[바이러스 폭풍의 시대] 네이선울프, 바이러스를 예방하기 위해 우리가 알아야 할 것은 무엇인가

■ 나의 한마디

≫ 바이러스와 박테리아를 생각하면 과연 신은 존재하고 우리를 심판할까를 생각한다. 우리는 수 많은 바이러스를 이용하여 또 다른 바이러스와 박테리아를 백신이란 이름으로 학살하는데, 우리는 그것을 당연하다는 듯이 받아들인다. 생각해보면 돼지라는 종이 닭을 길들이고 있다고 가정하면 인간들은 그것을 보고 가만히 두지 않을것이다. 한 종족이 다른 종을 길들인다는 것 자체가 인간에게 위협적이므로 그 종을 말살할 것 이다. 수 많은 종(바이러스,박테리아,기생충,동,식물,동일 종)을 학살하는 인간, 자신의 편의를 위해 무엇인가를 길들이는 인간을 과연 신은 편애해줄까? 기도한다고 천국으로 갈까? 의심해야 할 부분이다.

■ 목차

1. 몰려드는 먹구름들 

2. 공포의 판데믹 시대

3. 바이러스 사냥

■ 읽기에 앞선 바이러스 기본 상식

1. 바이러스의 단백질막에는 목표로 삼은 숙주세포의 벽에 있는 수용체^[각주:1]라 불리는 꼭 맞는 ‘열쇠’가 있다. 이 열쇠가 자신에게 꼭 맞는 세포 자물쇠를 찾아내면 그 세포 조직의 문이 열린다. 그럼 바이러스는 숙주세포에 들어가 세포 조직을 강탈해서 성장하고 번식한다.

2. 지상에 존재하는 생명체는 대략 두 부류로 나눠진다. 하나는 비세포생물이고, 하나는 세포 생물이다. 바이러스는 비세포생물이고, 박테리아는 세포생물이며 엄연히 다르다.

3. 바이러스는 스스로 이분해되어 세포를 하나 더 만들 수 있고, 숙주세포에서 복제될 수 있다. 그때 오류가 끼어든다면 성적 교합 없이도 후손이 생겨나고, 그 후손이 부모와 같지 않을 수 있다.

■ 왜 읽었는가?

≫ 바이러스와 박테리아에 대한 기본 지식을 알고 싶었다.

≫ 바이러스의 역사(기원)가 궁금했다.

■ 내 마음대로 책 내용 3줄 요약

≫ 유인원은 우리와 비슷한 바이러스 20%를 갖고있으며, 아직 밝혀지지 않은 바이러스를 머금은 창고와 같다. 이 바이러스들은 언제든 변이를 일으켜 우리에게 해를 입힐 수 있다.

≫ 바이러스 박테리아 기생충 3가지 중, 주로 다루는 것은 바이러스이며, 백신 또한 바이러스이며 바이러스는 박테리아도 병 들게 할 수 있다.

≫ 우리는 주로 사람과 사람간의 병원균이 옮는다고 생각하지만, 도시에서 살기 때문이다. 초기 전염 주범은 항상 동물이다.

■ 인상깊은 문구 내 마음대로 적기

≫ 많은 세포생물의 게놈^[각주:2] 수는 수십억 개에 달한다. 예컨대 인간에게는 약 30억 개의 염기쌍(유전정보 조각들)이 있고, 옥수수에는 약 20억 개의 염기쌍이 있다. HIV와 에볼라 바이러스처럼 유전정보로 DNA보다 RNA를 사용하는 바이러스들에게는 유전정보를 담은 염기쌍이 평균 약 1만 개 정도에 불과하다.

≫ 바이러스는 상대적으로 적은 유전자의 한계를 극복하기 위해서 다양한 수법을 동원한다. 달리 말하면, 다양한 수법을 활용해서 게놈의 힘을 극대화한다. ‘중복판독틀(overlapping reading frame)’^[각주:3]이란 현상이 가장 눈에 띄는 수법이다. 중복판독틀을 지닌 바이러스는 동일한 염기쌍들로 이루어진 끈을 이용해서 3개까지 다른 단백질의 유전 암호를 지정함으로써 게놈의 효율성을 극대화하여, 적은 수의 게놈이 훨씬 강력한 효과를 발휘하게 만든다.

≫ 돌연변이 바이러스가 새로운 바이러스들을 폐사시키지만, 바이러스들이 생성해 낸 후손의 숫자가 많으면 일부 돌연변이체는 살아남아 부모보다 훨씬 강력한 힘을 지닐 가능성도 높아진다. 이런 경우 돌연변이체는 숙주의 면역체계를 성공적으로 이겨내고 신약에도 너끈하게 견뎌내거나 완전히 다른 종으로 숙주를 옮길 가능성도 높다.

≫ ‘생물은 유성생식체와 무성생식체로 이루어진다’ 하지만 바이러스와 여타 병원균은 이런 교과서에 의문을 제기할 수밖에 없는 방식으로 유전정보를 교환한다 다른 종류의 두 바이러스가 동일한 숙주에 기생할 경우, 때때로 그들은 동일한 세포를 감염시켜 유전정보를 서로 교환하는 토대를 마련한다. 이런 경우 두 바이러스에서 완전히 다른 유전자를 받아들인 모자이크 바이러스가 탄생할 수 있다. 유전자 재편성이 일어날 경우 어떤 바이러스들 사이에서는 유전자 조각 전체가 교환된다. 재조합 과정에서 한 바이러스의 유전물질이 교환되어 다른 바이러스로 들어간다. 이처럼 유전자가 혼합될 때 바이러스들은 신속하게 완전히 새로운 종을 만들어낼 기회를 얻는다.

≫ 낮은 개체 밀도는 병원체의 전파에 중대한 영향을 미친다. 감염은 확산되어야 한다. 개체군 크기가 작다면 감염이 확산되기가 무척 어렵다. 현격하게 줄어든 개체군 크기를 과학계에서는 전문용어로 ‘개체군 병목현상(population bottleneck)’이라 한다.

≫ 병원균은 크게 두 부류로 구분된다. 급성 병원균과 만성 병원균이다. 두 부류 모두 숙주 개체군이 소규모이면 충분히 활동하지 못한다. 급성 병원균(홍역, 소아마비 바이러스, 천연두)의 경우, 감염 기간이 짧고 개체들은 죽음을 맞거나 병후 면역력을 갖는다. 급성 병원균은 당신을 죽이거나 혹은 더 강하게 만든다. 급성 병원균에게는 상대적으로 개체수가 많은 집단이 필요한데, 그렇지 않으면 급성 병원균은 감염되기 쉬운 개체들에서 자신을 불사르며 개체들을 죽이거나 아니면 면역자를 남겨놓는다. 어떤 경우이든 급성 병원균은 소멸된다. 더 이상 감염시킬 사람이 없다면 그런 상황은 병원균에게 마지막이 되는 것이다.

≫ 만성 병원균(HIV와 C형간염 바이러스)은 숙주에게 장기적인 면역력을 주지는 않는다. 만성 병원균은 그저 숙주에 오랫동안 기생하며 때로는 숙주와 평생을 함께한다. 급성 병원균보다 소규모 개체군에서 생존하는 능력이 훨씬 높다. 하지만 심각한 개체군 병목현상이 닥치면 만성 병원균조차 멸종의 확률이 급격히 높아진다. 개체들이 죽고 그들이 그 병원균을 보유한 마지막 개체라면 그 병원균은 소멸되고 만다. → 만성병원균 또한 언젠간 사라질 수 있다

≫ 병원균의 밀도가 현저히 낮아진 개체군이 되었을 때, 개체군 병목현상으로 병원균 레퍼토리가 줄어드는 결과인 ‘병원균 청소(microbial cleansing)’가 상당한 역할을 했을 것으로 여겨진다.

≫ 물이 끓는 비등점 이상에서도 성장하고 번식하는 초고온균(hyperthermophile)처럼 일부 병원균은 뜨거운 온도에서 살아남을 수 있지만, 요리하는 동안 병원균에 열이 가해지면 병원균을 촘촘히 메운 단백질들이 열린다. 따라서 소화 효소들이 재빨리 그 틈을 파고들어 병원균의 모든 능력을 파괴해버린다. → 초고온균도 요리를 하면 괜찮을 수 있다

≫ 우리는 각 군에 속한 동물종의 수를, 각 군에서 유발된 주요한 인간 질병의 수로 나누었다. 그랬더니 유인원은 0.2, 인간과 관계없는 영장류는 0.017, 영장류가 아닌 포유동물은 0.003이었다. 반면에 척추동물이 아닌 동물은 거의 0에 가까웠다.

≫ 우리 조상이 병원균 청소를 거치는 시기 동안, 유인원 사촌들은 여전히 사냥을 계속하고 새로운 병원균을 받아들였다. 또한 인간 계통에서는 사라졌을 병원균들까지 여전히 보유했다. 인간의 관점에서 보면 유인원 계통들은 인간에게서는 사라진 병원균들의 창고였던 셈이다.

≫ 포유동물에 기생하는 대부분의 병원균은 인간이 아닌 다른 동물들에 존재한다. 적게 잡아도 지상에는 5,000종 이상의 포유동물이 있는 것으로 추정된다. 반면에 인간은 한 종에 불과하다. 다른 포유동물들을 통해 앞으로 우리를 감염시킬 수 있는 병원균이, 이미 우리를 감염시킨 병원균보다 많을 수밖에 없다. 

≫ 의학기술로 인해 인간들 사이에 병원균 교환이 증가된 가장 확실한 사례는 피의 사용이다. 수혈은 HIV와 그밖의 레트로바이러스, B형간염과 C형간염, 말라리아와 샤가스병 같은 기생충의 확산에 한몫한 것으로 여겨진다. 8장에서 다시 언급하겠지만, 흔히 광우병으로도 알려진 변종 크로이츠펠트 야콥병 같은 프리온조차, 수혈 전에 혈액을 보관하는 데 사용되는 비닐용기인 혈액봉지 안에서도 살아남을 수 있다.

≫ 수혈 횟수가 장기이식 횟수보다 월등하게 많지만, 생물학적 관점에서 보면 수혈보다 장기의 이동이 훨씬 더 위험하다 광견병이 자연 상태에서 인간에서 인간에게로 전염된 사례는 지금까지 발표된 적이 없다. 하지만 광견병 바이러스가 사람에서 사람에게로 옮겨간 사례는 10여 건 발표되었는데, 이 모든 사례가 감염된 장기를 이식 받은 탓이었다. 장기이식으로 전이된 휴면기의 감염증이 나중에 갑작스레 재발할 수도 있다.

≫ 다음 위험은 ‘바이오에러(bioerror)’다. 생물학적 테러(bioterror)와 달리 바이오에러는 인간의 실수에 의해 병원균이 우연히 방출되어 널리 확산되는 경우이다. 앞으로 수십 년이 지나면 일반대중도 상세한 생물학적 정보와 기법에 접근해서 단순한 병원균들을 배양하는 것이 가능해지기 때문에 생물학적 테러와 바이오에러가 급증할 것이다^[각주:4]. 대부분의 사람들이 생물학적 실험은 주로 안전한 연구실에서 진행될 것이라 생각하지만 실제로는 그렇지 않다.

≫ 공중보건이 모든 바이러스 병원균의 박멸을 목표로 삼을 필요는 없다. 치명적인 병원균을 통제할 수 있는 것만으로도 충분하다. 우리는 천연두의 박멸이 백신 덕분이라고 흔히 생각한다. 그러나 이 부분에 대해 좀 더 깊이 생각해볼 필요가 있다. 우리에게 ‘천연두 박멸’이라는 승리를 안겨주었던 백신은 실제로 순수한 바이러스였다. 달리 말하면 백신이란 개념은 어떤 바이러스를 생산적으로 이용해서 다른 바이러스와 싸운다는 뜻이다.

≫ 일부 정신질환도 병원균의 감염이 원인일 수 있다.^[각주:5] 병원균은 우리 행동에 영향을 미칠 수 있다.

≫ 미국 생물학자 제프고든은 비만자들의 미생물상이 똑같은 음식에서 얻을 수 있는 열량을 증가시킨다는 것도 입증했다. 게다가 정상적인 생쥐의 장내 미생물상을 비만인 생쥐의 미생물상으로 교체하면, 정상적인 생쥐의 체중이 눈에 띄게 증가한다는 사실까지 밝혀냈다. 우리 내장에 기생하는 박테리아가 비만과 중대한 관련이 있다는 뜻이다. → 언젠가 활생균(probiotics)과 항생물질을 결합함으로써, 우리 내장의 미생물상을 신중하게 교체해서 건강한 체중을 유지할 수 있는 방법을 찾을 것이다.

1. 수용체 : 세포에 존재하며 세포외 물질 등을 신호로 하여 선택적으로 수용하는 물질의 총칭. 일반적으로 세포막 상에 존재하는 특정 구조의 단백질(receptor protein)을 가리키는 경우가 대부분이며, 수용체와 결합물질 간의 구조적 특이성에 따라 세포는 수용체로부터의 자극에 응답한다. [본문으로]
2. 게놈 : 한 생물이 가지는 모든 유전 정보. '유전체'라고도 한다. 일부 바이러스의 RNA를 제외하고 모든 생물은 DNA로 유전 정보를 구성하고 있기 때문에 일반적으로 DNA로 구성된 유전 정보를 지칭한다. 유전자(gene)와 염색체(chromosome)를 합친 용어다. [본문으로]
3. 중복판독틀 : 중복된 글자를 이용하여 모두 의미가 있는 글자가 되는 의미. [본문으로]
4. 단순한 병원균 배양 가능설 : 정보기술IT 혁명의 초창기에는 컴퓨터 프로그래머만이 HTML(Hyper Text Markup Language) 같은 코드를 읽고 쓸 수 있었다. 그 후에는 프로그래머가 아닌 일반사람들도 코드를 읽고 쓰기 시작했으며, 이제는 누구나 블로그와 위키 및 게임에서 무리 없이 코드를 읽고 쓴다. 정보를 공유하는 모든 시스템이 그렇듯이, 고도로 전문화된 것으로 시작한 것이 어느새 보편적인 것이 된다. 1960년대 심장병 전문의들이 심장마비를 예방할 수 있을 거라고 생각하기 시작했던 때보다 대담한 발상은 아니다. 당시에는 그런 의학 발전이 혁명적으로 여겨졌지만 지금은 당연하게 받아들이고 있다. [본문으로]
5. 정신질환도 병원균의 감염이 원인일 수 있다 : 톡소플라스마는 설치동물의 뇌에 기생하며 특정한 신경회로에 영향을 주어, 고양이에 대한 두려움을 떨어뜨림으로써 굶주린 고양이의 배 속에서 자신의 생명주기를 끝낼 가능성을 높인다. 공수병에 걸리면 물을 두려워하고 공격성이 강해진다. 따라서 타액에 바이러스가 모여서 누군가를 물면 바이러스가 쉽게 옮겨갈 수 있다. 또 다수의 연구에서 정신분열병과 톡소플라스마에 대한 항체 사이의 상관관계가 밝혀졌다. 톡소플라스마로 인한 질병에 걸린 성인이 심리적 부작용을 겪은 사례들도 발표되었다. 정신분열병에 걸린 사람들이 그렇지 않은 사람들에 비해 고양이에 더 자주 노출되었다는 관찰 결과들도 있었다. [본문으로]