대한민국의학한림원 E-Newsletter No.27

코로나바이러스감염증-19(COVID-19)의 임상

울산대학교의과대학
서울아산병원 감염내과 교수
우준희

2019년 12월 원인이 불분명한 폐렴 환자들이 중국 Hubei성 Wuhan시 해산물 도매시장지역에서 발생한 것이 세계보건기구에 보고되었다. 이것이 석 달 만에 세계를 질병의 도가니에 몰아넣은 시초였다. 폐렴 환자의 호흡기 분비물에서 유전자서열분석으로 신종코로나바이러스(novel corona virus, nCoV)가 원인으로 발견되어 임시로 2019-nCoV로 부르다가, 2003년 유행하였던 중증급성호흡기증후군 바이러스(SARS-CoV; severe acute respiratory syndrome coronavirus)와 염기서열이 75-80% 일치하고, 2015년 우리나라에 위력을 떨쳤던 중동호흡기증후군바이러스(MERS-CoV; Middle-East Respiratory Syndrome coronavirus)와는 40-50% 일치하는 이 신종코로나바이러스를 세계보건기구와 바이러스학계에서 SARS-CoV-2로 명명하였다. 그리고 SARS-CoV-2에 의한 폐렴, 감염증을 COVID-19(coronavirus diseases 2019)로 정의하였다. 바이러스의 외피에 있는 스파이크 단백(spike protein)이 촘촘하게 돌출되어 있고 이 s protein은 호흡기분비점액에 친화성을 가지고 있어서 호흡기를 침범하여 감염을 유발하는데, 전자현미경으로 관찰하면 왕관모양으로 보인다고 하여 왕관(crown)을 뜻하는 라틴어 corona를 따서 coronavirus로 명명하였다. 잠복기는 최빈수가 4일(2-7일), 보통 14일 이내다

COVID-19 병태생리

코로나바이러스는 우리에게 생소한 바이러스이지만, 일반 국민들에게 감기 또는 상기도염의 원인으로 10-30%를 차지하는 드물지 않은 원인인 인체코로나바이러스(HCoV)로서 4가지(HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63, HCoV-HKU1)가 있었다. 그러나 이들은 특색 있는 세 가지 바이러스(SARS-CoV, MERS-CoV, SARS-CoV2)에 비해 인체에 심한 질병과 관련성이 적어 연구자들도 많지 않았고 논문도 역시 소수였다. 2003년 SARS-CoV가 인체에 질병을 유발하는 다섯 번째 CoV가 되었고, 2012년 Suadi Arabia에서 분리된 MERS-CoV가 여섯 번째, 그리고 중국 우한에서 분리 보고된 SARS-CoV2가 일곱 번째 CoV이다. CoV는 동물에서 기원하는 인체 감염의 특징을 지니는 인수공통감염병(zoonosis)의 원인 중 하나이다.

공기 감염인 결핵과 달리 COVID-19 은 비말(air droplet)로 감염되므로 당분간 사회적 거리두기 (social distancing)는 마스크와 함께 감염 관리의 기본이라고 정의할 수 있다. SARS-CoV, MERS-CoV는 상기도세포보다 폐상피세포를 감염시켰으므로 호흡기증상이 발현한 뒤 감염을 확산 전파시켰지만, SARS-CoV, MERS-CoV와 달리 SARS-CoV-2는 무증상기에도 전파시킬 수 있어 세계적으로 짧은 시기에 범유행(pandemic)을 유발하였다. 21세기 처음으로 WHO에서 3월에 범유행을 발표한 것도 이 때문이라 할 수 있다. 역학적으로는 MERS-CoV 유행 때 보고되었던 수퍼전파자(superspreader)의 역할도 주의할 필요가 있다.

COVID-19 증상

경증 또는 무증상 감염이 80%를 차지하고 있다. 호흡기 증상인 발열, 마른기침, 호흡곤란 등이 주 증상인데, 콧물, 재채기, 인후통은 거의 발현하지 않았고, 경증 폐렴은 흉부 방사선이나 CT소견에서는 침윤이 관찰되지만 임상증상은 거의 없거나 약간의 호흡기 증상만 있는 경우이다. 연구 보고에 따르면 체온이 37.5’C 이하로 발열이 관찰되지 않은 환자도 절반에 가까웠다고 하여 임상에서 세심한 주의가 필요하다. 대부분 남성이 절반 이상, 성인이 주로 감염되지만 청소년층에서는 COVID-19 검사를 하지 않거나 경증의 증상을 무시하고 지낼 수 있어 감염자에서 누락될 수 있다. 경증 환자가 80%, 중증 환자가 15%, 입원하여 중환자가 되는 비율은 5%로 알려졌다. 간혹 COVID-19 무증상 감염이나 경증 환자에서 2-3일만에 급격하게 진행되어 중증 폐렴, 급성호흡곤란증후군, 패혈증, 패혈성 쇼크로 사망에 이르게 되는 경우도 보고되고 있다.

COVID-19 진단

역학적 자료와 임상 증상이 중요하다. 검사소견으로는 백혈구 특히 림프구감소증이 발현되고 간효소치 증가, C반응 단백이 증가하지만 비특이적인 소견이 대부분이다. 흉부방사선 검사에서는 초기에 정상소견으로 관찰되다가 2-3일 지나면 다초점성 혼탁 침윤이 말초부위에 증가(peripheral multifocal increased opacity)하는 경우가 많다. 확진 초기 폐렴이 악화되어 입원했던 환자는 이동성흉부방사선 촬영(portable Chest Xray )은 하였지만 흉부 CT 촬영을 하지 못한 예가 있었다. 실제 이동성흉부방사선 촬영기는 방역 목적의 소독과 접촉 방지를 위한 조치를 비교적 쉽게 하였지만 같은 목적을 위한 흉부 CT 촬영기 작업에는 상당한 노력과 시간이 필요하였다. 흉부 CT는 바이러스감염 초기 0-2일 까지는 정상 소견이었다가 3일 이후 주로 말단부위 여러부위에 간유리혼탁 또는 경변이 관찰되고 있다. 시간이 경과하고 악화되어 중환자진료가 필요한 경우 폐침윤이 확산되고 양측으로 침범되는 경우가 많다.

SARS-CoV-2 감염의 확진은 바이러스 RNA를 실시간 역전사중합효소연쇄반응법(Real time Reverse transcriptase Polymerase Chain Reaction)으로 시행한다. 검사 시간으로 6시간이 요구되고 있어 신속 진단법이 등장하였지만 민감도, 특이도(sensitivity, specificity)등의 검토가 필요하여 아직 임상에 적용하는 데는 시간이 걸릴 것이다. 범유행이라는 긴급상황조건하에 외국에서는 적용하는 지역도 있다. 항체검사(serologic assay)는 인간의 감염 빈도를 평가할 수 있고 인수공통감염병의 숙주에서 감염확산정도를 알 수 있으며 지역사회 감염에서 초기에 고려하였던 것보다 더 많이 확산되었는지 여부를 평가할 수 있으므로 개발이 필요하다.

COVID-19 치료 및 예방 백신

신약으로 연구되는 약제가 없는 것은 아니나, 신약개발시간을 단축시켜 경제성을 높이기 위하여 다른 효과로 인정받은 약제를 SARS-CoV-2 치료후보군으로 치료에 대한 임상연구를 진행하는 것이 많다. 이를 drug repositioning이라 하는데 이는 과거 SARS-CoV, MERS-CoV나 또는 RNA virus에서 신약 개발 경험의 산물이다.

SARS-CoV-2 치료제는 미국 FDA가 신속 인정한 remdesivir가 있으나 완전하게 유효성이나 독성 검사를 마친 약제가 아니고 pandemic 상황에서 필요한 상황이라고 사회적 여건에 따라 인정하였기에 임상에서 사용할 때 주의를 요한다. 치료 후보 물질로 대상에 오른 chloroquine은 효과가 뚜렷하지 않았고 Lopinavir/ritonavir 등 HIV 치료제를 포함하여 여러 후보 약제가 임상연구 중이다.

현재 SARS-CoV-2 예방 효과를 인정받은 백신은 없다. 해외에서는 Moderna사에서 제조한 예방 백신이 임상2상에 진입하였고 그 외 다른 제약회사의 후보 물질이 여럿 있으며 우리나라에서도 백신 개발에 경쟁적으로 노력하고 있다.

결론

21세기에 범유행을 유발한 COVID-19은 응급으로 인정된 remdesivir 외에는 치료제와 예방백신이 개발되지 않아 사람들에게 미지의 질병에 관한 두려움을 야기하고 있다. 사망자가 적지는 않으나 아직 부검 예가 많지 않아 병인론이나 병리소견은 물론 여러 의학적 질문에 해답을 제시할 만큼의 정보가 충분하지 못한 실정이다. 과거 경험했던 SARS-CoV, MERS-CoV에서 획득한 지식을 바탕으로 하여 새로운 SARS-CoV-2 감염, 즉 COVID-19에 대한 임상과 연구를 진행하면 난관을 극복할 수 있을 것으로 생각한다.