필리핀 돼지의 Ebola-Reston 바이러스 감염과 Ebola 바이러스 출혈열 발생 상황

Ebola-Reston virus infection of pigs in the Philippines and outbreak situation of Ebola virus hemorrhagic fever worldwide

국립보건연구원 면역병리센터 신경계바이러스팀   

 
 Ⅰ. 들어가는 말
   Ebola 바이러스는 고위험 병원체 중 하나로 미국 질병관리청(centers for diseases control and prevention ; 이하  CDC)이 지정한 리스트 A에 속하는 생물테러 대상 병원체이다. 출혈열을 일으키는 Ebola 바이러스에는 Zaire, Sudan, Bundibugyo, Cote d’Ivoire 그리고 Reston의 5가지 아형이 있다. Ebola 바이러스는 게놈 염기서열의 계통분류학적 유사성을 바탕으로 아형(subtype)을 분류하며 각 아형 간에는 최소 30-40% 정도의 유전자 염기서열 차이가 있다. Ebola 바이러스는 4개의 아형이 보고되어 왔으나 1997년 11월 우간다(분디부교 지역)에서 발생한 출혈열 환자에서 분리된 원인체가 Ebola 바이러스 Bundibugyo 아형으로 분류되어 현재의 5가지 아형으로 늘어나게 되었다.
  Ebola 바이러스 Zaire와 Sudan 아형은 1976년에 각각 자이레(現 콩고민주공화국)와 수단에서 대규모 발생한 출혈열의 원인체로 처음 알려졌다. 이후 서부 아프리카 대서양 연안에 위치한 나라인 코트디부아르(Cote d’Ivoire)에서 침팬지를 부검한 수의사(1명, 생존) 감염 예에서 분리된 Ebola 바이러스가 Cote d'Ivoire 아형이며 이후 추가 발병 사례는 없다. 그리고 나머지 아형은 1989년에 필리핀 원숭이의 검역과정에서 직원이 감염되었던 필리핀 원숭이 유래의 Reston 아형이 있다. 이 중 Zaire, Sudan 그리고 Bundibugyo 아형은 아프리카(수단, 콩고민주공화국, 가봉, 우간다) 지역에서 출혈열을 일으켰으며 병원성이 강해 환자 사망률(case mortality)이 25-90%에 이른다[1,2,3]. 반면에 Cote d’Ivoire 및 Reston 아형이 사람에게 감염을 일으킨 예는 있지만 사망한 사례는 현재까지 보고된 바가 없어 다른 Ebola 바이러스 아형과는 병원성에 있어 큰 차이가 있다. Ebola-Reston 바이러스는 원숭이에 감염되면 폐사를 일으키며 현재까지 필리핀 원숭이(cynomolgus macaques)에서만 분리된 것으로 알려져왔다. 사람은 감염된 원숭이와 직접적인 접촉에 의해 감염되어 항체가 검출된 사례는 있으나 출혈열 등의 증상과 사망한 사례는 없었다.
  그러나 2008년 12월 필리핀 루손(Luzon) 섬 돼지에서 Ebola-Reston 바이러스가 감염된 것이 공식 발표되었다[4,5].이와 같은 Ebola-Reston 바이러스가 돼지에 감염된 사실이 알려지면서 국제적인 관심과 우려가 제기되고 있는 것은 Reston 아형을 포함한 Ebola 바이러스가 원숭이, 고릴라 등 유인원이 아닌 다른 동물에서 분리된 예가 돼지가 처음이며 Ebola-Reston 바이러스의 변이에 의한 대유행을 염려하기 때문이다. 이에 본 고에서는 필리핀의 Ebola-Reston 바이러스의 돼지 감염상황과 Ebola 바이러스 출혈열의 세계적인 발생상황에 대하여 정리하였다.

  Ⅱ. 몸 말

   2008년 12월 10일에 필리핀 보건부(Department of Health)와 농업부(Department of Agriculture)는 필리핀의 2개 지역에 있는 돼지농장 3곳의 돼지가 Ebola-Reston 바이러스에 감염되었다고 공식 발표하였다. Ebola-Reston 바이러스 감염이 확인된 돼지농장에서는 이미 2008년 5월 초부터 높은 폐사가 관찰되었다. 필리핀 정부는 미국 뉴욕에 위치하고 있는 Plum Island Animal Disease Center의 해외동물질병진단실(Foreign Animal Diseases Diagnostic Laboratory ; 이하 FADDL)에 시료(폐사한 돼지 28마리 시료와 혈청)를 송부하여 확인검사를 요청하였다. 검사결과 6개 시료에서 Ebola-Reston 바이러스가 검출되었으며 Reston 바이러스 이외에도 호흡기와 생식기에 문제를 일으키는 돼지호흡기생식기증후군 바이러스(Porcine respiratory reproductive symdorm virus), porcine circovirus type 2 등 여러 병원체의 복합감염이 확인되었다. 2008년 10월 25일 FADDL은 생물안전(Biosafety level) 4등급 병원체인 Ebola 바이러스가 분리됨에 따라 즉시 시료(28마리 돼지 폐사체 조직, 혈청)와 세포 배양액을 미국 CDC로 송부하였다. FADDL은 검출한 바이러스의 유전자 염기서열 분석을 통하여 Ebola-Reston 바이러스로 잠정적으로 동정하였으며 미국 CDC는 FADDL에서 분리한 Ebola 바이러스가 연구용으로 미국(1989년, 1990년 및 1996년)과 이탈리아(1992년)에 수출된 필리핀 원숭이(cynomolgus macaques)에 감염되었던 바이러스와 유사하다는 것을 확인하였다.
  필리핀 정부는 2009년 1월 16일 발생농장의 돼지 및 이 돼지들과 접촉한 사람들의 혈청검사를 미국 CDC에 요청하였다. 2009년 1월 29일 검사한 50명 중에서 1명이 항체 양성으로 Nature지 처음 발표되었으며, 다음날인 1월 30일 필리핀 보건부 장관(Francisco Duque III)은 검사한 77명 중에서 4명의 항체 양성자가 추가되어 Ebola-Reston 바이러스 항체 양성자는 총 5명이라고 발표하였다[4]. 항체 양성자는 22-52세의 남성으로 지난 1년간 특이한 이상증상은 없었다고 한다. 최초 항체 양성자는 마닐라 근처의 Valenzuela시에 거주하는 소규모 돼지농장 사육자였으며 이후 확인된 양성자는 농장 인부 3명(Bulacan 지역 2명, Pangasina 지역 1명)과 도축장 종사자 1명(Pangasina 지역)으로 확인되었다(WHO).
필리핀 정부의 요청으로 WHO, FAO 및 OIE 소속의 전문가(Nature와 Science는 각각 22명 및 18명으로 구성되었다고 발표함)로 구성된 국제조사단이 2009년 1월 6일(현지 도착)부터 10일간의 합동조사를 실시하였다[1,2]. 합동조사 결과가 발표되면 보다 자세한 현지상황을 파악할 수 있겠으나 전문지에 발표된 내용과 매체에 보도된 조사단원의 인터뷰 기사를 종합해 볼 때 우리가 궁금해 하고 있는 내용에 대한 해답이 발표되기 보다는 더 많은 의문점이 남을 것이 예상된다.
  Ebola-Reston 바이러스는 1989년 미국 버지니아 주 레스톤(Reston)에 위치한 동물검역시설에 계류 중이던 필리핀 원숭이(Macaca fascicularis)에서 처음 분리되었다. 이후에 필라델피아(펜실베니아, 1989), Reston(버지니아, 1990), Alice(텍사스, 1990, 1996) 그리고 Siena(이탈리아, 1992)에서도 필리핀에서 수입한 필리핀 원숭이가 Reston-Reston 바이러스에 감염된 것이 확인되었다. 역학조사 결과 필리핀에서 수입된 원숭이들은 동일한 검역시설에 수용되었던 것으로 밝혀졌다. Ebola -Reston 바이러스가 동일 검역시설에 수용되었던 원숭이로부터 1989-1990년에 걸쳐 계속 검출됨에 따라 필리핀의 검역시설에 계류중이던 모든 원숭이가 살처분되었다. 그러나 1992년에 이탈리아에서 위와 동일한 검역시설에서 수입된 원숭이에서 다시 Ebola-Reston 바이러스가 검출됨으로써 문제가 된 계류시설의 원숭이가 모두 살처분 되지 않았다는 의문이 제기되었다[6].
1996년에는 미국 텍사스주 알리스에 위치한 검역시설에 수용된 필리핀 원숭이 100마리 중에서 4마리가 Ebola-Reston 바이러스 감염이 확인되었고 원숭이가 선적된 필리핀의 검역시설에 있던 원숭이에서도 Ebola-Reston 바이러스가 검출되었다. 그러나 필리핀의 다른 검역시설에 있던 원숭이로부터 Reston 바이러스는 검출되지 않았다. 따라서 필리핀 정부는 1997년에 해당 시설을 강제로 폐쇄하였으며 이후로 원숭이에서 Ebola-Reston 바이러스의 감염 사례는 보고된 바 없다. Ebola-Reston 바이러스가 필리핀 원숭이에 감염된 경로는 당시에 실시한 역학조사에서 규명되지 못하였다. 필리핀의 검역시설에 수용된 원숭이의 82.4%가 폐사하였을 정도로 Ebola-Reston 바이러스는 원숭이에게 병원성이 높다.
1989년 Ebola-Reston 바이러스에 감염된 필리핀 원숭이와 접촉한 사람을 대상으로 혈청학적 역학조사를 실시하였다. 원숭이 사육과 수송과정에 관련된 21명의 필리핀 현지인과 4명의 미국의 검역소 직원에서 Ebola-Reston 바이러스에 대한 항체가 검출되었다. 그러나 가벼운 감기증상을 보인 후 회복된 1명을 제외하고 나머지 항체 양성자는 모두 정상이었다. 이러한 결과는 Ebola-Reston 바이러스는 현재까지 사람에게 감염은 일으키지만 병증은 유발하지 않는다는 것을 의미한다[6]. 이와 같이 건강한 사람에서 Ebola-Reston 바이러스의 위험성은 매우 낮지만 어린이, 노약자 그리고 면역이상자에 대한 Ebola-Reston 바이러스의 영향에 대하여는 알려진 것은 없다(WHO).

  Ebola 바이러스의 인체감염 사례는 1976년 수단과 자이레(現 콩고민주공화국)에서 최초로 발생하였으며, Ebola-Reston 바이러스를 제외하고 다른 아형의 Ebola 바이러스 감염은 아프리카(수단, 콩고민주공화국, 가봉, 우간다)에서만 확인되었다(Table 1). 1976년에 Ebola 바이러스가 처음 출현한 이후부터 1990년대 초반까지의 발생은 몇 건에 불과하였으나 1994부터 1997년 사이, 그리고 2000년부터 2005년 사이에는 수십 건이 발생하였다. 또 다른 특징은 몇 건의 예를 제외한 Ebola-Zaire 바이러스는 가봉과 콩고 접경지역에서 주로 발생한다는 것이다. 반면에 Ebola-Sudan 바이러스는 수단과 우간다 국경지역에서, 그리고 Ebola-Cote d’Ivoire 바이러스는 코트디부아르(Ivory Coast)와 리베리아(Liberia)에서 발생하였다(Figure 1). WHO 자료에 의하면 실험실 안전사고로 인하여 러시아(1996, 2004)와 미국(2004)에서 3명이 감염되어 2명이 사망한 예가 있다.

  Ebola 바이러스의 병원성에 대한 연구 결과가 많지는 않으나 Ebola 바이러스는 원숭이 종에 따라 병원성에 차이를 보인다. Ebola-Zaire 바이러스는 필리핀 원숭이와 Africa green 원숭이(Cerocepithecus aethiops)에 모두 치명적인 감염을 일으키는 반면 Ebola-Sudan 바이러스와 Ebola-Reston 바이러스는 필리핀 원숭이에만 치명적이다. 필리핀 원숭이에 동일한 역가의 Reston, Zaire와 Sudan 바이러스를 접종하면 Zaire와 Sudan 바이러스는 접종 후 8일 이전에 폐사하였고 Reston 바이러스는 접종 후 8-14일에 폐사하였다[7].
  사람과 마찬가지로 고릴라, 원숭이 등의 유인원은 Ebola 바이러스에 의해 치명적인 출혈열이 발생하므로 고릴라 등 유인원은 Ebola 바이러스의 자연숙주는 아니다. 자연계에서 이 바이러스를 보유하고 전파하는 동물은 과일박쥐(fruit bat)로 추정되고 있다. 한 연구에 의하면 3종의 과일박쥐(Hypsignathus monstrosus, Epomops franqueti, Myonycteris torquata)에서 Ebola-Zaire 바이러스와 항체가 검출되었으며[8], Ebola 바이러스와 같이 출혈열을 일으키는 마버그(Marburg) 바이러스도 다른 종류의 박쥐에서 분리되었다. 그러나 Zaire 바이러스 이외의 다른 아형의 Ebola 바이러스는 박쥐에서 검출된 바가 없다. 바이러스 접종실험에서 Ebola-Zaire 바이러스를 접종한 과일박쥐와 곤충박쥐(insectivorous bat)는 임상증상 없이 정상이었으나 바이러스는 분리되어 결론적으로 이들 박쥐에서 바이러스가 증식하는 것으로 보고되었다. 이러한 결과를 근거로 Ebola 바이러스의 자연숙주는 다른 종의 박쥐일 것으로 추정되고 있다. 그러나 출혈열 환자와 유인원에서 Ebola 바이러스 분리는 용이한 반면 박쥐에서 바이러스 분리와 검출이 어려운 이유는 밝혀지지 않고 있다. 박쥐 이외에 Ebola 바이러스의 자연숙주가 무엇인지를 밝히는 연구가 필요하다. 국내에 서식하는 박쥐는 우수리 박쥐(Myotis daubentonii)를 포함하여 22여종이 있으며 Ebola-Zaire 바이러스가 검출된 과일박쥐는 국내 서식이 확인되지 않은 종이다[9].
  Ebola 바이러스 출혈열의 감염원은 대부분 사례에서 밝혀지지 않았다. 출혈열 환자 중 일부에서 박쥐가 서식한 광산과 공장의 작업장, 폐사한 침팬지나 고릴라와의 접촉, 환자와의 접촉, 오염된 주사기에 의해 감염된 경우가 밝혀져 있다(Figure 2). 그러나 바이러스의 중간 증폭숙주(amplifying host)에 의한 전파, 박쥐 이외의 다른 야생동물에 의한 전파, 야생동물간의 전파여부 등은 앞으로 연구가 더 필요하다.

  Ⅲ. 맺음말

   야생동물보호학회(The Wildlife Conservation Society)의 전문가들은 사람과 동물뿐만이 아니라 향후 세계 경제에 영향을 미칠 12가지 질병을 선정 발표한 바 있다. 이들이 발표한 12가지 질병 중 하나가 에볼라 바이러스 출혈열이다. 에볼라 Zaire와 Sudan 바이러스 감염으로 발생하는 출혈열의 환자 사망률은 최고 90%로 몇몇 다른 감염성 질환과 함께 가장 높은 수준이다. 에볼라 바이러스는 현재까지 사람을 제외하고는 고릴라, 원숭이 등의 유인원과 과일박쥐에서 분리 또는 검출되었다. 따라서 돼지에서 Ebola 바이러스가 감염된 것은 이번 필리핀 사례가 처음이다.
  Ebola-Reston 바이러스가 필리핀 원숭이 이외에 돼지에서도 감염이 확인됨에 따라 Reston 바이러스의 병원성 변이 여부에 대한 조사가 매우 시급하다. 무엇보다도 Ebola-Reston 바이러스의 돼지에서의 병원성 조사, 필리핀 돼지의 광범위한 혈청학적 역학조사, 보관된 돼지혈청의 항체검사, 돼지와 원숭이로부터 분리된 바이러스의 분자유전학적 특성에 대한 연구가 우선되어야 할 것이다. 이 밖에도 발생 초기에 관찰된 돼지의 폐사원인이 Ebola-Reston 바이러스에 의하여 발생했는지, 돼지 이외에 다른 감염 동물은 없는지, 다른 농장으로 감염된 경로는 무엇인지, 그리고 Ebola-Reston 바이러스의 자연숙주는 무엇인지 등도 조사되어야 한다.
  신·변종 병원체가 검출되면 국제적인 공조체제 구축으로 범세계적인 질병 확산을 방지하여야 한다. 한 가지 아쉬운 점은 돼지에서 Ebola-Reston 바이러스 감염이 확인(2008년 10월) 후에 공식 발표(2008년 12월 10일)까지 약 2개월이 지연된 사실은 질병확산 방지를 위한 국제협력을 위하여 개선되어야 할 점이다. 일반적으로 병원체의 종간 장벽(species barrier)을 넘어선 전파는 신종 또는 변종 병원체의 출현의 전제조건이 되어 왔다. 이러한 점에서 Ebola-Reston 바이러스의 돼지 감염 사례는 국제적인 관심을 집중시키기에 충분하다. 국제조사단의 조사 결과와 표준실험실의 검사 결과가 조속히 발표되어 국제적인 대응전략이 수립되어야 할 것이다.

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, 제3차 전국자연환경조사 지침, 2006.
 10. Groseth A, Feldmann H, Strong JE. The Ecology of Ebola virus. Trends Microbiol 2007;15:408-16.