바이러스성 뇌염

3. 병리학

사람은 바이러스에 감염된 후 중추신경계통 외부에서 바이러스가 복제되고, 순환계를 통해 척수와 뇌에 도달한다. 그러나 단순포진바이러스나 광견병바이러스는 일단 중추신경계통에 도달하면 더 이상 움직이지 않는다. 바이러스가 뇌에 도달하면 면역계는 염증반응을 일으켜 뇌 기능 장애를 일으키는데, 뇌부종, 뇌울혈, 뇌출혈 등이 발생할 수 있다. 중추신경계 감염에 따라 백혈구와 미세아교세포가 중추신경계를 따라 퍼진다. 동부 말 뇌염이나 일본뇌염 등의 뇌염이 발생하면 신경세포에 대량으로 괴사가 일어난다. 아르보바이러스에 의한 뇌염의 경우 신경세포에 석회화가 발생하기도 한다. 단순포진바이러스에 의한 감염은 중추신경계에 괴사성 손상을 야기한다.^[23]

인플루엔자 바이러스에 의한 급성 뇌증(인플루엔자 뇌증)은 특히 유명하며, 21세기 초 (특히 일본에서) 사회 문제화되었다. 그 외에도 엔테로바이러스 속, 아데노바이러스, 로타바이러스, 노로바이러스 등 다양한 바이러스가 급성 뇌증을 일으킬 수 있다.

홍역, 돌발성 발진 등에서도 중추 신경 증상이 합병될 수 있지만, 뇌척수액 내 세포 수가 증가하고 뇌척수액에서 바이러스를 분리할 수도 있다. 단순 헤르페스 바이러스에 의한 뇌염은 빈도는 적지만 중증이다 (단순 헤르페스 뇌염 참조).

감염을 일으킨 바이러스에 대한 과도한 면역 반응이 전신의 혈관(뇌 혈관 포함)에 염증을 일으켜 중추 신경 증상 및 다장기 부전을 발병한다는 가설이 있다.

4. 증상

바이러스성 뇌염의 증상은 대개 급성으로 나타나며,^[4] 발열, 두통, 정신 상태 변화, 빛 과민증, 뻣뻣한 목과 등, 구토, 혼란, 그리고 심한 경우 발작, 마비, 혼수 상태가 흔한 증상이다. 행동 변화, 환각, 인지 저하와 같은 신경정신과적 특징도 자주 나타난다. 심각한 증상은 주로 영아와 노인에게서 나타난다. 대부분 감염은 증상이 없거나 경미하지만,^[1][12] 일부는 심각한 증상을 보일 수 있다.

바이러스에 따라 특이한 증상이 나타나기도 한다.^[1]

• 장 바이러스 71: 진전, 근육 연축, 균형 및 조정 장애, 폐에 체액 축적, 뇌신경 마비를 유발할 수 있다.
• 엡스타인-바 바이러스 뇌염: 보통 림프절 비대와 비장 비대를 동반한다.
• 대상 포진 뇌염: 발진과 피부 수포를 동반하며, 전두엽과 측두엽을 침범하여 정신과적 특징, 기억력 결핍, 언어 기능 상실이 나타나기도 한다.
• 일본뇌염 등 아보바이러스 뇌염: 주로 기저핵에 영향을 미쳐 불수의 운동 및 파킨슨병과 유사한 운동 증상을 유발한다.
• 니파 바이러스: 뇌간 및 소뇌 징후, 고혈압, 분절 근간대성 경련(연결된 근육 집단의 연축)을 유발할 수 있다.
• 지카 바이러스: 임산부 감염 시 신생아에게 소두증을 유발할 수 있다.

5. 진단

바이러스성 뇌염이 의심되면 환자의 병력 질문과 신체 검사를 할 수 있다. 병력에서 중요한 점은 면역 상태, 동물(곤충 포함) 노출, 여행 이력, 예방 접종 이력, 지리적 위치, 계절이다.^[4] 증상은 보통 급성으로 나타나며, 가장 흔한 증상은 발열, 두통, 정신 상태 변화, 빛 과민증, 뻣뻣한 목과 등, 구토, 혼란, 심하면 발작, 마비, 혼수 상태이다. 행동 변화, 환각, 인지 저하 같은 신경정신과적 특징도 자주 나타난다. 심각한 증상은 영아와 노인에게서 가장 흔하다. 대부분 감염은 증상이 없거나 경미하다.^[1][12]

특정 바이러스는 특징적인 증상을 보일 수 있다.^[1]

• 장 바이러스 71: 진전, 근육 연축, 균형 및 조정 장애, 폐 체액 축적, 뇌신경 마비 유발.
• 엡스타인-바 바이러스 뇌염: 림프절 비대와 비장 비대 동반.
• 대상 포진 뇌염: 발진, 피부 수포 동반, 전두엽과 측두엽 침범으로 정신과적 특징, 기억력 결핍, 언어 기능 상실이 특징적.
• 일본뇌염 등 arbovirus 뇌염: 주로 기저핵에 영향, 불수의 운동 및 파킨슨병 유사 운동 증상 유발.
• 니파 바이러스: 뇌간 및 소뇌 징후, 고혈압, 분절 근간대성 경련(연결된 근육 집단 연축) 유발.
• 지카 바이러스: 임산부 감염 시 신생아 소두증 유발.

신경 영상 및 요추 천자(LP)는 바이러스성 뇌염 진단에 필수적이다. 컴퓨터 단층 촬영(CT) 또는 자기 공명 영상(MRI)은 LP 전 두개내압 증가와 고유공 탈출 위험을 확인하는 데 도움이 된다. 뇌척수액(CSF)은 개방 압력, 세포 수, 포도당, 단백질, IgG 및 IgM 항체에 대해 분석해야 한다. CSF 검사에는 단순 헤르페스 바이러스 1형 및 2형, 엔테로바이러스에 대한 중합 효소 연쇄 반응(PCR) 검사도 포함되어야 한다. 환자의 약 10%는 정상 CSF 결과를 보인다. 환자 병력 및 증상에 따라 다양한 arbovirus 및 HIV 검사에 대한 혈청 검사 등 추가 검사도 수행될 수 있다. 뇌 생검, 체액 검체 배양 및 PCR도 유용할 수 있다. 뇌파 검사(EEG)는 바이러스성 뇌염 사례의 80% 이상에서 이상 소견을 보이며, 비경련 상태를 확인하기 위해 지속적으로 모니터링해야 할 수 있다. 검사 자원 부족은 정확한 진단을 방해할 수 있다.^[1][4]

단순 헤르페스 바이러스 뇌염의 경우 CT 스캔에서 측두엽에 저밀도 병변이 나타날 수 있으며, 감염 시작 후 3~5일 후에 나타나는 것이 일반적이다. 일본뇌염은 특징적인 EEG 패턴을 보이는데, 스파이크가 있는 확산 델타 활동, 확산 지속 델타 활동, 알파 혼수 활동 등이 포함된다.

감별 진단을 통해 감염성 및 비감염성 뇌염 원인을 모두 살펴볼 수 있다. 바이러스성 뇌염의 잠재적 대안으로는 악성 종양, 항 NMDA 수용체 뇌염 같은 자가면역 또는 종양 관련 질환, 뇌농양, 결핵, 약물 유발 섬망, 특정 약물 또는 독소 노출, 신경매독, 혈관 질환, 대사 질환, 세균, 곰팡이, 원생동물, 기생충 감염으로 인한 뇌염 등이 있다.^[1][6][13] 소아의 경우, 바이러스성 뇌염과 급성 파종성 뇌척수염 등 면역 매개성 염증성 중추 신경계 질환 및 면역 매개성 뇌염은 감별 진단만으로는 구별하기 어려울 수 있으므로 다른 진단 방법을 사용해야 할 수 있다.^[4]

바이러스 감염으로 인한 일반적인 증상(발열, 기침, 콧물, 설사, 인후통, 두통 등, 소위 "감기 증상")이 선행되는 경우가 많다. 급성 뇌증은 바이러스 감염 발병 수 시간~수일 후 의식 장애, 경련, 이상 행동, 불수의 운동 등으로 발병한다. 서서히 신경 증상이 악화되기도 하지만, 중증의 경우 갑작스러운 경련과 의식 장애가 나타나는 경우가 많다. 수막 자극 증상은 나타나지 않는 경우가 많다.

바이러스성 급성 뇌증 중증도에는 상당한 폭이 있으며, 바이러스 감염증에 따른 열성 경련과의 경계는 명확하지 않다. 경증 예에서 치명적이거나 심각한 후유증을 남기는 중증 예까지 존재한다. 중증 바이러스성 급성 뇌증에서는 혈구탐식 증후군이나 파종성 혈관 내 응고 등 다른 심각한 합병증을 동반하는 경우가 많다. 이러한 합병증을 동반한 사례는 다발성 장기 부전 상태에 빠질 위험이 크고, 생명 예후도 좋지 않다.

수막염/뇌염 감별 및 원인 규명을 위해 뇌척수액 검사가 자주 시행된다. 그러나 바이러스성 급성 뇌증의 경우, 대개 뇌척수액 소견은 정상이며, 뇌척수액에서 바이러스가 분리되지 않는다. 혈액 검사 소견은 초기에는 이상이 없는 경우가 많다. 중추 신경을 포함한 조직 파괴가 진행되면, 트랜스아미나아제 (AST, ALT), 젖산 탈수소 효소 (LDH), 크레아틴 키나아제 (CK) 등의 상승이 보인다. CRP는 정상 또는 경미한 상승에 그치거나, 현저한 상승을 보인다. 혈구 탐식 증후군 등의 합병증을 발병한 경우에는, 해당 합병증에 따른 이상 소견이 나타난다.

뇌파에서는 고진폭 서파가 보이는 경우가 많으며, 의식 저하를 반영한다. 극파의 연속이나 극서파 복합이 다수 보이는 경우에는, 경련이 조절되지 않음을 시사한다. 두부 CT 및 MRI에서는 초기에는 이상이 없거나, 대뇌 전체의 부종이 보인다. 그 후 경과는 다양하며, 국소적인 괴사가 보이거나, 대뇌 전체 위축을 보이는 경우가 있다. 물론, 정상 상태로 돌아가는 경우도 있다. 원인 규명을 위해 인두 도말액, 혈액, 뇌척수액, 변 등에서 바이러스 분리를 시도하기도 하지만, 검사 민감도가 높지 않아 원인이 불명확한 경우가 종종 있다.

6. 치료

다른 중추신경계통의 바이러스 감염증과 마찬가지로 항바이러스제를 정맥 주사하는 것이 일차적 치료법이다. 신경계 검사를 자주 시행하고 호흡 보조 요법 역시 필요할 수 있다. 수분-전해질 불균형, 신장과 간 기능 장애, 발작에 대한 치료가 필요할 수도 있다.^[23][24]

단순포진바이러스에 의한 뇌염의 경우 초기에 아시클로버를 2~3주간 투여함으로써 치료할 수 있다. 아시클로버는 바이러스의 살상력을 경감시키며 장기적 행동 및 인지적 장애 역시 방지할 수 있다. 단순포진바이러스가 바이러스성 뇌염의 가장 흔한 원인이기 때문에, 바이러스성 뇌염이 발생했지만 정확한 원인을 알지 못하는 경우 일단 아시클로버를 투여하는 것이 권장된다. 그러나 면역 약화 등의 이유로 아시클로버가 잘 듣지 않는다면 포스카르네트를 사용해야 한다. 효과는 적지만 뉴클레오사이드 유사물을 병용할 수도 있고, 수두대상포진바이러스의 경우 부신피질 호르몬을, 거대세포바이러스의 경우 간시클로비르를 병용할 수도 있다.^[23][21]

두개내압이 증가한 경우 좋지 못한 예후를 보이므로 두개내압을 계속 감시해야 한다. 바이러스성 뇌염과 연계된 자료는 많지 않지만, 일반적으로 두개내압이 증가한 경우 만니톨과 스테로이드를 투여함으로써 정상화할 수 있다. 발작은 밸프로에이트나 페니토인을 통해 경감될 수 있다. 간질중첩증은 벤조디아제핀을 통해 경감될 수 있다. 행동 장애가 나타난 경우 항정신병제제를 단기간 투여할 수 있다. 이처럼 바이러스성 뇌염은 다양한 후유증을 나타낼 수 있기 때문에 여러 진료과의 협력이 필요하다.^[23]

극히 일부(인간 면역 결핍 바이러스, C형 간염 바이러스 등)를 제외하고, 대부분의 바이러스 감염증은 자연적으로 완화되는 경향을 보이며, 세균 감염증에 대한 항생제와 같은 특이적 치료를 필요로 하지 않는다. 또한 특이적 치료 자체가 존재하지 않는 감염증이 대부분이다(예외: 인플루엔자에 대한 오셀타미비르, 단순 헤르페스 바이러스나 수두-대상 포진 바이러스에 대한 아시클로버 등).

바이러스 감염증에 특이적인 치료법이 있는 경우 이를 시행하지만, 특히 중증의 바이러스성 급성 뇌증에서는 바이러스 감염만 치료해도 예후 개선을 기대하기 어렵다. 급성 뇌증에 대한 표준적인 치료법은 확립되어 있지 않다.

이러한 상황 속에서 다음과 같은 치료가 시도된다.

• 뇌압 강하제: 농글리세린, 만니톨 등. 뇌부종을 개선하고 뇌의 혈류 개선을 도모한다.
• 감마글로불린 대량 투여, 메틸프레드니솔론 펄스 요법, 사이클로스포린 A: 모두 과도한 면역 반응을 억제하고 혈관염을 개선하는 것을 목적으로 한다.
• 혈장 교환: 혈액 정화법의 하나. 혈액 중 액체 성분(적혈구, 백혈구 등의 세포 이외의 부분)을 헌혈에서 얻은 신선 동결 혈장(FFP)으로 치환함으로써, 혈장에 포함된 항체나 면역 복합체, 염증성 사이토카인 등, 과도한 면역 반응과 염증에 관여하는 물질을 제거하는 것을 목적으로 한다.
• 뇌 저체온 요법: 굳이 저체온으로 함으로써 뇌 조직의 보호를 도모한다. 이 치료를 할 수 있는 시설은 극히 제한적이다. 유효성이 실증되지 않은 점도 있어 널리 시행되지는 않는다.

7. 예후

치료를 받으면 대부분의 바이러스성 뇌염 환자는 질병과 관련된 장기적인 문제 없이 회복된다. 치료를 받지 않은 환자의 사망률은 다양한데, 예를 들어 단순 헤르페스 뇌염의 경우 약 70%이지만^[13] 라 크로스 바이러스의 경우 낮다. 초기 감염 후에도 증상이 지속되는 환자는 집중력 저하, 행동 장애, 언어 장애 또는 기억 상실을 겪을 수 있다. 드물게 환자는 지속적 식물 상태로 남을 수 있다. 바이러스성 뇌염의 가장 흔한 장기 합병증은 수십 년에 걸쳐 환자의 10%에서 20%에서 발생할 수 있는 발작이다. 이러한 발작은 약물 치료에 내성을 보인다. 그러나 바이러스성 뇌염 후 단측 내측 측두엽 발작이 있는 환자는 신경외과 수술 후에 좋은 결과를 보인다. 특정 바이러스와 관련된 예후는 다음과 같다:^[1]

• 동부 말 뇌염: 일부 어린이에게 발작, 심각한 지적 장애 및 다양한 형태의 마비가 나타날 수 있다.
• 일본 뇌염: 운동 기능과 관련된 추체외로 증상이 남아 있을 수 있다.
• 세인트루이스 뇌염: 저나트륨혈증 및 억제되지 않는 항이뇨 호르몬 과다 분비가 나타날 수 있다.
• 서부 말 뇌염: 일부 어린이에게 발작과 행동 변화가 나타날 수 있다.
• 지카 바이러스: 감염된 임산부의 신생아는 소두증을 겪을 수 있다.

• 뇌병증
• 이완성 마비
• 지적 장애
• 저나트륨혈증
• 단일신경병증
• 기분 및 행동 변화
• 잔여 신경학적 결손

8. 예방

바이러스성 뇌염을 일으키는 바이러스 중 다수는 모기에 의해 전염되므로, 모기를 막는 것만으로도 어느 정도 예방 효과를 볼 수 있다. 아르보바이러스가 퍼진 지역에서는 모기장을 치고 자거나 긴 옷을 입고 자는 것이 권장된다. 고인 물을 버리고 살충제를 살포하는 것도 도움이 된다. 모기에 물릴 수 있는 야외 활동 역시 줄여야 한다.^[23][25] 동부 말 뇌염, 서부 말 뇌염, 베네수엘라 말 뇌염을 일으키는 아르보바이러스의 경우 백신도 개발되어 있으니, 아르보바이러스 위험 지역으로 이동할 경우 백신을 접종하는 것이 좋다.^[1][6] MMR 백신을 접종함으로써 바이러스성 뇌염을 일으키는 일부 바이러스들로부터 예방 효과를 얻을 수 있다.^[15]

참조

_[1] 서적 Viral encephalitis https://www.ncbi.nlm[...] StatPearls Publishing LLC 2020-03-28
_[2] 간행물 California encephalitis virus, a newly described agent. 1952
_[3] 간행물 Neuropathogenesis by Chandipura virus: An acute encephalitis syndrome in India 2017-01
_[4] 간행물 Viral encephalitis: a practical review on diagnostic approach and treatment. 2020
_[5] 간행물 The role of microglia in viral encephalitis: a review. 2019
_[6] 웹사이트 Understanding encephalitis -- the basics https://www.webmd.co[...] 2020-03-27
_[7] 간행물 Differences in Neuropathogenesis of Encephalitic California Serogroup Viruses. 2019
_[8] 간행물 Identification of lymphocytic choriomeningitis mammarenavirus in house mouse (Mus musculus, Rodentia) in French Guiana. 2016
_[9] 간행물 The ecology and epidemiology of Ross River and Murray Valley encephalitis viruses in Western Australia: examples of One Health in Action. 2017
_[10] 간행물 Four emerging arboviral diseases in North America: Jamestown Canyon, Powassan, chikungunya, and Zika virus diseases. 2016
_[11] 간행물 Neurological Complications of Coronavirus and COVID-19 2020-05-01
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_[13] 간행물 Herpes Simplex Virus-1 Encephalitis in Adults: Pathophysiology, Diagnosis, and Management. 2016
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