Chapter 2
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- 상훈 채
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1 바이러스쓰나미 안광석서울대학교생명과학부
2 인류대재앙시나리오?
3 원생생물 인체에대한내 외부위협요소 암 곰팡이 바이러스
4 바이러스의특징 바이러스의무생물적특성 숙주세포도움없이는복제불가 세포로이루어지지않음 핵산을둘러싸고있는단백질외피덩어리 복제 안태인외, 인체생물학, 바이오사이언스출판, 2013 년, 279 면
5 바이러스와세균 (bacteria) 차이점 모든세균은해로울까? 감기에걸렸을때항생제를먹으면도움이될까? 스스로증식할수있을까? 바이러스 무생물비세포성세균보다작음숙주의존생식백신으로예방간염, 감기, 에이즈 공통 질병가능성핵산 (DNA/RNA) 기침, 접촉, 동물매개전파 세균 생물단세포분열생식항생제산업, 식품, 건강콜레라, 폐렴
6 바이러스의다양한모양 Molecular Biology of the Cell (2008)
7 바이러스의라이프스타일과생존전략 Hit and Run Hit and Hide Small RNA 바이러스예 ) 인풀루엔자바이러스 선천성면역회피 ( 인터페론억제 ) 숙주유전자전사방해 항원변이심함 > 대부분바이러스제거됨 Large DNA 바이러스예 ) 사이토메갈로바이러스 후천성면역회피 면역특권지역에서복제 분자적잠복기전 > 만성감염
8 감염은인류사에서제 1 의살인자 과거 페스트 : 7500 만명 ( 당시유럽인구의 1/3) 1918 스페인독감 : 5000 만명 콜레라 : 1600 만명 장티푸스 : 800 만명 천연두 : 50 만명.. 현재및가까운미래 MERS-CoV, 에볼라, SFTS virus( 중증열성혈소판감소증후군바이러스 ), 뎅기바이러스, 치쿤군야바이러스, Influenza, 웨스트나일바이러스, 결핵균.
9 균은총보다, 쇠보다강하다 아테네의황금시대종말 (BC 430) 아테네역병 : 병원균동정은안됨. 인구의 1/3 사망 로마제국을강타한생태계의공격 비잔틴과몽골제국의붕괴 14 세기, 검은왕쥐에의한페스트로 4200 만명사망 성안쪽으로시체를던져넣어적군을감염시킴 콜럼버스는신대륙에무엇을가져갔는가? 두창으로잉카인을비롯하여신대륙인구의 90% 사망 나폴레옹의러시아정벌실패 1812 년, 50 만명의대군이발진티푸스와이질로 3 만 5 천명만살아남음 Ney 장군 : 러시아군의총알보다는 General Famine, General Winter, General Typhus 이대군을정복하였다
10 지난 10 년동안새롭게혹은재출현한감염성질환 NIAID/NIH, 2005
11 출현 / 재출현감염성질환원인 인간이초래 미생물의적응과변화 감염에대한인간의감수성 노화, HIV, 정맥주사, 이식, 수혈 인구증가와밀집 도시화, 밀집화 여행과무역의세계화 열악한가축사육방법 항생제남용 ( 인간과가축 ) 생태계변화 ( 삼림황폐, 생물학적다양성손실 ) 지구기후변화
12 다른질환의경우오늘 1 명의환자가내일은 0 명, 혹은여전히 1 명이다. 감염성질환의경우오늘 1 명의환자는내일 10, 100, 1000 혹은 1,000,000 명일수도있다. 그러므로 1 명의환자에서유행성전염병으로번질수도있다. 감염성질환의연구는글로벌화때문에공중보건에매우중요하다 : 연구, 교육, 경제측면에서는위협이아닌새로운기회! 인수감염과바이오테러리즘
13 바이러스질환감염경로 Varicella-zoster 수두 구강 / 호흡기 Epstein-Barr virus 백혈구증가증세 ( 혈액암 ) 구강 / 호흡기 인풀루엔자 독감 구강 / 호흡기 Rhinovirus 감기 코점막 Measles virus 홍역 구강 / 호흡기 Mumps virus 볼거리 구강 / 호흡기 Variola virus 천연두 구강 / 호흡기 Rubella virus 풍진 ( 홍역 ) 구강 / 호흡기 Polio virus 소아마비 구강 헤르페스바이러스 수포 구강 Rotavirus 설사 구강 B형 /C형간염바이러스 간염, 간암 성접촉, 수혈 HIV AIDS 성접촉, 수혈 파필로마바이러스 자궁경부암 성접촉 광견병바이러스 광견병 감염동물에물릴때 SARS ( 사스 ) 중증급성호흡기질환 구강 / 호흡기 / 점막 황열병바이러스 황열병 모기 웨스트나일바이러스 뇌염 모기
14 인풀루엔자 (influenza) 독감유발 재채기한방울당 100,000 ~ 1,000,000 개 잠복기 : 시간 [ 참고 ] 조류독감 : 인풀루엔자변형 Cold ( 콜드 ) : 가벼운감기로써리노바이러스등 사스 : 코로나바이러스일종 바이러스입자전파
15 인풀루엔자명명법 HA - hemagglutinin NA - neuraminidase H 1 N 2 H 3 N 2 홍콩 북경
16 왜매년독감예방주사를맞나? 항원소변이 - 점돌연변이 - 약한전염성 ( 크로스 - 항체반응 ) 항원대변이 - 유전자재배열 - 광범위한전염성
17 종간의벽이허물어질때바이러스변종탄생 2009 년 H1N1 바이러스는돼지 + 조류 + 사람바이러스의혼합체인풀루엔자 A (H1N1)
18 능동면역과수동면역 예방접종 항원을주사 ( 능동면역 ): 항체생성에 1~2 개월소요 이미준비된항체주사 ( 수동면역 ): 단기여행자 항원변이 : 면역회피기술 HA 항원 인풀루엔자구조 NA 항원 태아 0-1 세 1-5 세 세 세 세 60- 연령에따른면역력변화 18
19 바늘공포증 (Needle phobia)
20 집단면역 (Herd Immunity) = 무면역건강 = 면역건강 = 무면역감염성 일부만면역 빠른전파 대부분면역 전파안됨? 왜나의예방접종이타인에게중요할까?
21 현대의흑사병, 에이즈! 1983 년 HIV 최초발견 (Luc Montagnier, 프랑스 ) 검증을위해바이러스샘플을미국 Gallo 에게보냄 이후특허권과독창성을놓고양측이분쟁 미테랑과레이건대통령이중재에나섬 1986, 발견성과를공유하기로합의 2008 년노벨생리의학상 : Montanier 수상 노벨상위원회 : there was no doubt as to who made the fundamental discoveries. Robert Gallo, co-discoverer of HIV (Wikipedia)?
22 HIV 는면역핵심인 T 임파구에감염하여면역체계를파괴한다
23 전세계적으로 45,000,000 명감염 질병관리본부, 2012
24 에이즈의빠른전파 아프리카원숭이로부터 60 여년전에인간에게옮겨온것으로추정. 파괴된환경, 사회와인간행동의변화가전염촉진 원숭이를애완용으로키움. 단백질공급원으로식용. 연구용등원숭이무역증가 급증하는인구부양을위해열대우림개간 낯선병균과의접촉증가 피하주사법개발 - 정맥주사용마약사용, 매혈, 매춘 만약공기전염병으로변화한다면일종의 < 에이즈독감 > : 인류재앙가능성
25 Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV, 중동호흡기증후군 )
26 MERS 란무엇인가? 코로나바이러스일종 ( 바이러스표면이왕관모습 ) 코로나바이러스는매우흔하며보통콜드나경미한상부기도감염. 그러나가끔 2003 년 SARS-CoV 처럼심각한질병을일으킴. 사스와유사하나분명히다름 년사우디아라비아에서처음동정 MERS virus - Image from CDC.gov
27 MERS-CoV: 어디서왔는가? 2012 년사우디에서발견 박쥐에서발견된코로나바이러스와유사 낙타가근원인지는불분명 인간 - 인간감염 실험실에서감염확인가능
28 MERS-CoV 전염 기침, 재채기로공기중으로전염 신체접촉 : 포옹, 악수 오염된물질접촉후눈, 코, 입으로전염 낙타와의접촉 낙타분비물, 멸균되지않은낙타우유, 치즈, 낙타고기
29 항공을통한메르스바이러스의전파 Lancet. 2015;385(9985):
30 전파방식 직접 ( 비말 ) 간접 ( 공기전파 ) Meningococcal meningitis Pertussis SARS Mumps Influenza Rubella MERS? Strep pharyngitis Tuberculosis Varicella (chickenpox) Measles Avian influenza Smallpox
31 직접전파 (droplet) 비말생성 재채기 > 기침 > 대화 ( 비말 >10 m) 약 40,000 개비말 / 기침혹은재채기 비말당바이러스입자수? 50 nm 감염력 바이러스농도 노출시간 50 m Influenza: 인간감염가능한최소량은약 3,000 바이러스입자 (Nikitin et al., 2014)? 비말
32 간접전파 (Airborne) 공기전파 무기물표면에서바이러스는수시간 ~ 수일동안감염성유지. 손에묻은바이러스는 5 분정도생존. 궁극적으로손과눈코입의접촉으로전염 수분이증발된비말 (< 5 m) 은상당한거리까지전파됨. 입자크기가작을수록폐심층부까지침투 증발
33 사스와메르스위험성비교 ( 기도에서수용체발현부위에따른바이러스전파력 ) 폐와신장에서 DPP4 수용체발현 전파빠름, 증상미약 DPP4 수용체 : MERS-CoV ( 섬모가없는상부기도 ) ACE2 수용체 : SARS-CoV ( 섬모가있는하부기도 ) 전파느림, 증상심함 ( 폐렴 ) Kindler et al., Mbio, 2013
34 사회경제적손실 사스 (SARS), 2003 년중화권경제적피해 약 45~55 조원 ( 당해연도만계상 ) 2014 년대한민국예산 ( 교육, 51 조원 ; 국방, 36 조원 ) 사회갈등심화 국가위상추락 메르스 (MERS)???
35 치료 현재백신없음 지지치료 (supportive care) 만가능 메르스바이러스중화항체발견 - 세포수용체방해 (Science Translational Medicine, 2014)
36 진화된질병들의등장 : 광우병 최고발레리노발런신사망원인 18 세기유럽에서양떼몰살 : 감염된양이미친듯이털을긁어댐 스크래피 ( 긁는병 ) 1954 년 : 감염된지수년후에발병하고, 바이러스라가정하여시구르드손이원인균에 <slow virus> 라명명 1950 년대가이듀섹 유사한증상의파푸아뉴기니포레족연구 장례식때시신의뇌를먹는습성발견 환자의뇌추출물을침팬지에게주사한결과 1 년후뇌의스펀지모양변성으로사망 노벨상수상 (1976)
37 진화된질병들의등장 : 광우병 1986 년영국의소들이광우병으로죽어가면서다시재조명 ( 양에서소로옮겨짐 ) 소사료에뇌를포함함내장첨가물이원인 1982 년스탠리프루시너 (1997 노벨상 ) 원인이바이러스가아니라프리온 (prion) 단백질 고온에도견딤 환자 정상
38 바이오테러리즘 특정인들에의한감염성물질살포 생물학적무기 생산용이, 대량살상, 탐지어려움, 빠른전파와도심파괴 탄저균선호 고대로마 : 변을적의얼굴에던짐 몽골군대 : 감염사체활용 14 세기, 선페스트이용
39 탄저균 : 공포의백색가루 호흡곤란, 쇼크 : 치사율 90% 배양쉬움, 비용저렴 1945: 이란 100 만마리양떼죽음 1979: 러시아에서탄저균노출로 79 명중 68 명사망 1993: 일본옴진리교에서탄저균살포 2001: 미국우편물탄저테러로 5 명사망 100 kg 탄저균살포되면 13 만 ~300 만명사망자발생가능. 수소폭탄보다위력적 무색, 무취, 살포용이
40 물리 화학적장벽 인체방어시스템 감염, 침투 기계적장벽 : 피부와점막 연동운동, 점액질분비구토, 눈물, 기침 선천성면역 면역성분라이소자임, 점막, 위산, 공생생물, 보체, 자연살해세포 염증반응 후천성면역 면역성분 항체, 사이토카인, T 임파구
41 인체와병원체의숨바꼭질게임 면역시스템탐지 병원체회피 포획 탈출 파괴 생존 진화
42 바이러스 : 스텔스의귀재 " 세포독성 T 세포 도움 T 세포 후천성면역 선천성면역 병원체감염 B 세포 ( 항체 ) 면역회피 만성감염
43 스텔스잠복전략 입술에물집왜생길까? 바이러스가활동하면면역시스템에탐지됨 헤르페스바이러스 신경세포에만성감염 (no MHC) 피로, 자외선등에의해재활성화 간염바이러스 간세포에만성감염 간경화, 간암유발
44 왜바이러스퇴치가어려운가? 중간매개자 ( 무증상 ) 세균과는달리항생제무용 바이러스감염가능성에개인차 ( 유전 ) 백신효능의개인차존재 면역감시작용회피 ( 예 ; 인풀루엔자 )
45 공존자로서의미생물 바이러스완전박멸불가능 미생물의관심은생존과생식임. 그들은악의가없음 ; 도덕적으로중립! 미생물들이진화적으로생존하고자노력하는것은인간과마찬가지임
46 천재가과학을이끄는시대는끝났다 생명과학분야위대한발견들 인간유전체분석과같이수천, 수만의과학기술자의 집단연구수행을요구. 소수의천재의출현을기다려서 비약할정도로단순하지않다.
47 Stay hungry, Stay foolish - 스티브잡스 -
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Chapter 2
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감염병이상징후감시체계 - 건강보험심사평가원자료의활용가능성 정책현안 최원석교수고려대학교의과대학내과학교실감염내과 1. 들어가며 2003년사스, 2009년신종인플루엔자대유행, 2015년메르스사태등 2000년이후우리나라가경험한감염병유행사례에서도알수있듯이감염병은환자개인뿐아니라사회전체에막대한영향을끼친다. 이러한감염병을효과적으로예방, 관리하기위해서는감염병의발생, 전파등에대한기본정보의획득이중요하기때문에감염병감시체계는감염병관리의가장기본이된다.
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2018 년제 46 호 국내주요감염병 < 인플루엔자, 유행주의보발령 > 제45주 (11.4~11.10) 인플루엔자의사환자분율 (ILI) 은외래환자 1,000명당 7.8명으로유행기준 (6.3명) 을초과하여유행주의보발령 ( 18.11.16일기준 ) 주별인플루엔자의사환자분율 < 연도별 / 주별인플루엔자의사환자분율 2018~2019 절기 > * 인플루엔자실험실감시결과
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