바이러스의 종류
아데노바이러스, 인유두종 바이러스는 DNA 이중 가닥을 써서 자신의 유전정보를 저장한다. 그 형태가 같기 때문에 오래 있을 수만 있다면 세포를 이용해 무한정 증식할 수 있다. 오랜 시간에 걸쳐 암을 일으키면서까지 계속해서 숙주 몸속에 머무르고 싶어 하는 이유다. 인플루엔자 바이러스는 RNA 가닥을 써서 유전정보를 저장한다. RNA 바이러스는 감염된 숙주세포 안에서 자신의 유전 정보를 복제할 때 먼저 이중 가닥 RNA를 만든다. 그런데 이중 가닥 RNA는 정상 세포 안에서는 절대로 있을 수 없는 물질이어서 세포는 금세 바이러스의 공격을 알아내고 집중포화를 퍼붓는다. 이후 바이러스는 다른 숙주로 이동하기 위해서 기침, 재채기를 발생시킨다. 숙주를 쓰러뜨리기 보다 활동 가능하게 두는 이유는 더 많은 숙주(인간)에게 전파하기 위해서다. 사이토카인 폭풍은 면역 능력이 강한 젊은 층일수록 더 세게 일어나며 면역체계의 과반응으로 인해 인체에 해를 끼친다. H5N1에 감염되면 사이토카인 폭풍 일어나고 결과는 50% 승률로 바이러스가 승리하며 숙주도 죽는다. 조류독감 사망자는 전 세계 400명을 넘지 않았다. 천연두 바이러스는 1979년 WHO 박멸선언을 했다. 바이러스가 살기 위해선 살아 있는 세포가 필요하다. 세포가 살아서 분열해야 바이러스가 증식된다. 천연두는 세포질에서 유전 정보를 스스로 복제할 수 있는 특이한 바이러스다. 세포핵의 도움을 받아야 하는 다른 DNA 바이러스와 달리 세포질에서 구할 수 있는 영양분, 물질 만으로 유전정보를 복제할 수 있다는 뜻이며 이는 숙주에 비친화적이라서 숙주(인간)의 치사율 높다. 레트로 바이러스는 숙주(인간) 친화적이라서 그들만이 갖고 있는 통합 효소로 자신의 유전 정보를 숙주의 유전 정보에 아예 끼워 넣어 버린다. 생식세포까지 전달돼 자손에 까지 이어지는 바이러스가 내생적 레트로 바이러스다. 쥐 같은 경우는 나쁜 내생적 레트로 바이러스가 발견된다. HIV(인간 면역결핍 바이러스)는 레트로 바이러스 대표적 예이다. HIV 감염자가 사망하는 이유는 HIV의 직접적 독성이 아닌 다른 병원체에 대항하기 위한 면역 능력이 파괴되기 때문이다. 대부분 사망까지 10년 걸린다.
바이러스의 기원
바닷물 1리터 안에 약 10억개 바이러스 존재한다. 바이러스의 기원 가설로는 첫번째 세포 퇴화설이 있다. 대표적 예로 폭스 바이러스(천연두), 헤르페스 바이러스(대상포진)가 있는데, 정상적 세포가 퇴화해서 유전체와 껍질 단백질만 남은 바이러스로 바뀌었다는 가설이다. 그러나 RNA 바이러스 기원을 설명하지는 못한다. 두 번째 세포 탈출설이 있다. 세포 유전체의 일부분이 세포를 벗어나 자기 복제와 물리적 보호에 필요한 효소와 구조 단백질을 얻으면서 바이러스가 탄생했다는 가설이다. 세 번째 독립 기원설이 있는데, 대표적 예로 레트로 바이러스가 있다. 즉 바이러스와 세포가 각각 독립적으로 출발해서 서로의 진화에 영향을 주며 오늘에 이르렀다는 가설이다. 인간 DNA의 8%가 레트로 바이러스와 관련이 있다. 인간이 생명 활동에 활용하는 유전 정보 전부를 합쳐도 5% 정도에 불과하다. 레트로 바이러스가 유전 정보를 복제할 때 자신들의 RNA 유전체를 DNA로 바꿔 끼워 완전히 통합시킨다. 레트로트랜스포존 계열의 유전 정보까지 더하면 인간 유전자에서 바이러스와 유사한 부분이 40%를 넘는다는 연구결과도 있다. 7억 년 전 등장한 곤충은 식물과 척추동물 사이를 오가며 바이러스의 활동 구역을 뒤섞기 시작했고 이로 인하여 바이러스의 진화가 복잡해졌다. 바이러스성 질환 환자 수가 늘어난 이유는 수명이 길어지면서 면역계가 약해진 탓이다. 헤르페스 바이러스(대상포진)는 평소에 아무렇지 않다가 면역계가 약해지면 발병한다. 바이러스는 DNA 또는 RNA 형태로 유전물질을 전달해 유전과 증식, 진화를 한다. 박테리아는 물질대사에 필요한 단백질을 스스로 합성하나, 바이러스는 숙주로부터 모든 생존물질을 얻는다. 박테리아는 세포막, 세포벽을 갖고 있으나, 바이러스는 중심부 핵산과 단백질 껍질이 전부다. RNA 바이러스로는 에볼라, 에이즈, 인플루엔자가 있고, 돌연변이가 잘 생긴다. 그만큼 예방이 곤란하다. 유전자 복제 오류를 스스로 교정할 능력이 없다. DNA 바이러스보다 돌연변이 발생확률이 약 10만~1,000만 배 정도 크다. 이에 반해 DNA 바이러스는 천연두, 헤르페스가 있으며 돌연변이가 잘 안 생긴다.
인플루엔자 바이러스의 여러 종류
인플루엔자 바이러스는 숙주의 종류와 게놈의 구조, 표면 당단백질 변이 정도에 따라 A형(팬데믹, 유행성 독감), B형(일반 독감), C형(약한 감기)으로 분류한다. 신종 인플루엔자 바이러스는 A형으로서 표면에 헤마글루티닌(HA)와 뉴라미니다아제(NA)라는 당단백질을 보유한다. 헤마글루티닌은 H1~H16까지 16종류이고, 뉴라미니다아제는 N1~N9까지 9종류이다. 두 당단백질 조합에 따라 총 144가지 아형(subtype)으로 구분된다. 헤마글루티닌은 바이러스가 숙주세포로 들어갈 때 필요하며, 뉴라미니다아제는 숙주세포에서 바이러스가 빠져나올 때 필요하다. 신종 인플루엔자 바이러스는 4가지 바이러스(북미 AI 바이러스, 인간 인플루엔자 바이러스, 유라시안 돼지 인플루엔자 바이러스, 북미 전통 돼지 인플루엔자 바이러스)의 RNA가 뒤섞여 생긴 변종이다. 돼지에서 바이러스가 재편성된 것으로 추정된다. 종간 장벽(species barrier)은 각 동물마다 질병 수용체가 달라서 다른 종간 질병이 발생되지 않는다. 조류 호흡기 상피세포에 있는 인플루엔자 바이러스 수용체(알파-2.3)는 포유류가 갖는 수용체(알파-2.6)와 다르다. 사람 폐 근처 하부호흡기에는 고병원성 조류 인플루엔자(H5N1) 바이러스에 감염될 수 있는 수용체(알파-2.3)를 적은 양이지만 추가로 갖고 있다. 스페인 독감(H1N1)은 1918~1919년 사이에 약 5억 명 감염자 중 10%인 5,000만 명이 사망했다. 1918 봄에 잠시 유행한 후 다시 재발한 것으로 보인다. 대부분 사이토카인 폭풍(cytokine storm)이 발생하여 사망했다. 타미플루, 릴렌자가 뉴라미니다아제의 기능을 막는 치료제다. 인플루엔자 바이러스가 호흡기 세포에 침투하면 바이러스 캡슐이 깨지고 RNA 8조각이 세포핵으로 이동하여 mRNA 만들고, mRNA가 세포핵 밖으로 나가 숙주 리보솜에 들어가 바이러스 단백질 만들며, 복제 유전자와 단백질이 합쳐져 바이러스가 수백만 마리로 증폭하고, 이후 숙주가 사이토카인이라는 다양한 신호 분자를 내보낸다.