열할 때 바이러스 유전체도 함께 복제되므로 매우 안정적으로 잠복 상태를 유지할 수 있으며, 숙주 세포를 죽이지 않고는 바이러스를 제거하기 어렵다는 특징이 있다.[42] 하지만 핵 안으로 들어가야 하고 숙주 DNA에 통합되는 과정이 필요하다. 가장 잘 알려진 예로는 인간면역결핍 바이러스(HIV)가 있다. HIV는 역전사 효소를 이용해 자신의 RNA 정보를 DNA로 바꾼 뒤 숙주 세포의 DNA에 통합시켜 잠복한다.
이 두 가지 잠복 기작은 바이러스 유전체가 숙주 세포 내에서 존재하는 방식과 안정성 등에서 차이를 보이며, 바이러스의 종류와 숙주 세포의 특성에 따라 다른 전략을 사용한다.
2. 1. 에피좀 잠복
에피좀 잠복은 바이러스 유전자가 숙주 세포의 세포질이나 세포핵에서 숙주 세포의 유전체와 분리된 에피좀 형태로 존재하는 바이러스 잠복 방식이다.[58][3][30] 이 방식은 바이러스 유전체가 핵 안으로 들어갈 필요가 없어 핵 도메인 10 (ND10)에 의한 인터페론 활성화를 피할 수 있다는 장점이 있다.[67][12][40] 하지만, 숙주 세포의 리보자임이나 다른 외래 유전자 파괴 기작, 세포 효소 등에 더 쉽게 노출되어 파괴될 수 있다는 단점이 있으며, 이는 프로바이러스성 잠복보다 취약한 점이다.[58][12][40]헤르페스바이러스과(Herpesviridae)에 속한 모든 바이러스는 에피좀 잠복을 통해 잠복 감염을 일으키는 대표적인 예이다.[58][3][30]
- 수두대상포진바이러스(VZV)와 단순포진바이러스(HSV-1, HSV-2)는 주로 신경 세포에 잠복하며, 바이러스의 선형 유전체를 세포질에 남긴다.[58][3][30] 단순포진바이러스(HSV)의 유전체는 신경 아교 세포나[61] 신경절[34], 뇌세포 등 신경 세포의 DNA와 융합되기도 한다. 평소에는 염색질이 압축된 상태로 잠복해 있지만[35], 산소나 영양소 부족 상태가 해소되거나[62] 외부 스트레스 요인으로 인해[63][36] 염색질 구조가 약간 풀리면 바이러스가 재활성화될 수 있다.
- 감마헤르페스아과 바이러스는 면역계 세포에서 잠복한다.[58][31] 대표적인 예로 엡스타인-바 바이러스(EBV)는 B세포에 잠복한다.[58][59][31][32] 이 바이러스가 화학요법이나 방사선 치료와 같은 요인으로 인해 용균성 생활사로 전환되면, 숙주 세포의 유전체 불안정을 유발하고 암으로 이어질 수도 있다.[60][33]
- 거대세포바이러스(CMV)는 골수의 골수성 전구세포에 잠복한다.[64][37] CMV는 주로 염증 반응에 의해 재활성화되며,[64][37] 면역억제 상태나 패혈증과 같은 심각한 질병 상황에서도 자주 재활성화된다.[65][38] 또한, 심한 대장염 환자에게서도 CMV 재활성화가 흔하게 관찰된다.[66][39]
일반적으로 에피좀 잠복 상태의 바이러스는 자외선(UV)과 같은 외부 스트레스 요인에 의해 재활성화될 수 있다.[68][13][41]
2. 2. 프로바이러스성 잠복
프로바이러스는 숙주 세포의 DNA에 통합된 바이러스 유전체를 의미한다.[69][14][42] 이러한 잠복 방식은 몇 가지 특징을 가진다.숙주 세포가 분열할 때 바이러스 유전체도 함께 자동으로 복제되며, 감염된 세포 자체를 제거하지 않는 이상 숙주 DNA에 통합된 프로바이러스를 제거하는 것은 매우 어렵다.[69][14][42] 이는 바이러스 입장에서 생존에 유리한 장점이다.
하지만 바이러스 유전체가 숙주 세포의 핵 안으로 들어가야만 DNA 통합이 가능하며, 이 과정에는 특수한 단백질들이 필요하다는 단점도 존재한다.[69][14][42] 그러나 일단 프로바이러스 형태로 성공적으로 전환되고 나면, 해당 숙주 세포가 살아있는 동안 바이러스 유전체는 계속해서 안정적으로 존재할 수 있다.[69][14][42]
프로바이러스성 잠복을 하는 가장 잘 알려진 예는 인간면역결핍 바이러스(HIV)이다. HIV는 역전사 효소를 이용하여 자신의 RNA 유전 정보를 바탕으로 DNA를 합성한 뒤, 이를 숙주 세포의 DNA에 끼워 넣어 프로바이러스 형태로 잠복한다. 이 상태에서는 면역계의 감시를 거의 완벽하게 피할 수 있으며, 다른 잠복 바이러스들과 마찬가지로 잠복기 동안에는 특별한 증상을 나타내지 않는다.
이러한 프로바이러스 상태의 HIV는 항레트로바이러스 약물로 치료하기가 매우 어렵다는 문제가 있다. 현재는 잠복 상태의 HIV를 인위적으로 재활성화시켜(충격) 항바이러스제가 작용할 수 있도록 유도한 뒤 제거하는(사멸) 이른바 '쇼크 앤 킬'(shock and kill) 전략이 연구되고 있으며, 이를 위해 다양한 종류의 잠복기 역전제(LRA, Latency Reversing Agents)가 개발 중이다.
2. 3. 유지 잠복
프로바이러스성 잠복과 에피솜 잠복은 모두 감염 상태를 유지하며 바이러스 유전자를 보존해야 한다는 공통점을 가진다. 따라서 잠복 중인 바이러스는 자신의 유전자를 유지하기 위해 특정 유전자를 발현시킨다. 이러한 '잠복 관련 유전자'(latency-associated gene)의 발현은 바이러스 유전체가 세포 내 리보자임이나 면역계에 의해 발견되어 파괴되는 것을 방지하는 역할을 한다.[70][16]또한, 특정 바이러스 유전자 산물, 예를 들어 비부호화 RNA나 단백질 등은 감염된 세포의 아폽토시스(세포자살)를 억제하거나 유사 분열(세포 분열)을 촉진하여 감염된 세포의 수를 늘리는 데 기여한다.[70][16] 대표적인 예로 단순포진바이러스(HSV)의 경우, '잠복 관련 전사체'(Latency Associated Transcript, LAT)라는 유전자 산물이 주조직 적합성 복합체(MHC)를 포함한 여러 숙주 인자를 억제함으로써 아폽토시스가 일어나지 못하도록 막는다.[71][17]
한편, 내재성 레트로바이러스는 과거에 이러한 잠복 능력을 갖추었던 바이러스의 흔적으로 여겨진다. 이 바이러스들은 아주 오래전에 인간 게놈에 통합되었으며, 현재는 인간의 생식 과정을 통해 다음 세대로 전달된다.[72][18] 이들 유전자의 대부분은 오랜 진화 과정을 거치면서 원래의 발현 능력을 상실하였다.[72][18] 그러나 일부 유전자나 단백질은 여전히 발현되는데, 이들은 숙주 세포와 함께 진화하여 숙주의 정상적인 생리 기능에 편입되어 중요한 역할을 수행하기도 한다.[73][19]
3. 영향
바이러스 잠복 중에는 활발한 바이러스 배출이나 병리학적 증상이 나타나지 않는다. 하지만 스트레스, 자외선, 햇빛 등 외부 요인에 의해 바이러스가 재활성화되면 급성 감염을 일으킬 수 있다.[13]
대표적인 예로, 많은 사람이 감염되어 있는 단순포진바이러스는 재활성화될 경우 구순포진(입술 포진)을 일으킨다. 이는 면역계에 의해 빠르게 해결되지만 약간의 불편함을 유발할 수 있다. 수두대상포진바이러스의 경우, 초기 급성 감염인 수두를 앓은 후 바이러스가 잠복 상태로 남아있다가 재활성화되면 대상포진을 일으킨다.
잠복 감염은 세포를 변형시켜 통제되지 않는 세포 분열을 야기하는 더 심각한 결과를 초래할 수도 있다. 이는 바이러스 유전체가 숙주 세포의 유전자에 무작위로 삽입되면서 숙주 세포의 성장 관련 유전자 발현에 영향을 미치기 때문에 발생할 수 있다. 프랑스 파리의 Hôpital Necker–Enfants Malades|네케르 어린이 병원fra에서는 유전자 치료 과정에서 레트로바이러스 벡터를 사용했는데, 이 치료를 받은 20명의 소년 중 5명이 백혈병 유사 증후군을 겪는 사례가 발생했다.[74][20][46] 또한, 인간 유두종바이러스(HPV)의 지속적인 감염은 세포 변환을 거쳐 자궁경부암으로 이어질 수 있다는 사실이 보고되었다.[75][76][77][21][22][23][47][48][49]
인간면역결핍 바이러스(HIV)는 바이러스 잠복 연구에서 중요한 대상이다. HIV는 역전사 효소를 사용하여 자신의 RNA 유전체를 DNA 형태로 복사한 뒤, 이를 숙주 세포의 유전체에 삽입하여 프로바이러스 상태로 존재한다. HIV 잠복은 바이러스가 면역계의 공격을 피하는 주요 기전이다. 특히 긴 수명을 가진 세포, 예를 들어 활동하지 않는 상태의 CD4+ T 세포 내에 잠복한 HIV는 항레트로바이러스 약물을 장기간 투여해도 완전히 제거되지 않고 수년간 지속될 수 있다.[78][24][50] 이러한 HIV 잠복 저장소(reservoir)의 존재는 항레트로바이러스 치료만으로는 HIV 감염을 완치하기 어려운 핵심적인 이유이다.[78][79][80][81][24][25][26][27][51][52][53] 현재 잠복 상태의 HIV를 인위적으로 재활성화시켜(shock) 항바이러스 약물로 제거하는(kill) 이른바 '쇼크 앤 킬' 전략을 위한 잠복기 역전제(LRA, Latency Reversing Agents) 개발 연구가 진행 중이다.
참조
[1]
서적
Viruses and the Evolution of Life
ASM Press
[2]
서적
Introduction to Modern Virology, 6th edition
Blackwell Publishing
[3]
서적
DNA Methylation: Development, Genetic Disease and Cancer
[4]
논문
Influence of EBV on the peripheral blood memory B cell compartment
2007-09-01
[5]
논문
Epstein-Barr virus lytic reactivation regulation and its pathogenic role in carcinogenesis
[6]
논문
Herpes Simplex Virus Establishment, Maintenance, and Reactivation: In Vitro Modeling of Latency
[7]
웹사이트
Discovery shows how herpes simplex virus reactivates in neurons to trigger disease
http://www.healthcan[...]
2015-12-21
[8]
웹사이트
Starve a Cell, Compact Its DNA - GEN
http://www.genengnew[...]
2015-11-10
[9]
논문
Cytomegalovirus latency and reactivation: recent insights into an age old problem
[10]
논문
Cytomegalovirus reactivation in "immunocompetent" patients: a call for scientific prophylaxis
[11]
논문
Review article: cytomegalovirus and inflammatory bowel disease
[12]
논문
Gene delivery using herpes simplex virus vectors
2002-12
[13]
서적
Human Herpesviruses: Biology, Therapy, and Immunoprophylaxis
Cambridge University Press
2018-09-21
[14]
논문
Latency: the hidden HIV-1 challenge
2006-01-16
[15]
논문
The Current Status of Latency Reversing Agents for HIV-1 Remission
2021-09-29
[16]
논문
A triple entente: virus, neurons, and CD8+ T cells maintain HSV-1 latency
[17]
논문
Stable cell lines expressing high levels of the herpes simplex virus type 1 LAT are refractory to caspase 3 activation and DNA laddering following cold shock induced apoptosis
2007-12
[18]
논문
Human-specific endogenous retroviruses
2007-11
[19]
논문
An integrase of endogenous retrovirus is involved in maternal mitochondrial DNA inheritance of the human mammal
[20]
논문
Insertional oncogenesis in 4 patients after retrovirus-mediated gene therapy of SCID-X1.
2008-09
[21]
논문
Treating cancer as an infectious disease-viral antigens as novel targets for treatment and potential prevention of tumors of viral etiology
2007-10
[22]
서적
Environmental Factors in Skin Diseases
[23]
논문
Viral infections as a cause of cancer (review)
2007-06
[24]
논문
The challenge of viral reservoirs in HIV-1 infection
[25]
논문
Identification of a reservoir for HIV-1 in patients on highly active antiretroviral therapy
1997-11
[26]
논문
A stable latent reservoir for HIV-1 in resting CD4(+) T lymphocytes in infected children
2000-04
[27]
논문
Latent reservoirs of HIV: obstacles to the eradication of virus
1999-09
[28]
서적
Viruses and the Evolution of Life
ASM Press
[29]
서적
Introduction to Modern Virology, 6th edition
Blackwell Publishing
[30]
서적
DNA Methylation: Development, Genetic Disease and Cancer
[31]
서적
DNA Methylation: Development, Genetic Disease and Cancer
[32]
논문
Influence of EBV on the peripheral blood memory B cell compartment
2007-09-01
[33]
논문
Epstein-Barr virus lytic reactivation regulation and its pathogenic role in carcinogenesis
[34]
논문
Herpes Simplex Virus Establishment, Maintenance, and Reactivation: In Vitro Modeling of Latency
[35]
웹사이트
Starve a Cell, Compact Its DNA - GEN
http://www.genengnew[...]
2015-11-10
[36]
웹사이트
Discovery shows how herpes simplex virus reactivates in neurons to trigger disease
http://www.healthcan[...]
2015-12-21
[37]
논문
Cytomegalovirus latency and reactivation: recent insights into an age old problem
http://www.mdpi.com/[...]
[38]
논문
Cytomegalovirus reactivation in "immunocompetent" patients: a call for scientific prophylaxis
[39]
논문
Review article: cytomegalovirus and inflammatory bowel disease
[40]
논문
Gene delivery using herpes simplex virus vectors
2002-12
[41]
서적
Human Herpesviruses: Biology, Therapy, and Immunoprophylaxis
Cambridge University Press
2018-09-21
[42]
문서
Latency: the hidden HIV-1 challenge
Retrovirology
2006-01-16
[43]
논문
A triple entente: virus, neurons, and CD8+ T cells maintain HSV-1 latency
[44]
논문
Human-specific endogenous retroviruses
2007-11
[45]
논문
An integrase of endogenous retrovirus is involved in maternal mitochondrial DNA inheritance of the human mammal
[46]
논문
Insertional oncogenesis in 4 patients after retrovirus-mediated gene therapy of SCID-X1.
2008-09
[47]
논문
Treating cancer as an infectious disease-viral antigens as novel targets for treatment and potential prevention of tumors of viral etiology
2007-10
[48]
서적
Viral carcinogenesis in skin cancer
https://semanticscho[...]
[49]
논문
Viral infections as a cause of cancer (review)
2007-06
[50]
논문
The challenge of viral reservoirs in HIV-1 infection
[51]
논문
Identification of a reservoir for HIV-1 in patients on highly active antiretroviral therapy
1997-11
[52]
논문
A stable latent reservoir for HIV-1 in resting CD4(+) T lymphocytes in infected children
2000-04
[53]
논문
Latent reservoirs of HIV: obstacles to the eradication of virus
1999-09
[54]
서적
Viruses and the Evolution of Life
ASM Press
2005
[55]
웹인용
시간에 의한 분류
https://terms.naver.[...]
2020-04-18
[56]
웹인용
잠복감염
https://terms.naver.[...]
2020-04-18
[57]
서적
Introduction to Modern Virology, 6th edition
Blackwell Publishing
2007
[58]
서적
DNA Methylation: Development, Genetic Disease and Cancer
[59]
저널
Influence of EBV on the peripheral blood memory B cell compartment
2007-09-01
[60]
저널
Epstein-Barr virus lytic reactivation regulation and its pathogenic role in carcinogenesis
[61]
저널
Herpes Simplex Virus Establishment, Maintenance, and Reactivation: In Vitro Modeling of Latency
[62]
웹인용
Starve a Cell, Compact Its DNA - GEN
http://www.genengnew[...]
2015-11-10
[63]
웹인용
Discovery shows how herpes simplex virus reactivates in neurons to trigger disease
http://www.healthcan[...]
2015-12-21
[64]
저널
Cytomegalovirus latency and reactivation: recent insights into an age old problem
http://www.mdpi.com/[...]
[65]
저널
Cytomegalovirus reactivation in "immunocompetent" patients: a call for scientific prophylaxis
[66]
저널
Review article: cytomegalovirus and inflammatory bowel disease
[67]
저널
Gene delivery using herpes simplex virus vectors
2002-12
[68]
서적
Human Herpesviruses: Biology, Therapy, and Immunoprophylaxis
Cambridge University Press
2018-09-21
[69]
문서
Latency: the hidden HIV-1 challenge
Retrovirology
2006-01-16
[70]
저널
A triple entente: virus, neurons, and CD8+ T cells maintain HSV-1 latency
[71]
논문
Stable cell lines expressing high levels of the herpes simplex virus type 1 LAT are refractory to caspase 3 activation and DNA laddering following cold shock induced apoptosis
2007-12
[72]
논문
Human-specific endogenous retroviruses
2007-11
[73]
논문
An integrase of endogenous retrovirus is involved in maternal mitochondrial DNA inheritance of the human mammal
[74]
논문
Insertional oncogenesis in 4 patients after retrovirus-mediated gene therapy of SCID-X1.
2008-09
[75]
논문
Treating cancer as an infectious disease-viral antigens as novel targets for treatment and potential prevention of tumors of viral etiology
2007-10
[76]
서적
Viral carcinogenesis in skin cancer
https://semanticscho[...]
[77]
논문
Viral infections as a cause of cancer (review)
2007-06
[78]
논문
The challenge of viral reservoirs in HIV-1 infection
[79]
논문
Identification of a reservoir for HIV-1 in patients on highly active antiretroviral therapy
1997-11
[80]
논문
A stable latent reservoir for HIV-1 in resting CD4(+) T lymphocytes in infected children
2000-04
[81]
논문
Latent reservoirs of HIV: obstacles to the eradication of virus
1999-09
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com