코로나 바이러스 감염: COVID-19 감염을 중심으로

코로나바이러스 감염: Overview

• 사람 코로나바이러스(human coronavirus) 감염에 의한 급성 호흡기 감염증

병원체 

코로나바이러스(coronavirus)

• 코로나바이러스과(Coronaviridae)에 속하는 사람 코로나바이러스(Human Coronavirus)
  • 니도바이러스목(nidovirus family) > 코로나바이러스과(coronaviridae) > 코로나바이러스아과(coronavirinae) > 코로나바이러스(Coronavirus, CoV)

※ 코로나바이러스아과(coronavirinae)에 속하는 코로나바이러스 속(genus)

• 서열분석 및 항원성 연구에 따라 초기에는 세 군으로 나뉘다가, 현재는 4개 속으로 분류
  1. 알파코로나바이러스
  2. 베타코로나바이러스(SARS-CoV, MERS-CoV 포함)
  3. 감마코로나바이러스
  4. 델타코로나바이러스

이 중 알파 및 베타 코로나바이러스군에 사람을 감염시키는 사람 코로나바이러스(HCoV)들이 속해 있습니다.

주로 호흡기 감염을 유발하는 사람 코로나바이러스 

코로나바이러스는 현재까지 229E, NL63, OC43, HKU1, SARS-CoV, MERS-CoV, 2019-nCoV 이렇게 7종이 인체에서 병원성을 가지는 것으로 알려져 있습니다. 이 중 229E, NL63, OC43, HKU1는 상기도 감염의 10–30% 정도를 차지하며 치명률이 거의 없는 병독성이 약한 바이러스입니다.

• CAR CoV 감염은 전 세계 어디에서나 발생하고 있으며, 온도 및 기후 측면에서 종종 여름, 가을보다 겨울, 봄에 빈번하게 발생 
• 모든 사람 코로나바이러스는 일차적으로 호흡기 감염균으로 전 세계적으로 풍토병성(endemic, 사람에서 존재하나 사망률이 낮고 임상적으로 드문 질환)이며 성인의 상기도 감염의 10-30%의 원인을 차지

일부 코로나바이러스(예. SARS-CoV, MERS-CoV)의 경우, 동물-사람 종 간 감염을 일으키면서 인간에서 존재하지 않았던 신종 병원균의 출현을 야기할 수 있습니다.

코로나바이러스는 다른 RNA 바이러스와 마찬가지로, 증식 과정에서 돌연변이 및 빈번한 유전자 재조합 현상이 일어나며, 특히 결손 돌연변이가 주로 발생하는 것으로 알려져 있습니다.

구조

• 대략적인 크기는 27–34 kilobases로 현존하는 RNA 바이러스 중에서는 제일 큰 것으로 알려져 있음

1. 구조단백질
   1. spike glycoprotein (S protein)
      • 숙주 세포 수용체와 결합 시 필수적으로 작용하며, 감염시키는 숙주의 범위를 결정하는 요소
      • 전자현미경상에서 마치 왕관(crown)이나 후광(halo)이 있는 것처럼 관찰됨
      • = 이러한 의미를 담고 있는 라틴어 ‘corona’에서 그 이름이 유래되었습니다.
   2. hemagglutinin-esterase (HE) glycoprotein
      • 바이러스 입자의 세포 표면의 부착 및 유리 과정에서 중요한 역할 수행
   3. nucleocapsid protein
      • 바이러스 RNA 유전체에 결합하여 바이러스 입자 조립, 외피 형성, RNA 합성 과정에서 유전체를 안정화하고 포장하는 데 중요한 역할 수행
        
2. RNA
   • 유전체로서 약 30 kb 길이의 단일 가닥 RNA를 가짐
   • 바이러스 유전체인 RNA 자체가 전사체로 작용하는 양성 가닥(positive-strand) RNA 유전자에 해당
   • 유전자는 뉴클레오캡시드(nucleocapsid, N) 단백질, 매트릭스(matrix, M) 단백질, 작은 외피(small envelope, E) 단백질, 표면 돌기(spike, S) 당단백질 등의 구조 단백질을 암호화함

코로나바이러스 생활사

코로나바이러스의 생활사

• 표면 돌기(S) 단백질의 S1 도메인을 통해 숙주세포의 수용체 상호작용
• S2 도메인을 통해 막이 융합하면서 세포 내 침투
• 탈피(uncoating)가 일어나서 바이러스 RNA 유전체의 복제가 일어나는 장소인 세포질로 방출
• 바이러스 복제에 필요한 단백질 합성(유전체의 번역 과정에 필요한 요소를 숙주로부터 이용)
• 바이러스 복제 복합체(viral replication complex) 형성 → 전장 서열의 음성 가닥(negative strand) RNA 합성
• 합성된 음성 가닥은 양성 가닥 mRNA를 합성하기 위한 주형으로 작용
• 세포질에서 Nucleocapsid (N) 단백질과 유전체 RNA가 합체되어 나선형의 Nucleocapsid 형성
• ER과 Golgi를 거치면서 막(M), 외피(E), 표면돌기(S) 단백질 등과 합체한 후, 출아(budding)를 위해 세포내에서 이동
• 바이러스입자(virion)를 함유하는 소포(vesicle)가 세포막에 융합 → 엑소시토시스(exocytosis)를 통한 숙주 세포로부터의 유리(release)

발생현황

• 사람 코로나바이러스는 전세계적으로 분포하며, 일반 감기 10-15%의 원인균
• 계절성을 보여 겨울철에 가장 많이 발생

임상양상

• 잠복기: 2-4일
• 증상
  • 호흡기, 위장관, 신경학적 증상을 보일 수 있음. 호흡기 감염에서 50%는 무증상 감염
  • 국내자료에서 발열은 비교적 적고, 기침, 콧물, 코막힘이 상대적으로 흔한 증상. 그 외 근육통, 두통, 인후통, 가래 등도 동반
  • 기타: 소화기 증상이 발생할 수 있음

진단

진단을 위한 기준

치료

치료방법

• 대증 치료: 해열제 등 대증 치료
• 특이적인 항바이러스제 없음

관리

1. 환자 관리
   • 표준주의 및 기본적 개인 위생 수칙 준수
   • 증상이 있는 동안 가급적 집에서 휴식을 취하고 다른 사람과 접촉을 피하도록 권고
2. 접촉자 관리
   1. 증상 여부 관찰
      • 감염증상 발생 여부 관찰: 마지막 노출 후 4일간 관찰
      • 주로 발열, 콧물, 인후통, 기침, 코막힘 등의 급성 호흡기 증상(이외 위장관, 신경학적 증상도 가능함)
   2. 예방 목적의 약물 투여(예방화학치료): 일반적으로 권장하지 않음

COVID-19 감염: 개요

정의

※ 신종 코로나바이러스의 명칭

1. 초기
   • 우한 코로나바이러스(Wuhan coronavirus): 2019년 12월 중국에서 첫 환자에게 감염된 신종 코로나바이러스는 처음에는 유행이 시작된 지역인 중국 후베이성의 우한시(Wuhan) 이름을 따서 불림
2. 현재

ICTV: International Committee on Taxonomy of Viruses(국제바이러스 분류위원회)

① WHO는 2015년 보고서를 통해서 질환과 바이러스명을 지을 때에는 국가, 경제, 사람, 동물 등에 부정적 영향을 주는 명칭은 지양하는 것으로 결정한 바 있음

• 국내
  • 초기: 공문에서 중국 신종 코로나바이러스와 우한폐렴이라는 명칭 사용
  • 현재: 코로나 19라는 명칭으로 통일해서 사용

병원체

• Severe Acute Respiratory Syndrome-Coronavirus-2 (SARS-CoV-2)
• Coronaviridae family, Betacoronavirus genus Sarbecovirus subgenus에 속함
• 전도 기능 단일 가닥(Positive-sense single-stranded) 외피 RNA 바이러스
• 30 kb, enveloped, non-segmented, (+)ss RNA
• 바이러스 입자는 1개에 직경이 대략 0.05-0.2 μm임

인간을 감염시키는 것으로 알려진 7번째 코로나바이러스로, 사스(SARS-CoV)나 메르스(MERS–CoV)와는 다른 바이러스로 밝혀졌습니다.

COVID-19 감염: 진단

임상양상

진단

• Non-specific symptoms and radiological findings
• 상기도나 하기도에서 채취된 검체에서 RT-PCR 방법을 사용하여 SARS-CoV-2의 특정 유전자를 검출하여 진단

유전자 검사

• 실시간 역전사 중합효소연쇄반응법(Real time Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction, rRTPCR)

코로나19 바이러스가 가지고 있는 특이 유전자는 N, E, S, RdRp, Orf1a, Orf1ab 등으로 다양합니다. 이 가운데 어떤 유전자를 검출해낼 것인지는 국가마다 조금씩 다르지만 보통은 가장 변이를 덜 일으킬 것으로 보이는 유전자를 최소 2개 이상 검사해서 둘 다 '양성' 반응이 나타나는지를 보고 코로나19 감염 여부를 판별하고 있습니다.

검사실 검사

• 질환 특이적이지는 않지만, 몇 가지 특징 존재
  1. 백혈구: 정상 혹은 감소. 백혈구 감별계산상 림프구의 분율이 감소한 소견이 비교적 빈번
  2. 급성반응기 염증물질: erythrocyte sedimentation rate (ESR), C-reactive protein (CRP) 증가

영상 검사

환자의 증상이 경미하더라도 폐침윤이 심하다는 것이 특징적입니다.

• 주요 소견
  1. Compatible with atypical pneumonia (Unilateral < Bilateral)
  2. ground glass opacity (GGO), 양측 폐침윤(Bilateral patchy shadowing)
  3. Mainly in the lower lobes, less frequently within the right middle lobe

COVID-19 환자의 영상의학적 검사에서 임상의들이 해석에서 주의해야 할 점

1. 환자의 임상 증상이 경미하더라도 영상의학적 검사에서 폐침윤이 생각보다 급격히 진행된 경우가 많음
   가능성: 바이러스의 폐섬모와의 높은 친화도
2. COVID-19 환자의 경우 초기에 Chest X-ray상에서는 정상이나 Chest CT에서 이상소견이 확인되는 경우가 종종 있음

COVID-19가 의심되거나 확진된 경우는 증상의 경증과 관계없이 영상검사의 시행이 요구되며, 비록 X-ray에서 정상소견이라하더라도 이를 간과하지 말고 임상의의 판단에 따라 CT 검사를 보다 적극적으로 시행할 필요가 있습니다.

중증도 분류

• 환자의 중증도 분류는 측정 가능한 방법에 따라 현자에 맞게 수정하여 적용 가능

대한의사협회 환자 중증도 분류 기준

• 장기요양시설, 장애인 시설의 입소한 경우는 한 단계 상승
• 각 단계에서 기준 증상이 해결되고 48시간 지나면 한 단계 아래로 전원가능

증상: 두통, 기침, 인후통, 가래, 피로감, 근육통, 호흡곤란

※ 출처: 대한의사협회 코로나-19 대책본부 전문위원회(2020.3.5.) 

대한의사협회에서는 무증상의 기준을 의식이 명료하고, 50세 미만이며, 기저질환이 없으며, 열도 없고, 흡연을 하지 않을 때 무증상 환자로 보고 있으며, 이중 하나라도 벗어나면 경증이나, 해열제를 복용하여도 38도를 초과하고 호흡곤란 또는 영상소견상 폐렴의 소견이 있을 경우 중증으로 간주합니다.

중증도 분류 체계 및 정의(NIH 중증도 분류 체계 참조)

수정된 조기경고지수(Modified Early Warning Score, MEWS)

• 중증환자용 COVID-19 환자를 분류하는 점수체계

※ 조기경고점수(early warning score) 환자가 급격한 위급상태인지 여부를 판단하는 기준을 의미

• 중증도 분류에 대한 조치사항

영국 조기경고점수(National Early Warning Score, NEWS)

5점 이상 중등도, 7점 이상 중증

세계보건기구

※ 출처: Clinical Management of COVID-19 (Interim guidance) - WHO: 2020.05.27

• 고위험군은 중증으로 간주하여 병상 배정
  단, 60세 이상과 흡연자인 경우는 증상에 근거하여 의사의 판단으로 종합 병원 입원, 병원 입원 또는 생활치료센터로 입소

65세 이상, 당뇨와 같은 기저질환이 있거나 흡연자, 임산부, 그리고 산소포화도가 유지되지 않아 산소치료가 필요한 경우는 고위험군으로 분류하여 중증에 포함시켜 관리하도록 합니다. 

COVID-19 감염: 치료 및 예방

치료

치료방법

대한감염학회 권고안(2021년)

예방

• 여러 가지 백신이 개발되어 있음

참고자료

[코로나바이러스 감염: Overview]

• 질병관리본부. 2020년도 호흡기감염병(성홍열, 레지오넬라증, 급성호흡기감염증) 관리지침
• Lee SW, Kim JM. Coronavirus Disease 2019 (COVID-19): Pandemic and the Challenge of Public Health. Korean J Fam Pract. 2020;10(2):87-95

[COVID-19 감염: 개요]

• 중앙방역대책본부ㆍ중앙사고수습본부. 코로나바이러스감염증-19 대응 지침(의료기관용). 제 1-2판. 2020/12/31
• 중앙방역대책본부ㆍ중앙사고수습본부. 코로나바이러스감염증-19 대응 지침(지자체용). 제9-5판. 2021/1/22
• Lee SW, Kim JM. Coronavirus Disease 2019 (COVID-19): Pandemic and the Challenge of Public Health. Korean J Fam Pract. 2020;10(2):87-95
• Park SE. Epidemiology, Virology, and Clinical Features of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2; Coronavirus Disease-19). Pediatr Infect Vaccine. 2020 Apr;27(1):1-10
• Choi SH et al. Epidemiology and Clinical Features of Coronavirus disease 2019 in Children. Pediatr Infect Vaccine. 2020 Apr;27(1):11-23
• Kim KH et al. Guidelines for Coronavirus Disease 2019 Response in Children and Adolescents. Pediatr Infect Vaccine. 2020 Apr;27(1):24-34

[COVID-19 감염: 진단]

• 중앙방역대책본부ㆍ중앙사고수습본부. 코로나바이러스감염증-19 대응 지침(의료기관용). 제1-2판. 2020/12/31
• 중앙방역대책본부ㆍ중앙사고수습본부. 코로나바이러스감염증-19 대응 지침(지자체용). 제9-5판. 2021/1/22
• Lee SW, Kim JM. Coronavirus Disease 2019 (COVID-19): Pandemic and the Challenge of Public Health. Korean J Fam Pract. 2020;10(2):87-95
• Park SE. Epidemiology, Virology, and Clinical Features of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2; Coronavirus Disease-19). Pediatr Infect Vaccine. 2020 Apr;27(1):1-10
• Choi SH et al. Epidemiology and Clinical Features of Coronavirus disease 2019 in Children. Pediatr Infect Vaccine. 2020 Apr;27(1):11-23
• Kim KH et al. Guidelines for Coronavirus Disease 2019 Response in Children and Adolescents. Pediatr Infect Vaccine. 2020 Apr;27(1):24-34

[COVID-19 감염: 치료 및 예방]

• 대한감염학회. 코로나바이러스 감염증-19 (COVID-19) 약물 치료에 관한 대한감염학회 지침(요약본)(version 2.0). 2020/12/31

• 중앙방역대책본부ㆍ중앙사고수습본부. 코로나바이러스감염증-19 대응 지침(의료기관용). 제1-2판. 2020/12/31
• 중앙방역대책본부ㆍ중앙사고수습본부. 코로나바이러스감염증-19 대응 지침(지자체용). 제9-5판. 2021/1/22
• Lee SW, Kim JM. Coronavirus Disease 2019 (COVID-19): Pandemic and the Challenge of Public Health. Korean J Fam Pract. 2020;10(2):87-95
• Park SE. Epidemiology, Virology, and Clinical Features of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2; Coronavirus Disease-19). Pediatr Infect Vaccine. 2020 Apr;27(1):1-10
• Choi SH et al. Epidemiology and Clinical Features of Coronavirus disease 2019 in Children. Pediatr Infect Vaccine. 2020 Apr;27(1):11-23
• Kim KH et al. Guidelines for Coronavirus Disease 2019 Response in Children and Adolescents. Pediatr Infect Vaccine. 2020 Apr;27(1):24-34