마르부르크 바이러스는 마르부르크병을 유발하는 치명적인 병원체입니다. 마르부르크병은 심각한 바이러스성 출혈열로, 1967년 독일의 마르부르크에서 첫 발병이 발생하여 이 이름이 붙여졌습니다.
이 바이러스는 그 이후로 여러 차례의 전세계적인 발병을 일으켰습니다. 그 특이한 특성 때문에, 연구자들은 바이러스의 구조와 전파 방법에 많은 관심을 기울여 왔습니다.
마르부르크 바이러스의 기본 정보 및 분류
마르부르크 바이러스는 필로바이러스과(Filoviridae)에 속하며, 에볼라와 같은 다른 동물 원인 바이러스와 함께 분류됩니다. 같은 종이지만, 마르부르크 바이러스의 서로 다른 계통은 핵산 수준에서 최대 21%까지 차이가 있습니다.
다른 바이러스 종들과 비교했을 때, 마르부르크 바이러스는 돌연변이 속도가 꽤 느리고, 균주 간의 변이가 상대적으로 크지 않습니다. 그 이유는 잘 알려져 있지 않습니다.
마르부르크 바이러스의 구조
마르부르크 바이러스는 특이한 형태를 가지고 있습니다. 막대 모양, 링 모양, 또는 가지 모양 등 다양한 형상을 가질 수 있습니다.
연구에 따르면, 약 30%의 바이러스 입자는 필라멘트 형태이며, 37%는 숫자 여섯 모양, 33%는 원형이라고 합니다. 다른 연구에서는 모든 마르부르크 바이러스 입자의 직경이 80nm로 측정되었으나(다른 연구의 평균 91nm와 비교하여), 길이는 매우 다양하다고 보고되었습니다.
마르부르크 바이러스 입자의 막은 숙주에서 유래하며, 바이러스 당단백질로 이루어진 스파이크가 덮여 있습니다. 이러한 스파이크는 부착, 수용체 결합 및 융합에 도움을 줍니다. 당단백질은 마르부르크 바이러스 입자에서 가장 큰 단백질 중 하나입니다.
바이러스 입자의 핵심부에는 리보핵단백질 복합체가 있으며, 이를 핵캡시드(nucleocapsid)라고 부릅니다. 이는 바이러스 RNA 유전자와 그에 관련된 핵캡시드 단백질로 구성됩니다. 핵캡시드는 RNA 유전자와 긴밀히 결합하여 나선형 모양을 제공합니다.
마르부르크 바이러스의 전파
마르부르크 바이러스는 동물에서 인간으로 전파되는 동물병이다. 즉, 바이러스가 동물 집단에서 지속적으로 존재하다가 인간에게 전파되는 방식입니다. 감염된 동물과 접촉한 인간은 다른 인간에게도 바이러스를 전파하게 됩니다.
마르부르크 바이러스의 동물병 특성 덕분에, 실험실 외부에서 발병이 발생할 수 있는 지역은 제한적입니다. 바이러스의 생태적 범위는 동아프리카와 중남부 아프리카의 특정 지역으로, 기후가 건조하고 개방적입니다.
예를 들어, 앙골라의 발병은 생태적으로 예측된 것이지만, 동아프리카와 연관되지 않은 첫 사건이었습니다. 최초의 독일 발병은 수입된 원숭이로부터 유래했습니다.
인간 간 전파는 침, 땀, 대변, 모유와 같은 체액의 직접 접촉에 의해 발생합니다.
연구에 따르면, 바이러스는 증상이 나타난 후 몇 주 또는 몇 달이 지나도 눈물, 정액, 간에서 발견될 수 있다고 합니다. 그러나 연구에 따르면, 감염된 인간으로부터의 마르부르크 바이러스 전파는 대개 가까운 접촉이 없고 보호 장비가 없는 상황에서는 발생하기 어려운 것으로 나타났습니다. 예를 들어, 장벽 간호가 없는 치료나 특정 장례 절차 중에 발생할 수 있습니다.
마르부르크 바이러스의 복제 주기
마르부르크 바이러스의 복제 주기를 연구할 때는 위험을 방지하기 위해 특정 요소가 없는 바이러스 버전을 사용합니다. 이러한 방식으로 우리는 진입, 복제 및 방출 과정을 이해하는 데 도움을 받지만, 실제 마르부르크 바이러스 입자의 형태적 특징과 단백질 조성을 이해하는 데는 도움이 되지 않습니다.
일반적으로 마르부르크 바이러스는 부착, 엔도사이토시스, 융합을 통해 숙주 세포에 들어갑니다. 부착과 융합은 마르부르크 바이러스의 당단백질에 의해 매개되며, 이는 C형 렉틴 또는 TAM 수용체 단백질 키나제를 결합합니다. 엔도사이토시스가 발생하는 방식은 잘 이해되지 않지만, 유사한 에볼라 바이러스와 비슷할 수 있습니다.
핵캡시드가 감염된 세포에 방출된 후에는 바이러스 RNA 유전자의 전사와 복제가 일어납니다. 여기에 7개의 단일 임의 mRNA가 전사되어 핵캡시드 단백질에 의해 포장됩니다.
새로운 핵캡시드는 이후 바이러스 방출이 일어나는 부위로 조달됩니다. 당단백질은 방출 부위로 모여 VP40가 필라멘트 형태의 바이러스 유사 입자의 형성과 방출을 유도합니다.
출처
- Brauburger, K. 외 (2012). 마르부르크 바이러스 연구 45년. Viruses. https://doi.org/10.3390/v4101878
- Towner, J.S. 외 (2006). 마르부르크바이러스 유전체학 및 앙골라에서의 대규모 출혈열 발병과의 관련성. Journal of Virology. https://doi.org/10.1128/JVI.00069-06
- Brainard, J. 외 (2015). 에볼라 또는 마르부르크 바이러스 질병 전파의 위험요인: 체계적 검토 및 메타 분석. International Journal of Epidemiology. https://doi.org/10.1093/ije/dyv307
