PHWR 주간 건강과 질병
PUBLIC HEALTH WEEKLY REPORT
질병관리청 (Korea Disease Control and Prevention Agency)

원숭이두창(monkeypox)은 동물 매개 감염 질병으로 올소폭스바이러스(Orthopoxvirus) 속에 속하는 원숭이두창바이러스(monkeypox virus, MPXV)에 의해 유발된다. MPXV는 197 kb 크기의 DNA 바이러스(그림 1) [1]로, 1970년 사람에서 감염이 처음 확인이 되었으며, 이후 아프리카지역에서 산발적으로 유행하였다. MPXV는 콩고-바신 계열과 서아프리카 계열 두 가지 계열로 나뉘며, 서아프리카 계열 바이러스는 콩고-바신 계열 바이러스에 비해 감염성과 치명률이 낮은 것으로 알려져 있다[2]. MPXV는 본래 동물에게서 인간으로 전파되고 주로 직접적인 혈액, 체액, 피부 병변의 접촉을 통해 전파된다고 알려져 있으며, 부적합한 방식으로 조리된 고기의 섭취와 감염된 동물의 배설물 접촉이 주된 원인으로 알려져 있다. 바이러스 감염 시 일반적인 증상은 과거의 두창 감염 시 나타나는 증상과 유사하며, 병변은 원심성의 산재성 발진 형태를 보인다[3].

Figure 1. 원숭이두창바이러스.

원숭이두창바이러스는 196,858 뉴클레오티드(nucleotide)의 긴 이중 DNA 선형 게놈(genome)을 가진다[2].

2022년 5월, 영국에서 처음으로 확인된 원숭이두창 환자는 나이지리아 방문 이력이 있었으나, 이후 계속해서 추가 발생한 감염 사례들은 나이지리아를 비롯한 아프리카 여행력이 없고, 지역사회 내 감염으로 확인되었다[4]. 지난 1월 이후 유럽과 미국을 포함한 비풍토병 지역 및 풍토병 지역 70 개국에서 15,000명 이상의 원숭이두창 환자가 발생하였고(22년 7월 22일 기준), 이에 7월 23일, WHO는 국제 공중보건 비상사태를 선언하였다. 이후 국제적 유행 상황이 지속되면서 8월 19일 기준, 총 77개국에서 약 40,000명의 원숭이두창 환자가 발생하였다(그림 2). 국내에서는 지난 6월, 해외 입국자에서 원숭이두창 첫 환자가 확인되었다[5]. 국내에는 지역사회에 원숭이두창 발생이 보고되고 있지 않으나 해외여행 및 이동의 증가로 인한 국내 유입 및 발생의 가능성이 있다. 이에 국내 발생 및 확산 방지를 위해 환자의 조기 발견이 필요하며, 이를 위한 신속하고 정확한 실험실 진단 검사가 중요하다. 따라서 이 글에서는 최근 국제적으로 유행하고 있는 원숭이두창 바이러스의 특성과 실험실 진단 검사법을 소개하고자 한다.

Figure 2. 원숭이두창 발생지역.

출처: Centers for Disease Control and Prevention (2022.8.19.). https://www.cdc.gov/poxvirus/monkeypox/response/2022/world-map.html

질병관리청 및 미국 질병통제예방센터 발간자료, 구글 학술검색 등 온라인 데이터베이스를 이용한 문헌조사를 통하여 원숭이두창 특성과 실험실 진단 검사법에 대한 내용을 검색하여 정리하고, 바이러스 특성, 임상증상, 검체 채취 및 수송, 실험실 진단 검사의 흐름으로 정리하여 내용을 서술하였다.

1. 원숭이두창바이러스

MPXV 입자는 약 200 nm×250 nm 크기의 타원형 또는 벽돌 모양이다. MPXV는 ‘세포 내 성숙 바이러스(intracellular mature virus, MV)’와 ‘세포 밖 외피 보유 바이러스(extracellular enveloped virus, EV)’ 두 가지 형태가 있으며, 이들 두 가지 형태의 바이러스는 세포에 유입, 감염하여 복제(replication)할 수 있다. MV의 외피는 지질단백질을 포함하는 막으로 구성되어 있고 바이러스 핵과 특정 단백질을 포함하는 외측 소체를 감싸고 있다. 이러한 MV는 바이러스에 감염된 세포가 바이러스의 증식에 의해 용해될 때 외부로 방출된다. 방출된 MV는 다른 세포에 결합한 후 미소세포흡수작용(micropinocytosis)에 의해 세포 내로 유입, 감염되어 복제하여 증식한다. 한편 EV는 세포에 결합한 후 세포 원형질막 융합 기전에 의해 세포 내로 유입, 감염되어 복제된다. 이렇게 세포 내로 감염된 바이러스는 복제·증식하여 세포 용해 및 외포 작용을 통해 세포 밖으로 방출되고 숙주의 다른 세포에 연쇄적으로 감염된다(그림 3) [6]. 이렇게 한 개체에서 증식, 방출된 바이러스는 다른 개체에 감염되어 임상증상을 유발한다(그림 4) [4].

Figure 3. 원숭이두창바이러스의 세포 감염 및 증식 기전.

미소세포흡수작용(micropinocytosis) 또는 원형질막 융합에 의해 원숭이두창바이러스가 숙주 세포 내로 유입 감염되어 증식한다[6].

Figure 4. 원숭이두창바이러스(monkeypox virus, MPXV)의 감염, 전파경로와 원숭이두창의 임상증상[4].

MPXV는 감염된 동물 또는 감염된 사람과의 직접접촉을 통하여 전파될 수 있다. 원숭이두창의 증상은 두창 환자의 증상과 유사하다.

MPXV는 서아프리카형과 콩고-바신형 두 가지 구분되는 계열을 갖는다. 두 가지 구분되는 계열에 의해 발병되는 원숭이두창은 역학적, 임상적으로 다른 특징을 갖는다. 콩고-바신형 MPXV에 감염된 경우, 치명률이 10% 정도이나 최근 유행하고 있는 서아프리카형 MPXV에 감염된 경우에는 치명률이 1% 정도로 알려져 있고, 다만 후천성면역결핍증 환자의 경우 치사율이 높은 것으로 알려져 있다[7].

2. 임상증상

원숭이두창은 두창의 임상증상과 유사하다. 잠복기는 보통 7–14일이고, 최대 21일까지로 알려져 있다. 바이러스 감염 초기에는 인플루엔자(influenza)와 유사한 증상을 보이다가 피부 발진으로 이어진다. 피부 발진은 농포로 발전되었다가 가피가 형성된 이후에는 흉터가 남을 수 있다. MPXV 감염은 발열, 피로, 극심한 두통, 임파선염, 근육통이 0–2일 정도 지속되는 전구기와 발진이 7–21일 정도 지속되는 발진기로 나뉜다. 발진은 보통 발열 발생 1–5일 정도 이후에 시작되며, 얼굴, 손바닥과 발바닥, 구강 점막, 생식기, 결막에 발생할 수 있고 2–4주 정도 지속될 수 있는데 구진, 물집, 농포, 가피, 탈피의 단계를 거친다. 발진은 국소 부위 또는 여러 부위에 발생할 수 있다[8]. 원숭이두창 환자는 특징적으로 림프샘 장애를 가지며, 주로 서혜부에 발생하는 것으로 알려져 있다. 그 외의 세균 감염, 호흡곤란, 기관지 폐렴, 뇌염, 시력 감퇴를 동반하는 각막 감염, 구토와 설사에 의한 탈수 등을 동반할 수 있다. 원숭이두창은 자기 제한적 질환이지만, 바이러스 노출량, 평소 환자의 건강 상태 등 여러 요인에 의해 질병의 심각성이 달라질 수 있다. 중증 사례는 보통 유아에서 발생하며 치명률은 1%–10%로 알려져 있다.

3. 검체 채취 및 수송

원숭이두창의 정확한 진단을 위해서는 적절한 검체를, 적절한 방법으로 채취하는 것이 무엇보다 중요하다. 원숭이두창의 주검체는 피부병변액, 피부병변조직 또는 가피를 포함한 피부 병변 검체이다. 발진이 없는 전구기 의심 환자의 경우 구인두 도말을 이용하여 검사할 수 있다. 이 외에도 의심 환자의 혈액 또한 원숭이두창 진단 검사에 이용할 수 있다. 피부 병변 검체는 병변의 형태에 따라 채취하는 방법이 달라진다. 구진, 물집, 농포 형태의 병변의 경우 폴리에스터, 나일론, 데이크론 소재의 스왑으로 강하게 문질러 채취하고, 가피는 포셉과 같은 도구를 이용하여 채취한다. 채취된 피부병변 및 구인도 도말은 바이러스 수송 배지 또는 멸균 플라스틱 용기에 담아 검사 기관으로 수송하며, 수송 시 온도는 4^°C를 유지하도록 한다. 혈액은 항응고제(EDTA) 처리용기에 5 mL 이상을 채취하여 수송한다[9].

4. 실험실 진단 검사

원숭이두창의 임상적 증상은 다른 폭스바이러스(poxvirus)에 의한 질병과 유사하여 임상증상만으로는 원숭이두창을 진단하는 것이 어렵다. 따라서 실험실 진단 검사는 원숭이두창 진단에 있어서 매우 중요한 역할을 한다[10].

1) 유전자증폭검사(Nucleic Acid Amplification Testing, NAAT)

MPXV의 유전자증폭검사를 위해서는 중합효소연쇄반응법(polymerase chain reaction, PCR)을 기반으로 하는 실시간 유전자 검출검사법(real-time PCR)이 많이 사용된다. 원숭이두창 중합효소연쇄반응법(PCR)을 이용한 유전자검출검사에는 세포 외피 단백질 유전자(B6R), DNA 중합효소유전자 (E9L) [11], DNA 의존성 RNA 중합효소 서브유닛 18 (RPO18) [12], 보체결합단백질(C3L), F3L, N3R [13] 유전자가 주된 표적으로 활용된다. 전장 유전체 분석법(Whole Genome Sequencing) 또한 원숭이두창바이러스와 다른 올소폭스바이러스를 구분하는 방법으로 활용될 수 있다. 이 분석법을 활용한 결과에 따르면 최근 유행하고 있는 MPXV는 서아프리카형에 해당하며 2018년과 2019년을 걸쳐 영국, 싱가폴, 이스라엘에 보고된 확진 사례의 바이러스와 밀접하게 연관되어 있음을 알 수 있다. 국내 첫 양성환자의 검체로부터 분리된 MPXV 또한 전장유전체분석을 통해 서아프리카형(Clade Ⅱ)에 해당함을 확인하였다[14]. 그러나 전장유전체분석은 전문 인력이 필요하고, 분석에 필요한 시간이 길어 활용에 제한이 있을 수 있다.

이외에도 재조합효소-중합효소 증폭법(recombinase polymerase amplification, RPA), 고리 매개 등온 증폭법(loop-mediated isothermal amplification, LAMP), 제한효소 단편 다형성법(restriction fragment length polymorphism, RFLP)이 실험실 진단에 활용될 수 있다[4].

2) 혈청학적 검사

바이러스 감염 5–8일 이후 환자의 혈청에서 올소폭스바이러스 IgM 또는 IgG 항체를 검출해내는 효소결합면역흡착검사(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)를 통해 원숭이두창 감염 여부를 간접적으로 확인할 수 있다. 이는 급성기와 회복기 환자 모두에게 적용될 수 있으나 다른 폭스바이러스와의 항원 교차 반응성을 나타내므로 진단에 제한적으로 활용할 수 있다. 올소폭스바이러스 IgG는 원숭이두창 감염과 상관없이 과거 두창 백신 접종력을 가질 경우 검출될 수 있다. 따라서 단독으로 진단 검사에 사용하기에는 부적합하다. 반면에 IgM은 비교적 최근 바이러스에 감염된 환자에게서 검출되므로 IgG를 검출하는 것보다는 진단에 대한 활용도가 높다. 다만 이러한 혈청학적 검사는 특이적인 원숭이두창 바이러스를 검출해내는 것이 아니므로 항체가 측정만으로 현재의 감염 여부를 확진하는 것은 어렵고, 대규모 유행 상황에서 역학적 조사를 위해 활용되거나 다른 진단 검사법의 보조적 수단으로 사용할 수 있다[15].

3) 전자현미경 관찰

전자현미경은 MPXV의 형태학적 특성을 관찰함으로써 보조적으로 진단 검사에 활용할 수 있다. 형태만으로는 MPXV와 다른 폭스바이러스를 구분하는 것이 어렵기 때문에 원숭이두창 확진을 위한 방법으로는 적합하지 않다. 전자현미경은 민감도가 높지 않고 시료 전처리가 복잡하며 소요 시간이 길다. 또한 비용이 많이 들고 검사자의 숙련도가 중요하므로 전자현미경 관찰법만을 실험실 진단 검사법으로 택하는 것보다는 보조적인 수단으로 사용하는 것이 좋다.

4) 기타

앞서 언급한 실험실 진단 검사방법 이외에도 면역화학분석법(immunochemistry analysis) 또는 다양한 면역형광기법(immunofluorescence)을 통해 검체에서 MPXV 항원을 검출하는 것이 가능하며, 환자 검체로부터 직접 바이러스를 분리, 배양하여 확인하는 방법으로도 원숭이두창 실험실 진단이 가능하다.

현재 원숭이두창에 대한 특이적인 백신은 존재하지 않고, 두창 백신 접종으로 약 85% 정도 예방이 가능하다고 알려져 있다. 또한, MPXV 특이치료제는 존재하지 않고 증상 보조 요법에 따라 치료하는데, 이를 위해 항두창바이러스 치료제가 활용될 수 있다. 두창, 원숭이두창, 우두바이러스를 포함한 올소폭스바이러스에 사용되는 치료제인 Tecovirimat (ST-246), 바이러스 DNA 중합효소 저해제인 Cidofovir와 Brincidofovir 유도체(CMX001), 뉴클레오시드 유사체 억제제 Nioch-14 등이 원숭이두창 치료제로 활용될 수 있다. 이 외에도 Ribavirin과 Tiazofurin이 MPXV의 복제를 막는 저해제로 사용될 수 있으며 C-CA3-ADO, C3-NPC A, HPMA, adenosine N1 oxide가 치료제로 활용될 수 있다(표 1) [4,16-22].

표 1. 원숭이두창을 포함한 폭스바이러스 예방과 치료를 위한 백신‧치료제 후보군[4].

분류	명칭	특성	타깃	참고문헌
백신	ACAM 2000	2세대 백신	두창‧원숭이두창 바이러스	Brown and Leggat [16], 2016
	IMVAMUNE	3세대 백신	두창‧원숭이두창 바이러스	Petersen et al. [17], 2019
항바이러스제	Tecovirimat (ST-246)	소분자 바이러스 억제제	두창‧원숭이두창‧우두바이러스	Yang et al. [18], 2005
	Cidofovir Brincidofovir 289 유도체 (CMX001)	바이러스 DNA 중합효소 저해제	원숭이두창바이러스	Magee et al. [19], 2008
				Magee et al. [20], 2005
				Delaune and Iseni [21], 2020
	Nioch-14	뉴클레오시드 유사체 억제제	원숭이두창‧백시니아 바이러스	Delaune and Iseni [21], 2020
	Ribavirin, Tiazofurin	이노신 일인산 탈수효소(IMPDH) 억제제	모든 폭스바이러스	Baker et al. [22], 2003
	C-CA3-ADO, C3-NPC A	S-아데노실호모시스테인 가수분해효소 억제제	모든 폭스바이러스	Baker et al. [22], 2003
	HPMA, adenosine N1 oxide	DNA 중합효소 억제제	모든 폭스바이러스	Baker et al. [22], 2003

원숭이두창은 중증도나 치명률이 매우 높은 질환은 아니지만 전 세계에 유행이 지속되고 있고, 유아나 HIV 양성환자와 같은 고위험군에 감염이 발생하면 치명률이 높아질 수 있으므로 지역사회 내 유입을 방지하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 환자를 조기에 찾아내어 조치하는 선제적인 방역과 개인 위생을 철저히 하여 예방하는 것이 필요하다. 국내 유입 및 지역사회에서 환자를 조기에 찾아내기 위해서는 의심 사례 발생 시 신속하고 정확한 실험실 진단 검사를 수행하는 것이 필요하다.

None.

Not applicable.

None.

The authors have no conflicts of interest to declare.

Conceptualization: GER, ML. Data curation: JWK. Formal analysis: HS. Funding acquisition: None. Investigation: MMC. Methodology: CHC. Project administration: HY. Supervision: GER, HY. Writing–original draft: ML. Writing–review & editing: GER.