2014년 2월 서아프리카 기니에서 에볼라바이러스 감염 사례가 확인되어 세계보건기구(World Health Organization)에 최초 보고되었고 기니 남부지역을 기점으로 지속적인 환자가 발생하여 인근 시에라리온과 라이베이아까지 확산되어 2014년 6월 1일까지 총 3개 국가에서 총 328명의 환자 및 208명(치명률 약 65%)의 사망자가 보고되었다[1]. WHO 보고에 의하면, 2014년 기니에서 발병한 에볼라바이러스는 콩고와 가봉(1994-1995)에서 발생한 Zaire 에볼라바이러스와 98% 상동성이 확인되었다[2].

바이러스 출혈열 바이러스과(Hemorrhagic fever viruses, HFVs)에는 4가지 종류(Filoviridae, Arenaviridae, Bunyaviridae, Flaviviridae)가 있는데, 에볼라 출혈열(Ebola hemorrhagic fever, EHF)은 이중 Filovirus과의Filoviridae의 에볼라바이러스(Ebola hemorrahagic virus) 감염에 의해 생기는 급성열성감염질환이다. 일반적으로 HFVs는 동물을 숙주로 삼고 arthoropod vector를 사용하는 것으로 알려져 있으나 filoviruses(Ebolavirus, Marburgvirus)의 경우에는 현재까지 밝혀진 바가 없다. 에볼라 바이러스는 매우 치명적이고 공격적인 병원체로 인간과 영장류 동물에서 60%가 넘는 높은 치사율 출혈열을 일으킨다. 에볼라바이러스는 발견된 지역에 따라 Zaire strain, Ivory Coast strain, Sudan strain, Reston strain로 명명하여 구분되며, Raston strain를 제외하고는 인간과 영장류 모두에게 감염되는데, 이 중 Zaire strain이 가장 높은 치사율을 보인다. 역사적으로, 1967년, filoviruses에 속하는 마버그 바이러스(Marburg virus)를 시작으로 약 1,500건의 인간발병 사례가 보고되어졌고 대부분의 사례는 아프리카에서 발생하였다. 1976년 아프리카 자이레(Zaire)에서 최초 에볼라 발병 이후 수십년간 아프리카 원주민들을 비롯하여 아프리카를 여행하는 여행자 및 침팬지, 고릴라를 비롯한 많은 영장류 동물들에게 큰 위협이 되어 왔다. 1976년 아프리카 자이레(Zaire)에서 발생한 에볼라 출혈열 사례의 27%정도가 주사기의 이중 사용으로 인해 감염되어 사망한 사례였으며, 특히 피부를 통해 감염되었을 경우 치명률이 가장 높은 것으로 나타났다[3]. 또한 1995년 아프리카 키윗(Kikwit) 사례의 경우, 환자와 신체 접촉 후 땀샘과 피부 표면에서 다량의 에볼라 바이러스 입자가 발견되었다[4]. 일반적으로는 혈액, 분비물, 감염환자의 피부조직에 직접적으로 노출되었을 때 감염된다고 보고된 바 있다.

에볼라 출혈열은 사람 간 전파가 가능하며 약 2일-21일 정도의 잠복기를 가지는데 이때 최소 1주일 가량은 특별한 증상을 나타내지 않으며 잠복기동안에는 사람 간의 전파도 나타나지 않는다[5]. 발병에 따른 증상은 고열, 발진, 출혈, 파종성 혈관내 응고 등이 있으며 치명률은 약 50-90%정도 이다[6][7]. 에볼라바이러스 진단법으로는 효소면역분석법(ELISA), RT-PCR, 바이러스 분리 등이 있다. ELISA와 RT-PCR은 감염병을 진단하는데 매우 효과적인 방법이나, ELISA 진단법은 에볼라 출혈열 발병 전에는(약 2주간) 바이러스 항체가 나타나지 않아 조기 진단이 어렵고 바이러스 분리를 통한 진단의 경우 에볼라 바이러스가 고위험병원체로 분류되어 생물안전 레벨4 실험실이 필수적으로 요구된다.

다른 감염병과 마찬가지로 에볼라 출혈열도 신속, 정밀 진단법이나 효과적인 치료제 등이 있다면 감염을 효과적으로 관리할 수 있을 것이나 현재로서는 백신 개발이 가장 좋은 방법일 것이다. 에볼라바이러스에 대한 백신 연구는 오래전부터 진행되어 왔으나 인간 뿐 아니라 영장류 동물에서조차 효과적으로 방어하는 백신은 아직 개발되지 않은 실정이다. 지난 몇 년 동안, Nancy Sullivan 박사가 주도하는 미국 NIH의 백신연구센터(Vaccine Research Center) 연구팀과 아프리카 현지 Robert Walsh 교수가 주도하는 영국 케임브리지 대학교의 열대의학연구소(Institute for Tropical Medicine Research) 연구팀이 에볼라바이러스에 대한 백신 연구를 주도해왔다. 미국 NIH 백신연구센터는 주로 재조합 및 바이러스 입자형 백신을 개발하는데 주력하고 있으며, 영국 케임브리지 대학교 연구팀은 최첨단 기술인 DNA 백신 제형으로 에볼라 바이러스 백신 개발 중에 있다. 최근에는 마우스와 침팬지를 대상으로한 에볼라바이러스 백신 개발에 대한 고무적인 결과를 발표하여 많은 기대를 키우고 있다[8].

약독화 생백신(live attenuated vaccine)
  90년대까지 기니아픽을 동물모델로 사용한 에볼라백신 연구는 약독화 생백신주가 대상이었으나 이러한 동물모델에서는 약독화 생백신 후보주 뿐만 아니라 후에 진행된 재조합 단백질 백신조차도 제대로 효과를 보이지 않았다. 다른 여러 종류의 병원체에 대해 성공적인 백신 개발에 기여하고 현재도 여러 가지 백신의 기본적인 형태인 약독화 생백신주나 재조합단백질 형태의 백신개발은 적어도 에볼라바이러스에 대해서는 20년 넘게 큰 진전을 보이지 않고 있다. 한편, 다른 바이러스에 비해 치사율이 높고 위험성이 매우 큰 에볼라바이러스의 특성을 고려한다면, 초기의 비리온(virion) 형태 등을 통한 생백신주의 개발은 잠재적인 위험성을 배재할 수 없으므로 성공적인 생백신 형태의 백신을 개발한다고 해도 허가나 사용에 제한이 많을 것으로 생각된다.

DNA 백신
  90년대 후반부터 2000년대 초반까지 에볼라바이러스에 대한 백신 후보물질로 유전자를 직접 주입하여 면역력을 증가시키는 DNA 백신형태의 개발이 꾸준하게 추진되어 왔다. 미국의 NIH 백신연구센터팀은 플라스미드(plasmid)라 불리우는 원형의 DNA 운반체(vector)에 에볼라바이러스의 주요 유전자(nuceoprotein(NP), envelope glycoprotein(GP)등을 삽입하여 이를 DNA백신 후보물질로 기니아픽과 마우스에 접종하여 상당히 우수한 방어능력을 보이는 결과를 얻었는데, 특히 GP를 이용한 DNA백신이 방어효능 뿐만 아니라 백신에 의해 생겨난 면역능력이 상당히 오랫동안 지속되는 효과를 보였다[9].

DNA백신이 마우스 등 설치류에서는 좋은 방어능을 보이나 인간이나 영장류 동물에서는 효능이 낮아 이를 개선하기 위해서 NIH의 연구팀을 비롯한 몇몇 연구팀들이 면역증강요법(prime boosting immnunization protocol)을 개발하고자 하였다[10]. 기본적으로 면역증강을 위해서는 몇 가지 다른 조합의 바이러스 벡터를 사용하여 인간과 영장류 동물 등 호스트의 면역반응을 보다 강하게 유도해보고자 하였는데, 플라스미드 대신 폭시바이러스 벡터(poxivirus vector)를 운반체로 사용한 경우에는 30배 이상의 세포면역(cellular immunity)증강 효과가 나타났으며, 안전성 강화를 위해 증식기능을 무력화시킨 아데노바이러스 벡터(adenovirus vector)을 운반체로 사용한 경우 원숭이에서 세포면역과 체액면역(humoral immunity)이 대폭 증강되어 치사량 이상의 에볼라바이러스에 감염된 원숭이를 효과적으로 방어하는 결과를 처음으로 얻어냈다. 비슷한 시기에 미국 육군감염병연구소(US Army Millitary Research Institute for Infectious Diseases, USAMRIID)에서도 유사바이러스 입자형(virus-like particle) DNA 백신을 개발하여 면역반응을 유도하는데 성공하였으며, 이후로 좀 더 다양한 실험을 통해 2006년 에볼라바이러스와 마버그바이러스의 유전자를 동시에 포함하는 vesicular stomatitis virus(VSV) 벡터를 이용한 백신 시험이 인간을 대상으로 시도되어 백신접종에 의한 일정한 면역력 유도효과를 얻은 바 있다. 이후 현재까지 아데노벡터타입, VSV 벡터타입 등 몇 가지 DNA백신제형이 초기 임상실험에 들어가 있다. 한편, 인간뿐만 아니라 아프리카를 비롯한 전 세계의 침팬지, 고릴라 등 영장류 동물을 멸종 위기로 몰고갈 수 있는 에볼라바이러스의 위협도 간과할 수 없는 문제인데, 캐임브릿지 대학의 Peter Walsh 교수가 이끄는 연구팀은 시험용백신(Experimental vaccine)으로 장기간에 걸친 실험에서 침팬지들을 완벽하게 방어하는 결과를 도출하여 에볼라백신에 대한 개발에 한걸음 더 가까이 다가가게 하였다.

인간의 면역 체계가 침팬지의 에볼라바이러스에 대한 면역반응과 동일하거나 유사하게 작용한다면 아마도 이 형태의 DNA백신제형은 인간에게 매우 유효한 형태의 에볼라 백신 후보물질로 시도될 수 있을 것이다.

에볼라, 라싸, 마버그 같은 고위험성 바이러스가 일으키는 위기상황을 대응하기 위한 가장 좋은 방법은 서두에서 언급한 것과 같이 백신의 개발 및 비축이다. 일단 감염될 경우 높은 치사율을 보이는 에볼라바이러스에 대해서는 발생에 대비하여 위험지역의 거주자들이나 에볼라바이러스 감염사례 발생 즉시 주변의 관련자들에게 백신을 접종하므로써 더 이상의 큰 피해를 막을 수 있는 가장 효과적인 수단으로 개발될 필요가 있으며, 효과적인 에볼라 백신의 개발은 지구상의 사람들로 하여금 에볼라바이러스의 확산을 수동적으로 추적하며 관리하는 공포스러운 상황이 발생하지 않게 해줄 것이다. 백신의 개발에 있어서 효능보다 오히려 더 중요하게 고려되는 요소가 안전성인데, 특히 에볼라바이러스와 같은 고위험병원체에 대한 백신은 안전성의 문제가 초미의 관심이 아닐 수 없을 것이다. 이런 이유로 미국과 영국의 연구진이 개발하고 있는 DNA백신제형은 아마도 안전성과 효능 측면을 모두 만족시킬 수 있는 가장 기대되는 에볼라백신 후보물질일 것이다. 이러한 백신 후보물질들이 성공적으로 안전성과 효능이 입증되어서 언젠가는 에볼라바이러스도 두창바이러스처럼 지구상에서 근절되는 날이 오기를 기대해 본다.

<참고문헌>

1. "Outbreak of Ebola in Guinea and Liberia". Centers for Disease Control and Prevention.
2. Baize et al. 2014. "Emergence of Zaire Ebola Virus Disease in Guinea", NEJMoa1404505
3. Ebola haemorrhagic fever in Zaire. 1978. Bull World Health Organ. 56:271-293.
4. Zaki SR et al. 1999. A novel immunohistochemical assay for the detection of Ebola virus in skin. J Infect Dis, 17.
5. Dowell SF et al. 1999. "Transmission of Ebola hemorrhagic fever; a study of risk factor in family members, Kikwit, Democratic Republic of the Congo, 1995. J Infect Dis. 179
6. Baron RC et al. 1983. Ebola virus disease in southern Sudan. Bull World Health Organ. 61:997-1003.
7. Bwaka MA et al. 1999. Ebola hemorrahagic fever in Kikwit, Democratic Republic of the Congo: Clinical observations in 103 patients. J Infect Dis. 179
8. Waefiled, Goetzmann, Biggins, Kasda, Unfer, Vu, Javad Aman, Olinger, Walsh. 2014. Vaccine captive chimpanzees to save wild chimpanzees. PNAS
9. Sullivan, NJ, Yang. Z, Nabel. GJ. 2003. Ebola virus pathogenesis; Implications for vaccines and therapies. Journal of Virology 77(18):9733-9737
10. Sullivan NJ, Martin JE, Graham BS, Nabel GJ. 2009. Correlates of protective immunity for ebola vaccines: implcations for regulatory approval by the animal rule. Nature review of microbiology 7(5):393-400