얼마 전까지만 해도 우리는 COVID-19로 인한 팬데믹을 겪었습니다. 우리가 앞으로도 살아가고 있는 동안 절대적으로 바이러스에 대해 안전할 수만은 없을 텐데, 오늘은 바이러스의 특징과 전염병, 감염, 진화 등에 대해 알아보도록 하겠습니다.
바이러스의 특징
19세기 이전에는 세균만이 우리 몸에 병을 일으킨다고 생각했다고 합니다. 그러다 19세기 후반 이후 무언가 세균보다 작은 것이 병을 일으킨다고 알게 되었고, 사람들은 세균보다 작은 것이라면 그것은 독(poison)이라고 생각해서 그러한 전염병을 일으키는 병원체를 라틴어로 독(poison)이라는 뜻의 바이러스(virus)라고 이름 붙이게 되었다고 합니다.
세균과 바이러스
세균과 바이러스는 모두 크기가 작고 질병을 일으킵니다. 크기를 비교해 보자면 일반적인 동물 세포 한 개보다 훨씬 작은 것이 세균이라면, 이 세균보다 또 훨씬 작은 것이 바이러스입니다. 세포 한 개는 맨눈으로 보이지는 않지만 현미경을 통해서 조금 낮은 배율로도 볼 수 있는 크기입니다. 세균은 세포를 봤던 낮은 배율의 현미경으로는 볼 수 없고 최고 높은 배율의 광학현미경으로 겨우 볼 수 있는 크기, 바이러스는 세균을 볼 수 있는 광학현미경으로도 볼 수 없는 크기라고 말할 수 있습니다. 세균(bacteria)은 대표적인 하등 한 생물에 속하며 일반적으로 단세포로 이루어진 미생물입니다. 세균과 관련된 질병으로는 폐렴, 결핵, 콜레라, 파상풍 등이 있으며, 이 질병들을 일으키는 균들이 감염되면 체내에 빠른 속도로 퍼져 물이나 음식 등을 통해 대규모의 전염이 될 수 있어 매우 위험하다고 볼 수 있습니다. 하지만, 세균의 종류에는 유해한 것만 있는 것이 아니며 소화를 돕는 등의 유익한 세균들이 훨씬 많이 있다는 것을 우리는 잊지 말아야 합니다. 세포에서 중요하다고 말하는 핵막이나 미토콘드리아, 엽록체와 같은 구조가 세균에는 포함되지 않지만 세포막, 세포벽, 세포질 등을 가지고 있고 발효, 호흡 등을 통해 에너지를 생성할 수 있는 물질대사가 가능하여 확실하게 생물체에 속한다 할 수 있습니다. 이에 비해 바이러스는 생물체로서의 특징과 무생물체로서의 특징을 둘 다 가지고 있는 것이 특징입니다. 바이러스가 가지고 있는 생물체로서의 특징은 숙주에 감염되었을 때 복제를 통한 증식을 한다거나 진화하는 등의 특징을 가지고 있는 것이라면, 무생물체로서의 특징은 단독으로는 증식할 수 없는 것, 물질대사를 할 수 없는 것 등을 말할 수 있습니다.
바이러스로 인한 전염병
바이러스는 수 천여 종류가 있지만 아직 알려져 있지 않은 것이 대부분이라고 합니다. 우리가 알고 있는 바이러스나 바이러스로 인한 질병을 떠올려본다면 감기, 독감, 사스, 메르스, 에이즈, 에볼라 바이러스 그리고 COVID-19 등이 있습니다. 감기와 같이 비교적 조용히 통과하는 질병도 있으나 바이러스로 인한 전염병은 수많은 사망자를 만들어 인류의 대재앙이 되기도 했습니다. 1918년 스페인 독감, 1957년 아시아 독감, 1968년 홍콩 독감에 이어 조류독감, 사스, 신종플루, 메르스 등은 모두 바이러스로 인해 많은 사망자를 발생시켰고, 최근에는 우리 모두가 겪은 COVID-19로 전 세계적으로 많은 피해를 겪었습니다.
바이러스의 감염, 진화와 이해
바이러스의 감염
앞서 설명한 대로 바이러스는 단독으로 살아갈 수 없어 세포나 세균과 같은 숙주 안에 기생하고, 기생해서 바이러스가 살아가는 동안 숙주세포는 감염되어 죽을 수 있습니다. 바이러스가 몸에 침입해서 들어가면 적당한 세포에 자리를 잡게 되고, 그 세포 속으로 바이러스의 유전물질을 침입시킵니다. 이 바이러스의 유전물질은 세포 안에서 새로운 바이러스를 복제하게 되고, 세포 속에서 복제된 바이러스의 수가 늘어나게 되면 이 바이러스는 숙주세포를 파괴하고 밖으로 빠져나오게 되는데, 이때 숙주세포는 망가져 죽게 되고 결국 우리 몸에 병이 생기게 되는 것입니다. 또한 바이러스에 의해서 우리 몸의 세포 안의 유전자 변형이 일어나게 되고 이로 인해 암세포가 만들어질 확률 또한 발생하게 됩니다. 우리 모두 알고 있듯이 감기 바이러스, 인플루엔자 바이러스, COVID-19 등은 호흡기를 통해 감염됩니다. 감염된 사람에게서 나타나는 기침, 재채기나 호흡기 비말을 통해 그 바이러스가 호흡기로 들어가 감염이 일어나게 됩니다. 바이러스에 감염되었을 때 이 바이러스와 싸워 이기기 위한 면역 반응이 몸 안에서 일어나게 되는데, 한 번 걸린 후 몸 안에 면역체계가 생기게 되면 그 바이러스로 인한 질병에는 다시 걸리지 않을 수 있습니다. 이러한 작용은 백신 개발의 원리가 됩니다. 백신에 대해서는 차후에 정리해 보는 시간을 갖도록 하겠습니다.
바이러스의 진화와 이해
바이러스는 복제 중에 유전적 돌연변이를 발생시켜서 유전적으로 다양해지고 진화하게 됩니다. 바이러스가 적응이 빠르고 진화능력을 갖고 있는 특성 때문에 우리 몸에서 일어나는 면역 체계나 치료에 저항해서 새로운 변종 바이러스가 생겨나기도 합니다. 우리는 이러한 바이러스의 특성과 진화를 잘 이해하고 효과적인 백신을 설계, 개발해서 바이러스성 질병이 우리에게 더 이상 큰 피해를 주지 않도록 해야 할 것입니다.