필리핀돼지의 Ebola-Reston 바이러스감염과 Ebola 바이러스출혈열발생상황 Ebola-Reston v irus inf ec ti on of pi g s in th e Ph i lip pines and outbreak si tuation of Ebola virus hemorrhagic fever worldwide 국립보건연구원면역병리센터신경계바이러스팀 Ⅰ. 들어가는말 Ebola 바이러스는고위험병원체중하나로미국질병관리청 (centers for diseases control and prevention ; 이하 CDC) 이지정한리스트 A에속하는생물테러대상병원체이다. 출혈열을일으키는 Ebola 바이러스에는 Zaire, Sudan, Bundibugyo, Cote d Ivoire 그리고 Reston의 5가지아형이있다. Ebola 바이러스는게놈염기서열의계통분류학적유사성을바탕으로아형 (subtype) 을분류하며각아형간에는최소 30-40% 정도의유전자염기서열차이가있다. Ebola 바이러스는 4개의아형이보고되어왔으나 1997년 11월우간다 ( 분디부교지역 ) 에서발생한출혈열환자에서분리된원인체가 Ebola 바이러스 Bundibugyo 아형으로분류되어현재의 5가지아형으로늘어나게되었다. Ebola 바이러스 Zaire와 Sudan 아형은 1976년에각각자이레 ( 現콩고민주공화국 ) 와수단에서대규모발생한출혈열의원인체로처음알려졌다. 이후서부아프리카대서양연안에위치한나라인코트디부아르 (Cote d Ivoire) 에서침팬지를부검한수의사 (1명, 생존 ) 감염예에서분리된 Ebola 바이러스가 Cote d'ivoire 아형이며이후추가발병사례는없다. 그리고나머지아형은 1989년에필리핀원숭이의검역과정에서직원이감염되었던필리핀원숭이유래의 Reston 아형이있다. 이중 Zaire, Sudan 그리고 Bundibugyo 아형은아프리카 ( 수단, 콩고민주공화국, 가봉, 우간다 ) 지역에서출혈열을일으켰으며병원성이강해환자사망률 (case mortality) 이 25-90% 에이른다 [1,2,3]. 반면에 Cote d Ivoire 및 Reston 아형이사람에게감염을일으킨예는있지만사망한사례는현재까지보고된바가없어다른 Ebola 바이러스아형과는병원성에있어큰차이가있다. Ebola-Reston 바이러스는원숭이에감염되면폐사를일으키며현재까지필리핀원숭이 (cynomolgus macaques) 에서만분리된것으로알려져왔다. 사람은감염된원숭이와직접적인접촉에의해감염되어항체가검출된사례는있으나출혈열등의증상과사망한사례는없었다. 그러나 2008년 12월필리핀루손 (Luzon) 섬돼지에서 Ebola-Reston 바이러스가감염된것이공식발표되었다 [4,5]. 이와같은 Ebola-Reston 바이러스가돼지에감염된사실이알려지면서국제적인관심과우려가제기되고있는것은 Reston 아형을포함한 Ebola 바이러스가원숭이, 고릴라등유인원이아닌다른동물에서분리된예가돼지가처음이며 Ebola-Reston 바이러스의변이에의한대유행을염려하기때문이다. 이에본고에서는필리핀의 Ebola-Reston 바이러스의돼지감염상황과 Ebola 바이러스출혈열의세계적인발생상황에대하여정리하였다. Ⅱ. 몸말 2008년 12월 10일에필리핀보건부 (Department of Health) 와농업부 (Department of Agriculture) 는필리핀의 2개지역에있는돼지농장 3곳의돼지가 Ebola-Reston 바이러스에감염되었다고공식발표하였다. Ebola-Reston 바이러스감염이확인된돼지농장에서는이미 2008년 5월초부터높은폐사가관찰되었다. 필리핀정부는미국뉴욕에위치하고있는 Plum Island Animal Disease Center의해외동물질병진단실 (Foreign Animal Diseases Diagnostic Laboratory ; 이하 FADDL) 에시료 ( 폐사한돼지 28마리시료와혈청 ) 를송부하여확인검사를요청하였다. 검사결과 6개시료에서 Ebola-Reston 바이러스가검출되었으며 Reston 바이러스이외에도호흡기와생식기에문제를일으키는돼지호흡기생식기증후군바이러스 (Porcine respiratory reproductive symdorm virus), porcine circovirus type 2 등 - 1 -
여러병원체의복합감염이확인되었다. 2008년 10월 25일 FADDL은생물안전 (Biosafety level) 4등급병원체인 Ebola 바이러스가분리됨에따라즉시시료 (28마리돼지폐사체조직, 혈청 ) 와세포배양액을미국 CDC로송부하였다. FADDL은검출한바이러스의유전자염기서열분석을통하여 Ebola-Reston 바이러스로잠정적으로동정하였으며미국 CDC는 FADDL에서분리한 Ebola 바이러스가연구용으로미국 (1989년, 1990년및 1996년 ) 과이탈리아 (1992년) 에수출된필리핀원숭이 (cynomolgus macaques) 에감염되었던바이러스와유사하다는것을확인하였다. 필리핀정부는 2009년 1월 16일발생농장의돼지및이돼지들과접촉한사람들의혈청검사를미국 CDC에요청하였다. 2009년 1월 29일검사한 50명중에서 1명이항체양성으로 Nature지처음발표되었으며, 다음날인 1월 30일필리핀보건부장관 (Francisco Duque III) 은검사한 77명중에서 4명의항체양성자가추가되어 Ebola-Reston 바이러스항체양성자는총 5명이라고발표하였다 [4]. 항체양성자는 22-52세의남성으로지난 1년간특이한이상증상은없었다고한다. 최초항체양성자는마닐라근처의 Valenzuela시에거주하는소규모돼지농장사육자였으며이후확인된양성자는농장인부 3명 (Bulacan 지역 2명, Pangasina 지역 1명 ) 과도축장종사자 1명 (Pangasina 지역 ) 으로확인되었다 (WHO). 필리핀정부의요청으로 WHO, FAO 및 OIE 소속의전문가 (Nature와 Science는각각 22명및 18명으로구성되었다고발표함 ) 로구성된국제조사단이 2009년 1월 6일 ( 현지도착 ) 부터 10일간의합동조사를실시하였다 [1,2]. 합동조사결과가발표되면보다자세한현지상황을파악할수있겠으나전문지에발표된내용과매체에보도된조사단원의인터뷰기사를종합해볼때우리가궁금해하고있는내용에대한해답이발표되기보다는더많은의문점이남을것이예상된다. Ebola-Reston 바이러스는 1989년미국버지니아주레스톤 (Reston) 에위치한동물검역시설에계류중이던필리핀원숭이 (Macaca fascicularis) 에서처음분리되었다. 이후에필라델피아 ( 펜실베니아, 1989), Reston( 버지니아, 1990), Alice( 텍사스, 1990, 1996) 그리고 Siena( 이탈리아, 1992) 에서도필리핀에서수입한필리핀원숭이가 Reston-Reston 바이러스에감염된것이확인되었다. 역학조사결과필리핀에서수입된원숭이들은동일한검역시설에수용되었던것으로밝혀졌다. Ebola -Reston 바이러스가동일검역시설에수용되었던원숭이로부터 1989-1990년에걸쳐계속검출됨에따라필리핀의검역시설에계류중이던모든원숭이가살처분되었다. 그러나 1992년에이탈리아에서위와동일한검역시설에서수입된원숭이에서다시 Ebola-Reston 바이러스가검출됨으로써문제가된계류시설의원숭이가모두살처분되지않았다는의문이제기되었다 [6]. 1996년에는미국텍사스주알리스에위치한검역시설에수용된필리핀원숭이 100마리중에서 4마리가 Ebola-Reston 바이러스감염이확인되었고원숭이가선적된필리핀의검역시설에있던원숭이에서도 Ebola-Reston 바이러스가검출되었다. 그러나필리핀의다른검역시설에있던원숭이로부터 Reston 바이러스는검출되지않았다. 따라서필리핀정부는 1997년에해당시설을강제로폐쇄하였으며이후로원숭이에서 Ebola-Reston 바이러스의감염사례는보고된바없다. Ebola-Reston 바이러스가필리핀원숭이에감염된경로는당시에실시한역학조사에서규명되지못하였다. 필리핀의검역시설에수용된원숭이의 82.4% 가폐사하였을정도로 Ebola-Reston 바이러스는원숭이에게병원성이높다. 1989년 Ebola-Reston 바이러스에감염된필리핀원숭이와접촉한사람을대상으로혈청학적역학조사를실시하였다. 원숭이사육과수송과정에관련된 21명의필리핀현지인과 4명의미국의검역소직원에서 Ebola-Reston 바이러스에대한항체가검출되었다. 그러나가벼운감기증상을보인후회복된 1명을제외하고나머지항체양성자는모두정상이었다. 이러한결과는 Ebola-Reston 바이러스는현재까지사람에게감염은일으키지만병증은유발하지않는다는것을의미한다 [6]. 이와같이건강한사람에서 Ebola-Reston 바이러스의위험성은매우낮지만어린이, 노약자그리고면역이상자에대한 Ebola-Reston 바이러스의영향에대하여는알려진것은없다 (WHO). Ebola 바이러스의인체감염사례는 1976년수단과자이레 ( 現콩고민주공화국 ) 에서최초로발생하였으며, Ebola-Reston 바이러스를제외하고다른아형의 Ebola 바이러스감염은아프리카 ( 수단, 콩고 - 2 -
민주공화국, 가봉, 우간다 ) 에서만확인되었다 (Table 1). 1976년에 Ebola 바이러스가처음출현한이후부터 1990년대초반까지의발생은몇건에불과하였으나 1994부터 1997년사이, 그리고 2000년부터 2005년사이에는수십건이발생하였다. 또다른특징은몇건의예를제외한 Ebola-Zaire 바이러스는가봉과콩고접경지역에서주로발생한다는것이다. 반면에 Ebola-Sudan 바이러스는수단과우간다국경지역에서, 그리고 Ebola-Cote d Ivoire 바이러스는코트디부아르 (Ivory Coast) 와리베리아 (Liberia) 에서발생하였다 (Figure 1). WHO 자료에의하면실험실안전사고로인하여러시아 (1996, 2004) 와미국 (2004) 에서 3명이감염되어 2명이사망한예가있다. - 3 -
Ebola 바이러스의병원성에대한연구결과가많지는않으나 Ebola 바이러스는원숭이종에따라병원성에차이를보인다. Ebola-Zaire 바이러스는필리핀원숭이와 Africa green 원숭이 (Cerocepithecus aethiops) 에모두치명적인감염을일으키는반면 Ebola-Sudan 바이러스와 Ebola-Reston 바이러스는필리핀원숭이에만치명적이다. 필리핀원숭이에동일한역가의 Reston, Zaire와 Sudan 바이러스를접종하면 Zaire와 Sudan 바이러스는접종후 8일이전에폐사하였고 Reston 바이러스는접종후 8-14일에폐사하였다 [7]. 사람과마찬가지로고릴라, 원숭이등의유인원은 Ebola 바이러스에의해치명적인출혈열이발생하므로고릴라등유인원은 Ebola 바이러스의자연숙주는아니다. 자연계에서이바이러스를보유하고전파하는동물은과일박쥐 (fruit bat) 로추정되고있다. 한연구에의하면 3종의과일박쥐 (Hypsignathus monstrosus, Epomops franqueti, Myonycteris torquata) 에서 Ebola-Zaire 바이러스와항체가검출되었으며 [8], Ebola 바이러스와같이출혈열을일으키는마버그 (Marburg) 바이러스도다른종류의박쥐에서분리되었다. 그러나 Zaire 바이러스이외의다른아형의 Ebola 바이러스는박쥐에서검출된바가없다. 바이러스접종실험에서 Ebola-Zaire 바이러스를접종한과일박쥐와곤충박쥐 (insectivorous bat) 는임상증상없이정상이었으나바이러스는분리되어결론적으로이들박쥐에서바이러스가증식하는것으로보고되었다. 이러한결과를근거로 Ebola 바이러스의자연숙주는다른종의박쥐일것으로추정되고있다. 그러나출혈열환자와유인원에서 Ebola 바이러스분리는용이한반면박쥐에서바이러스분리와검출이어려운이유는밝혀지지않고있다. 박쥐이외에 Ebola 바이러스의자연숙주가무엇인지를밝히는연구가필요하다. 국내에서식하는박쥐는우수리박쥐 (Myotis daubentonii) 를포함하여 22 여종이있으며 Ebola-Zaire 바이러스가검출된과일박쥐는국내서식이확인되지않은종이다 [9]. Ebola 바이러스출혈열의감염원은대부분사례에서밝혀지지않았다. 출혈열환자중일부에서박쥐가서식한광산과공장의작업장, 폐사한침팬지나고릴라와의접촉, 환자와의접촉, 오염된주사기에의해감염된경우가밝혀져있다 (Figure 2). 그러나바이러스의중간증폭숙주 (amplifying host) 에의한전파, 박쥐이외의다른야생동물에의한전파, 야생동물간의전파여부등은앞으로연구가더필요하다. Ⅲ. 맺는말 야생동물보호학회 (The Wildlife Conservation Society) 의전문가들은사람과동물뿐만이아니라향후세계경제에영향을미칠 12가지질병을선정발표한바있다. 이들이발표한 12가지질병중하나가 - 4 -
에볼라바이러스출혈열이다. 에볼라 Zaire와 Sudan 바이러스감염으로발생하는출혈열의환자사망률은최고 90% 로몇몇다른감염성질환과함께가장높은수준이다. 에볼라바이러스는현재까지사람을제외하고는고릴라, 원숭이등의유인원과과일박쥐에서분리또는검출되었다. 따라서돼지에서 Ebola 바이러스가감염된것은이번필리핀사례가처음이다. Ebola-Reston 바이러스가필리핀원숭이이외에돼지에서도감염이확인됨에따라 Reston 바이러스의병원성변이여부에대한조사가매우시급하다. 무엇보다도 Ebola-Reston 바이러스의돼지에서의병원성조사, 필리핀돼지의광범위한혈청학적역학조사, 보관된돼지혈청의항체검사, 돼지와원숭이로부터분리된바이러스의분자유전학적특성에대한연구가우선되어야할것이다. 이밖에도발생초기에관찰된돼지의폐사원인이 Ebola-Reston 바이러스에의하여발생했는지, 돼지이외에다른감염동물은없는지, 다른농장으로감염된경로는무엇인지, 그리고 Ebola-Reston 바이러스의자연숙주는무엇인지등도조사되어야한다. 신 변종병원체가검출되면국제적인공조체제구축으로범세계적인질병확산을방지하여야한다. 한가지아쉬운점은돼지에서 Ebola-Reston 바이러스감염이확인 (2008년 10월 ) 후에공식발표 (2008년 12월 10일 ) 까지약 2개월이지연된사실은질병확산방지를위한국제협력을위하여개선되어야할점이다. 일반적으로병원체의종간장벽 (species barrier) 을넘어선전파는신종또는변종병원체의출현의전제조건이되어왔다. 이러한점에서 Ebola-Reston 바이러스의돼지감염사례는국제적인관심을집중시키기에충분하다. 국제조사단의조사결과와표준실험실의검사결과가조속히발표되어국제적인대응전략이수립되어야할것이다. IV. 참고문헌 1. Ascenzi P, Bocedi A, Heptonstall J, Capobianchi MR, Caro AD et al. Ebolavirus and marburgvurus: Insight the Filovirdae family. 2008;29:151-85. 2. Towner JS, Sealy TK, Khristiva ML, Albarino CG, Conlan S et al. Newly discovered ebola virus associated with hemorrhagic fever outbreak in Uganda. 2008;4:e1000212. 3. Pourrut X, Kumulungui B, Wittmann T, Moussavou G, Delicat A et al. The natural history of Ebola virus in Africa. 2005;7:1005-14. 4. Cyranoski D. Ebola outbreak has experts rooting for answers. Nature. 2009;457:364-65. 5. Normile D. Scientists puzzle over ebola-reston virus in pigs. Science, 2009;323:451. 6. Morikawa S, Saijo M, Kurane I. Current knowledge on lower virulence of Reston Ebola virus. 2007;30:391-8. 7. Jahrling PB, Geisbert TW, Jaax NK, Hanes MA, Ksiazek TG. Experimental infection of cynomolgus macaques with Ebola-Reston filoviruses from the 1989-1990 US epizootics. Arch Virol Suppl. 1996;11:115-34. 8. Leroy EM, Kumulungui B, Pourrut X, Rouquet P, Hassanin A et al. Fruit bats as reservoirs of Ebola virus. 2005;438:575-6. 9. 국립환경과학원, 제3차전국자연환경조사지침, 2006. 10. Groseth A, Feldmann H, Strong JE. The Ecology of Ebola virus. Trends Microbiol 2007;15:408-16. - 5 -