과학자들은 뎅기열의 반복 사례가 일차 감염보다 더 심각한 이유를 밝힙니다.

전 세계적으로 뎅기열 발병 사례가 크게 증가하고 있으며, 여러 차례 발병 사례가 발생하면서 모기가 옮기는 이 심각한 질병에 걸릴 위험이 더 높은 사람이 누구인지에 대한 새로운 의문이 제기되었습니다.

중남미, 사하라 이남 아프리카, 동남아시아, 그리고 인구 밀도가 높은 섬들이 있는 남태평양의 넓은 지역을 포함하는 소위 "뎅기열 벨트"에서 감염 발생률이 10배나 증가했습니다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 뎅기열은 세계에서 가장 널리 퍼지고 가장 빠르게 증가하는 매개체 매개 질병입니다.

미국 보건 기구(Pan American Health Organization)는 4월에 발표한 보고서에서 2024년 1분기 동안 아메리카 대륙에서만 520만 건 이상의 확진자와 1,000명 이상의 사망자가 보고되었으며, 2023년 같은 기간에 비해 상당한 증가세를 보였다고 밝혔습니다.

다른 뎅기열 발생 지역 에서도 비슷한 상황이 관찰됩니다. 매개체 통제 실패와 지구 기후 변화가 맞물려 피에 굶주린 모기가 폭발적으로 증가하면서, 이전에는 뎅기열이 없다고 여겨졌던 지역으로 모기 떼가 이동하고 있습니다. 암컷 모기만이 알을 낳기 위해 끊임없이 피에서 영양분을 얻기 때문에 피를 빨아먹습니다.

태국에서는 20년 넘게 뎅기열 모니터링을 실시해 왔으며, 이를 통해 세계가 리더십을 가장 필요로 하는 이 시기에 많은 질문에 대한 답을 얻을 수 있었습니다.

이 연구 결과는 바이러스학자들이 아형(subtype)이라고 부르는 뎅기 바이러스의 다양한 하위 그룹이 향후 중증 감염 위험에 어떻게 영향을 미치는지 보여줍니다. 일반적으로 경증의 첫 감염 후 후속 발병에서 감염된 사람들은 후속 감염으로 인해 중증 질환에 걸릴 위험이 상당히 높다는 것은 수년 전부터 알려져 왔습니다. 이번 새로운 연구는 15,000건 이상의 사례를 분석하여 그 이유를 최종적으로 밝혀냈습니다.

Science Translational Medicine에 게재된 논문에서 국제 과학자 팀은 네 가지 뎅기 바이러스 아형(DENV-1, 2, 3, 4)이 중증 감염 재발 위험에 어떻게 영향을 미치는지 설명했습니다. 이러한 연구 결과는 질병 모니터링의 새로운 기반을 제공하고, 새로운 뎅기 백신이 출시됨에 따라 예방 접종 전략의 토대를 마련합니다.

연구팀은 또한 열대성 질병인 뎅기열은 전 세계적으로 유행하는 다른 흔한 바이러스성 질병과 관련하여 이해할 수 있다고 강조했습니다.

뎅기열 연구의 주저자인 린 왕 박사는 "SARS-CoV-2와 인플루엔자 같은 바이러스는 인구 면역의 선택적 압력에 대응하여 유전적 구조를 지속적으로 변화시킬 수 있기 때문에 통제 노력이 복잡해진다"고 말했습니다.

"매년 1억 명 이상을 감염시키는 아르보바이러스인 뎅기 바이러스의 경우 상황은 훨씬 더 복잡합니다."라고 왕 박사는 덧붙였다. "뎅기 바이러스에 대한 항체 역가가 높은 사람들은 감염과 중증 질환 발생으로부터 보호받습니다.

"그러나 중화 항체가가 낮은 사람들은 항체 의존적 증강을 포함한 여러 가설적 메커니즘을 통해 중증 질환에 걸릴 위험이 가장 높은 것으로 나타났습니다."라고 영국 케임브리지 대학교 유전학과의 연구원인 왕이 말했습니다.

뎅기열 감염은 잠행성일 수 있습니다. 감염 후 다음 발병 시 재감염된 일부 환자는 두 번째 감염 시 더 심각한 증상을 경험할 수 있습니다. 그러나 대부분의 뎅기열 재감염 연구에서는 각 혈청형을 다른 혈청형과 구별할 수 없는 것으로 간주했다고 왕 교수와 동료들은 지적하며, 잠재적 위험을 더 잘 이해하기 위해서는 각 혈청형의 유전적 차이를 평가해야 한다고 강조했습니다.

더 명확한 그림을 그리기 위해 연구진은 15,000명 이상의 환자를 대상으로 각 혈청형을 연구하여 첫 뎅기열 감염이 이후 감염보다 일반적으로 경미한 이유를 파악했습니다. 왕 박사는 태국 방콕에 있는 두 곳의 센터, 미국의 여러 연구소, 그리고 프랑스의 한 곳과 협력했습니다.

각 바이러스 혈청형이 중증 질환 위험에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 왕 교수와 동료들은 바이러스의 유전적 데이터를 분석했습니다. 또한 뎅기열 환자의 입원 기록을 분석하여 어떤 바이러스 아형이 감염을 유발했는지 파악했습니다. 연구진은 방콕의 한 어린이 병원에서 1994년부터 2014년까지 21년간 뎅기열을 감시하여 15,281건의 사례를 수집했습니다. 이를 통해 모든 감염 사례에서 반복 발생 사례와 각 바이러스 혈청형을 확인할 수 있었습니다.

연구진은 소아 환자의 병원 기록을 활용하여 입원과 환자가 서로 다른 뎅기 바이러스 혈청형에 감염된 순서 사이의 연관성을 발견했습니다. 또한 어떤 바이러스 아형의 조합이 경증 또는 중증 뎅기열을 나타내는지도 확인할 수 있었습니다. 예를 들어, DENV-3과 DENV-4처럼 서로 매우 유사한 혈청형에 감염된 사람, 또는 DENV-1과 DENV-4처럼 매우 다른 혈청형에 감염된 사람은 재감염 시 중증 질환 발병 위험이 낮았습니다.

그러나 혈청형 간 차이가 크지 않은 환자들은 이후 감염 시 중증 증상을 보일 위험이 더 높았습니다. 이 범주에서 가장 높은 위험군은 DENV-2에 먼저 감염된 후 DENV-1에 감염된 환자들이었습니다.

이 새로운 연구는 일반 대중에게는 직관에 어긋나는 것처럼 보일 수 있는 이 질병의 위험성을 명확히 보여줍니다. 예를 들어, 뎅기열에 새로 감염된 대부분의 사람들은 매우 가벼운 증상을 보이거나 전혀 증상을 보이지 않습니다. 하지만 뎅기열에 걸린 사람들의 주요 증상은 발열, 두통, 몸살, 메스꺼움, 발진이며, 중증 감염 시 악화됩니다.

100년 이상 동안, 뎅기열이 심하게 발생하면 극심한 통증과 근육 경련이 나타나기 때문에 "뼈가 부러지는" 열병이라고 불렸습니다.

이 바이러스는 열대 및 아열대 지역에서 뎅기열을 옮기는 이집트숲모기와 흰줄숲모기(Aedes aegypti)에 의해 전파되는데, 이 모기들은 뎅기열 벨트에 서식합니다. 북위 35도에서 남위 35도 사이에 위치한 이 벨트는 전통적으로 뎅기열을 옮기는 모기의 서식지였지만, 과학자들은 기후 변화가 지속됨에 따라 뎅기열 모기의 서식지가 북쪽으로 확장되고 있다고 말합니다.

왕 박사는 이번 공동 연구를 통해 이후 심각한 뎅기열 감염에서 면역 체계 기능을 더 잘 이해할 수 있는 기반을 마련했다고 말했습니다.

"이러한 결과는 면역 각인이 뎅기열 발병 위험을 판단하는 데 도움이 되고, 인구 집단의 변화하는 위험 프로파일을 모니터링하고 백신 후보군의 위험 프로파일을 정량화하는 방법을 제공한다는 것을 시사합니다."라고 왕 박사는 결론지었습니다. "뎅기열 백신이 보급됨에 따라 면역 각인의 중요성은 더욱 커질 것입니다."

해당 연구의 결과는 Science Translational Medicine 저널 에 게재된 논문에 자세히 설명되어 있습니다.