코로나바이러스의 정체와 종류

1. 바이러스 개요

 

바이러스 virus란 절대기생성 무세포생물 obligately parasitic acellular organism이란 한 문장으로 정의할 수 있다.

 

이 정의에서 다음과 같은 바이러스의 특징을 알 수 있다.

숙주세포에 기생하지 않고서는 증식이 되지 않아 개체수를 늘릴 수 없다는 것과 세포 구조가 아니라는 것이다.

 

위 2가지 특징 외에 가장 작은 크기의 생물체(몇 십~몇 백 nm: 1 nm는 10억분의 1 m)이며,

유전체로서 DNA 또는 RNA 가운데 어느 하나만 가진다는 것이다.

 

바이러스의 기본 구조는 세포막과 세포질로 구성되는 세포 cell 구조가 아닌

유전체를 캡시드 capsid라는 단백질 껍질이 감싸고 있는 뉴클레오캡시드 nucleocapsid 구조이다.

이런 기본 구조에 뉴클레오캡시드를 둘러싸고 있는 지질막인 외피 envelope와

외피 표면에 솟아 있는 당단백질인 돌기 spike 등을 가진 바이러스도 있다.

 

그래서 바이러스 분류는 유전체 종류가 DNA이냐 RNA이냐에 따라 DNA 바이러스와 RNA 바이러스로 분류하고,

외피가 있느냐 없느냐에 따라 외피보유 바이러스와 외피비보유 바이러스로 분류한다.

즉 외피를 가진 RNA 바이러스는 외피보유 RNA 바이러스가 되는 것이다.

 

RNA 바이러스는 DNA 바이러스보다 훨씬 유전체 변이가 심한데, 이는 RNA의 특성 때문에 생기는 것이다. 

이중가닥 double strand(ds)으로 된 DNA와는 달리 RNA 핵산은 단일가닥 single strand(ss) 구조이다.

 

한 가닥의 RNA는 두 가닥이 수소결합으로 연결된 이중가닥에 비해 

핵산 결합력이 상대적으로 약하기 때문에 쉽게 변이가 일어난다.

이것은 나무 1개로 지탱하는 사다리가 2개를 연결하여 만든 사다리보다 약한 것과 같은 원리다.

 

게다가 RNA는 자손 RNA 가닥을 만드는 복제 과정에서 오류가 생겼을 때 

DNA 복제 과정에서처럼 잘못된 염기를 제거하고 정확한 염기를 붙이는 교정 proofreading 시스템이 없기 때문에 

오류가 일어난 자손 RNA 가닥를 그대로 유전체로 가지는 변이가 생길 수밖에 없는 것이다.

 

일반적으로 햇빛(자외선)에 노출되거나 복제 과정 등과 같이 자연적으로 생기는 RNA 자연돌연변이 빈도는

DNA 자연돌이변이 빈도보다 1천 배 정도 높은 것으로 알려져 있다.

 

따라서 우리가 독감 (인플루엔자 influenza) 백신을 해마다 맞는 이유는 다름 아닌 바이러스의 유전체 변이 때문이다.

즉 RNA 바이러스인 독감 바이러스는 유전체 변이가 심해

전년도에 접종한 백신에 의해 우리 몸에 생긴 항체는 그 다음 해에 유행하는 독감 바이러스에 대해 

면역 기능을 발휘하지 못하게 될 확률이 높기 때문이다. 

 

2. 코로나바이러스의 구조, 특징, 종류

 

코로나바이러스 coronavirus는 유전체가 RNA이고 외피를 가지므로 외피보유 RNA 바이러스이다.

여기에 외피 표면에 돌기가 나 있고 RNA 바이러스 가운데 가장 큰 RNA 바이러스이기도 하다.

 

코로나바이러스는 다른 RNA 바이러스에 비해 유전체 변이가 적다.

그 이유는 다른 RNA 바이러스가 갖지 못한 복제 과정에서 생긴 염기 오류를 찾아내어 고치는 

교정 시스템을 가지고 있기 때문이다.

 

코로나 corona란 이름은 라틴어로서 왕관 crown 또는 후광 halo이란 뜻으로 

바이러스의 가장자리가 왕관이나 태양 코로나(해무리)를 연상시키는 구조를 갖고 있기 때문에 붙었다. 

 

코로나바이러스 구조 모식도

코로나바이러스는 대체로 비말飛沫감염 droplet or aerosol infection을 통해 사람에게 기생하여 증식하면서

기침 감기 증상과 발열, 폐렴과 같은 호흡기 질병을 일으킨다.

동물(닭, 젖소, 돼지 등)과 사람에게 모두 감염증을 유발하는 동물사람공통감염증(인수전염병) zoonosis이다.

 

세계적으로 전파된 범유행병 pandemic disease을 일으킨 코로나바이러스는 현재까지 3종이며,

자연숙주 natural host는 3종 모두 박쥐 bat인 것으로 확인되었다.

첫 번째가 2002년 중국에서 발생한 사스 SARS 코로나바이러스,

두 번째는 2012년 중동에서 발생한 메르스 MERS 코로나바이러스,

그리고 세 번째가 2019년 중국 우한에서 발생한 코로나19 COVID-19 바이러스다.

 

3. 코로나바이러스 종별 특징

 

바이러스의 종 species을 분류하는 기준은 여러가지가 있지만 가장 중요한 것은 유전체의 염기서열이다.

일반적으로 유전체 염기서열 유사도 similarity가 90% 이상이면 같은 종으로 분류한다.

다시 말하면 유전체 유사도가 90% 미만이면 신종 novel species 바이러스인 것이다. 

 

1) 사스 코로나바이러스 SARS-CoV

 

SARS 바이러스 투과전자현미경 사진(위)과 3-D 사진(아래)

              ⑴감염병 이름:  중증급성호흡기증후군, SARS(Severe Acute Respiratory Syndrome)

              ⑵첫 발병시기와 발병지: 2002년 11월 중국 남부의 광둥(광동廣東)

              ⑶발병국: 2003년 7월까지 중국, 홍콩, 대만, 캐나다, 싱가포르 등 세계 17개국

              ⑷전 세계 총확진자수, 사망자수, 치사율: 8,098명, 774명, 9.6%

              ⑸발병 상위 5개국 확진자수, 사망자수, 치명률: ①중국 5,327, 349, 7% ②홍콩 1,755, 299, 17%

                                  ③대만 346, 37, 11% ④캐나다 251, 43, 17% ⑤싱가포르 238, 33, 14%

              ⑹우리나라 확진자수: 3명, 사망자 없음

              ⑺자연숙주: 관박쥐(말편자박쥐) horseshoe bat

              ⑻추정 매개동물과 전파장소: 사향고양이 palm civet와 야생동물 시장

 

2) 메르스 코로나바이러스 MERS-CoV

 

MERS 바이러스 투과전자현미경 사진(위)과 3-D 사진(아래)-SARS 바이러스 유전체와 80%가 비슷

              ⑴감염병 이름:  중동호흡기증후군, MERS(Middle  East Respiratory Syndrome), 낙타독감 camel flu

              ⑵첫 발병시기와 발병지: 2012년 사우디아라비아

              ⑶발병국: 2015년 3월까지 사우디아라비아, 대한민국, 아랍에미리트, 요르단, 카타르 등 세계 26개국

              ⑷전 세계 총확진자수, 사망자수, 치명률: 1,360명, 527명, 39%

              ⑸발병 상위 5개국 확진자수, 사망자수, 치명률: ①사우디아라비아 1,029, 452, 44%

                            ②대한민국 ③아랍에미리트 74, 10, 14% ④요르단 19, 6, 32% ⑤카타르 10, 4, 40%

              ⑹우리나라 확진자수, 사망자수, 치명률: 184명, 38명, 20%

              ⑺자연숙주: 이집트무덤박쥐 Egyptian tomb bat

              ⑻추정 매개동물: 단봉낙타 dromendary camel

 

3) 코로나19 바이러스 SARS-CoV-2 

 

SARS-CoV-2 투과전자현미경 사진(위)과 3-D 사진(아래)-SARS 바이러스 유전체와 82%가 비슷

            ⑴감염병 이름:  코로나19(일구) COVID-19, 코로나바이러스감염증-19, COronaVIrus Disease-19

            ⑵첫 발병시기와 발병지: 2019년 12월(?) 중국 남부의 우한(무한武漢)

 

            ⑶발병국: 2023년 1월 28일 19:32 현재 미국, 인도, 프랑스, 독일, 브라질 등 세계 230개국

            ⑷전 세계 총확진자수, 사망자수, 치명률: 2023년 1월 28일 19:32 현재 671,044,415명, 6,755,166명, 1.01%

       ⑸발병 상위 10개국 확진자수, 사망자수, 치명률

①미국 104,106,912,  1,132,236, 1.1%  ②인도 44,682,530,  530,739,  1.2% 

③프랑스 39,508,154,  164,080,  0.4%  ④독일 37,739,472, 165,441,  0.4%

⑤브라질 36,805,967,  696,785  1.9%  ⑥일본 32,420,344,  67,401,  0.2%

⑦대한민국 30,130,730,  33,361,  0.1%  ⑧이탈리아 25,453,789,  186,833,  0.7%

                 ⑨영국 24,259,240,  203,229,  0.8%  ⑩러시아 21,931,480,  394,944, 1.8%

 

                  ※치명률 세계 1위: 확진자 수 100만 명 이상은 페루 4.9%(확진자 4,480,828명 중 사망자 218,729명)

확진자 수 10만 이상~100만 명 미만은 이집트 4.8%(확진자 515,645명 중 사망자 24,613명)

확진자 수 1만 이상~10만 명 미만은 예멘 18.1%(확진자 11,945명 중 사망자 2,159명)

확진자 수 1천 이상~1만 명 미만은 라이베리아 3.7%(확진자 8,053명 중 사망자 294명)

확진자 수 1천 명 미만은 서사하라 10.0%(확진자 10명 중 사망자 1명)

 

           ⑹우리나라 확진자수(순위), 사망자수, 치명률:

                 2023년 1월 28일 19:32 현재 30,130,730명(7), 33,361, 0.11%

 

    ⑺우리나라 백신 1차 접종자수(접종률), 2차 접종자(접종율), 3차 접종자(접종율), 4차 접종자(접종율): 

2023년 1월 28일 19:32 현재 45,134,714명(87.9%), 44,705,154명(87.11%),

33,726,881(65.72%), 7,599,073(14.81%)

(8)자연숙주: 쥐터우박쥐 bat

            (9)추정 매개동물과 전파장소: 천산갑 pangolin(?), 야생동물 시장(?)

 

※참고문헌―1. Wikipedia  2. Google 검색 사진과 논문들  3. https://coronaboard.kr

4. 질병관리청 https://ncv.kdca.go.kr/ (백신접종 현황)

 

2020. 2. 18 (코로나19 발생 현황은 2023년 1월 28일 19시 32분 기준) 새샘