3중 유행병의 도래: 코로나, 호흡기세포융합바이러스와 독감의 간섭

코로나19, 독감, 호흡기 세포융합 바이러스(respiratory syncytial virus, RSV)가 한 계절에 동시에 출현하는 트리플데믹 혹은 '삼중유행병'(tripledemic)이 현실화되고 있다. 이 글은 Knowable Magazine Amber Dance의 2023년 1월 13일 자 기사 Covid, RSV and the flu: A case of viral interference?의 번역으로 바이러스는 서로를 차단하고 교대로 지배할 수 있는 바이러스 간섭(viral interference)이 어떻게 발생하는가에 대해 설명하고 있다.

코로나, 호흡기세포융합바이러스와 독감: 바이러스 간섭 사례?

이번 겨울에 벌어지고 있는 '삼중유행병'(tripledemic)은 지난 몇 년간 호흡기 바이러스 감염 중 몇 가지 이상한 경향 중 하나이다. 바이러스는 서로를 차단하고 교대로 지배할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

Amber Dance

이 양식화된 그래프에서 노르웨이의 한 병원의 데이터는 2009년 5월부터 2010년 4월까지 처음으로 라이노바이러스(빨간색), 그 다음으로 신종플루(녹색), 그리고 마지막으로 RSV(파란색)가 개체수에서 어떻게 정점을 찍었는지를 보여준다. 하나의 바이러스가 다른 바이러스를 억제하는 이 패턴은 2009년 신종플루 대유행 당시에 일어났으며 코로나19 대유행 기간 동안 다시 발생했을 수 있다. 사진: KNOWABLE MAGAZINE

팬데믹이 발생한 지 3년이 지났지만, 코로나19는 환자 수가 급증하고 가라앉았다가 다시 증가하면서 물결을 일으키고 있다. 그러나 지난가을에는 새로운 것, 아니 오히려 오래된 것, 즉 독감이 다시 유행하기 시작했다. 게다가, 평상시에는 거의 헤드라인을 장식하지 않는 바이러스인 호흡기 세포융합 바이러스(respiratory syncytial virus, RSV)가 자체적으로 급증하면서 "삼중 유행병"을 일으켰다.

이 오래된 적들의 급증은 특히 두드러졌는데, 왜냐하면 독감과 RSV가 팬데믹의 첫 두 겨울 동안 거의 사라졌기 때문이다. 더욱 놀라운 것은, 한 특정 버전의 독감이 초기 코로나 팬데믹 동안에 멸종되었을 수도 있다는 것이다. 세계보건기구(WHO)의 감시 프로그램은 2020년 3월 이후로 B형 야마가타(B/Yamagata) 독감 변종을 확실하게 감지하지 못했다. 멤피스에 있는 성 주드 어린이 연구 병원(St. Jude Children’s Research Hospital)의 바이러스학자인 리차드 웹비(Richard Webby)는 "아직 아무도 목을 걸고 그것이 사라졌다고 말할 것이라고 생각하지 않습니다"라고 말했다. 그러나 그는 "우리는 그것을 몰아냈기를 바랍니다"라고 덧붙였다 그러한 멸종은 매우 드문 사건이 될 것이라고 웹비는 말한다.

그러나 지난 몇 년은 인간-바이러스 관계에 있어 매우 이례적인 시기였고, 봉쇄와 마스크는 독감과 RSV가 인간의 콧구멍에 침투하는 것을 막는 데 큰 도움이 되었다. 그럼에도 불구하고, 웹비는 코로나가 기승을 부리는 동안 다른 요인이 그들을 궁지에 몰아넣었을 수도 있다고 생각한다. 그것은 바이러스 간섭(viral interference)이라고 불리며, 단순히 한 바이러스의 존재가 다른 바이러스를 차단할 수 있다는 것을 의미한다.

바이러스 간섭은 실험실의 개별 세포, 그리고 여러 바이러스에 노출된 개별 동물과 사람들에게 일어날 수 있지만, 또한 충분한 사람들이 하나의 바이러스에 감염되어 다른 것들의 대규모 번성을 방해하는 경우 전체 인구에 걸쳐 발생할 수 있다. 이로 인해 차례로 지배하는 개별 바이러스에 의한 감염의 물결이 발생한다. 웹비는 "지난 몇 년간을 돌아보면 코로나가 확실히 독감과 RSV를 차단할 수 있다고 확신한다"라고 말했다.

과학자들이 그러한 패턴을 관찰한 것은 이번이 처음이 아닐 것이다. 예를 들어, 2009년으로 돌아가면, 두려워해야 할 바이러스는 그해 봄에 돼지에서 사람에게로 퍼진 돼지 독감이었다. 그것은 가을이 다가옴에 따라 급증할 준비가 되어 있는 것처럼 보였지만, 갑자기 유럽의 일부 지역에서는 정체되었다. 일반적인 감기의 원인이 되고 학교로 돌아가는 아이들에 의해 퍼질 가능성이 있는 리노바이러스는 돼지독감이 다시 유행하기 전 몇 주 동안 중심 무대를 차지했다. 그런 다음 그 독감 변종은 RSV의 전형적인 가을 상승을 2개월 반 정도 지연시켰다.

간섭하기

신체에서 간섭이 일어날 수 있는 많은 방법들이 있다. 하나는 두 바이러스가 숙주 세포에 들어가기 위해 같은 분자를 사용할 때 발생한다. 만약 바이러스 A가 먼저 그곳에 도착해서 모든 분자 문 손잡이를 움켜쥔다면, 바이러스 B는 운이 없을 것이다.

두 바이러스가 새로운 바이러스 단백질을 만드는 기계나 다른 바이러스를 감염시키기 위해 그 세포를 탈출하는 수단과 같은 세포 내의 동일한 자원을 위해 경쟁한다면 또 다른 종류의 간섭이 발생할 수 있다. 웹비는 "두 바이러스 간의 경쟁이라고 생각하세요."라고 말한다.

그러나 가장 잘 이해된 간섭 방법은 척추를 가진 모든 동물의 세포(그리고 아마도 일부 무척추동물)에 의해 만들어진 인터페론(interferon)이라고 불리는 방어 분자에 관한 것이다. 실제로, 바이러스 간섭은 인터페론이 그 이름을 갖게 된 이유이다. 세포가 바이러스를 감지하면 인터페론을 만들기 시작한다. 그리고 그것은 결국 많은 방어 유전자를 활성화시킨다. 이러한 유전자의 생성물 중 일부는 세포 내부 또는 세포 경계에서 작용하며, 추가 바이러스가 세포 내부로 들어오는 것을 막고 이미 존재하는 바이러스가 세포를 복제하거나 나가는 것을 차단한다.

세포들은 다른 세포들에게 경계를 강화하라고 경고하면서, 그들의 주변에 인터페론을 분비한다. 이 모든 것의 결과로 두 번째 바이러스가 나타나면 세포는 이미 방어 기능을 활성화하고 차단할 수 있다.

이 "주의" 메시지는 몸 전체로 퍼질 수 있다. 따라서 이론적으로 리노바이러스와 같은 호흡기 바이러스에 감염되면 예를 들어 장에서 방어를 활성화하여 노로바이러스와 같은 완전히 다른 바이러스로부터 같은 사람을 보호할 수 있다. 그러나 상황은 관련된 바이러스, 생성된 인터페론의 양, 그리고 다른 요인들에 따라 달라질 것이다. 2015년 '바이러스학 연례 리뷰'(Annual Review of Virology)에서 인터페론과 바이러스의 상호작용에 대해 쓴 오하이오주 클리블랜드 클리닉의 바이러스학자 가네스 센(Ganes Sen)은 "대부분의 바이러스 자체가 인터페론 시스템을 무력화하는 방법을 가지고 있습니다"라고 말한다. "이것은 줄다리기입니다."

과학자들은 그것을 실험실의 동물과 다른 시스템을 오가며 연구한다. 예를 들어, 예일 의과대학의 면역학자인 엘렌 폭스맨(Ellen Foxman)은 실제 인간 기도 세포로 만든 실험실에서 배양한 조직에서 바이러스 상호 작용을 조사한다.

한 실험에서, 그녀는 돼지 독감과 라이노 바이러스 계열의 전형적인 대표자를 연구했다. 연구원들이 인간의 조직을 처음에는 라이노 바이러스에 감염시킨 다음에는 돼지 독감에 감염시켰을 때, 인터페론은 독감이 발판을 마련하는 것을 막았다. 유사한 연구에서, 그녀는 라이노 바이러스 감염이 후속 코로나 바이러스(SARS-CoV-2) 감염을 방해한다는 것을 발견했다.

실험실의 조직에서 사람이나 개체군으로 추정하는 것은 어렵지만, 폭스맨은 그 연구가 생물학적 진실을 반영한다고 생각한다. "만약 당신이 라이노 바이러스에 감염된다면, 그것은 당신을 일정 기간 동안 다른 바이러스에 상대적으로 내성을 갖게 할 가능성이 높습니다, "라고 그녀는 말합니다. 폭스맨은 그 보호 효과가 아마도 며칠 또는 몇 주 동안 지속될 것이라고 추측한다.

그러나 감기에 걸리면 다른 바이러스에 대한 일시적인 면역이 생긴다고 생각하지 말자. 간섭은 보장되지 않는다. 시에 둘 이상의 바이러스를 포착하는 것은 확실히 가능하다. 그리고 인터페론이 항상 유익한 것은 아니다. 때때로 그것은 사람들을 감염에 덜 취약하게 만드는 것이 아니라 더 취약하게 만들 수 있다. 잘 알려진 예는 독감이 사람들을 2차 세균 감염에 더 취약하게 만든다는 것이다.

현재 진행 중인 팬데믹에서, 전 세계 인구의 RSV와 독감을 차단하는 데 간섭이 혹 역할을 했다면 얼마나 많은 역할을 했는지 말하기는 여전히 어렵다. 2020년 첫 코로나 파동 당시 폭스맨은 코로나가 대규모로 다른 바이러스에 간섭할 만큼 충분한 사람이 없었다고 생각한다. (RSV는 2021년 사람들이 마스킹 및 기타 예방 조치를 완화하면서 이례적인 여름 피크를 겪었다.)

하지만 2021-22년 두 번째 코로나 겨울까지, 웹비는 간섭에 대한 인구 수준의 증거를 본다고 생각한다. 그는 독감이 가을에 유행하기 시작했다고 말하지만, 그 후 코로나의 오미크론 변종이 갑자기 등장했다. 사람들이 휴일 동안 직장과 학교로 돌아가고 여행을 했음에도 불구하고, 독감율은 떨어졌다. 그는 많은 사람들이 여전히 코로나에 대한 면역력이 부족했기 때문에 그 시즌에 코로나 바이러스가 큰 이점을 가지고 있었다고 말한다. 그것은 코로나가 미래에 항상 인플루엔자를 막을 것이라는 것을 의미하지는 않는다.

현재 북반구에서 진행 중인 세 번째 코로나 겨울에는 조건이 또다시 다르다. 현재 많은 사람들이 최근 유행하거나 백신 접종을 통해 코로나에 면역이 있지만, 최근 기억으로는 RSV나 독감을 경험한 사람은 더 적다. 그것은 독감과 RSV가 일찍 그리고 강력하게 강타하며 대규모 이중 컴백을 하는 장면을 만들었다.

2022-23년 삼중 유행병 겨울 동안 잠재적인 간섭은 전염병 학자들이 계절을 되돌아보고 각 바이러스가 차례대로 진행되는지 확인할 수 있게 되면 더욱 분명해질 것이다. 벌써부터 코로나가 겨울 연휴 이후 상승세를 보이는 가운데 RSV와 독감의 가을 급등세가 절정에 달했을 것이라는 지표들이 나오고 있다. 그러나 앞으로 몇 달이 더 남아 있어 이 트리오 중 누구에게나 다시 일어날 수 있는 충분한 기회를 제공한다.