[인간의 삶과 역사 속의 미생물] COVID 19 조사과제

과제

조사과제: CoVid19에 대해 다음과 같은 관점에서 조사하여 제출하시오.

- 어떤 증상이 있는가?

- 이 병의 원인이 되는 바이러스는은?

- 우리나라와 전세계에서 얼마나 많은 사람들이 감염되고 사망하였는가?

- 이 질병이 우리나라와 전 세계적으로 미친 사회적, 경제적 영향은?

-이 질병에 대해 인류는 어떻게 대응하였는가?  

 

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인간의 삶과 역사 속의 미생물 과제

 

- COVID-19의 증상

 

코로나 바이러스 감염증(COVID-19)의 증상으로는 발열, 기침, 인후통, 비강충혈 및 콧물, 호흡곤란, 오한 및 떨림, 후각 및 미각 상실, 피로감, 근육통, 두통, 메스꺼움과 구토, 설사 등의 증상이 관찰되며, 일반적인 감기와 독감과 비슷한 증상이 나타납니다. 후각 이상 및 미각이상, 두통 ,어지럼증, 등의 신경학적 증상은 코로나 바이러스의 직접적인 신경계의 침범에 의해 나타납니다. 통상 코로나 바이러스 감염증의 잠복기는 약 2일~14일 정도이며 잠복기가 지난 후에 상기 증상이 나타납니다. 가장 최근에 밝혀진 코로나 바이러스의 변이형인 오미크론은, 2~4일의 짧은 잠복기를 가지고 있습니다. 코로나 바이러스 감염증은 여러 가지 합병증을 일으킬 수 있는데 합병증의 폐증상의 예로는 폐섬유화증, ACE2와 관련된 면역이상, 폐 및 상피세포 손상 등이 있습니다. 코로나 바이러스 감염증에 의한 사망자는 대부분 폐질환이 악화되어 사망하였습니다. 심혈관계 관련 합병증 증상으로는 심근경색, 심근병증, 부정맥 등의 증상이 보고되었습니다. 혈액과 관련된 합병증으로는 혈소판 감소, 림프구, 백혈구의 저하 및 혈액 응고 이상 증상이 보고되었습니다.

 

- CoVid 19의 원인이 되는 바이러스

 

COVID-19 증상을 일으키는 바이러스는 코로나바이러스과에 속하는 RNA virus로 사람과 동물, 조류의 호흡기를 통해 체내로 들어와 상부호흡기를 감염시키게 됩니다. 유행성 감염병 바이러스인 중증급성호흡기증후군(SARS)와 중동호흡기증후군(메르스)도 코로나 바이러스과에 속한 바이러스에 의한 질병입니다. 코로나 바이러스는 4가지 하위그룹인 알파코로나바이러스, 베타코로나바이러스, 감마코로나바이러스, 델타코로나바이러스로 각각 세분할 수 있습니다. 이때 사스와 메르스 바이러스는 베타코로나 바이러스에 속합니다. 코로나 바이러스는 RNA바이러스로, 단일가닥의 RNA(ssRNA)를 유전체로 사용하고 있습니다. 이 단일가닥의 RNA는 약 3만개의 염기쌍으로 이루어져 있습니다. 또한 코로나 바이러스는 외피로 둘러싸여 있고, 표면돌기(spike) glycoprotein을 가지고 있습니다. 표면돌기 당단백질은 숙주세포 표면에 있는 수용체와 결합하는 리간드로 작용하여, host range를 결정하는 요인입니다. ‘코로나 바이러스‘라는 이름은 이러한 spike가 왕관 모양, 코로나 모양(crown-shaped, corona)과 닮아 붙여지게 된 이름입니다.

 

- 우리나라 및 세계의 감염자 및 사망자 통계

 

대한민국의 경우, 2023년 8월 31일 기준으로, 코로나 바이러스 확진자는 34,571,873명이며, 사망자는 35,934명으로 통계청에서 집계하였습니다. 세계보건기구 WHO의 지난 2019년 12월 31일부터 2023년 11월 4일까지에 코로나 바이러스 감염증 통계에 따르면, 전 세계적으로 코로나19의 누적 확진자는 771,820,937명이며

누적 사망자는 6,978,175명으로 집계되었습니다. 따라서, 국내 코로나 바이러스 치사율은 0.1%로 집계되었으며, 전세계적으로 코로나 바이러스의 치사율은 0.9%로 확인되었습니다.

 

- CoVid 19이 우리나라와 전 세계에 미친 사회적, 경제적인 영향

 

코로나 바이러스의 유행은 인류에게 긍정적인 측면보다는 부정적인 측면으로 더 많이 작용하였습니다. 우선, 심리적인 요인으로는 “corona blue”라는 용어가 생길 정도로 코로나 바이러스 감염증에 의해서 행복도가 감소하고 우울증이 증가하는 현상이 심화되었습니다. 이는 정부의 사회적 거리두기 정책으로 인한 타인간의 상호작용의 단절, 혼자있는 시간의 증가 등이 원인인 것으로 판단되었습니다. 코로나 블루 현상을 극복하고자 일부 국가에서는 반려견 입양이 증가하기도 하였습니다.

한편, 경제적으로도 코로나 바이러스 감염증은 부정적인 영향을 미쳤습니다. 코로나 감염증 유행으로 인해 유동인구가 감소하였으며, 유동인구의 감소는 지역상권 및 점포, 관광지의 매출감소로 직결되었습니다. 특히 호흡기로 감염되는 전염병의 특성상 외식업종은 정부의 큰 제약을 피할 수 없었습니다.

 

-CoVid 19에 대한 인류의 대응

 

가장 먼저 인류가 취한 행동은 사람간의 접촉을 최소화하여 바이러스의 전파를 막는 것이었습니다. 마스크 쓰기를 법으로 의무화하였으며, 여러명이 같은 장소에 모이는 것을 금지하고, 손씻기를 생활화, 습관화하도록 정부차원에서 규제, 교육 및 독려하였습니다. 인구 밀집지역, 공공장소, 학교 등은 일시적으로 폐쇄되었고, 급기야 정부는 사회적 거리두기 정책을 실시하여 물리적으로, 사회적으로 개개인을 분리하여 코로나 바이러스의 확산을 최소화하고자 노력하였습니다.

 

다음으로, 인류는 코로나 바이러스 감염자를 확진하기 위해 코로나 바이러스 검사 키트를 만들어 보급하였습니다. 적은 비용으로 빠르게 많은 사람들을 검사하여 확진자들을 분리해내야 하기 때문에 신속항원검사 (RAT, rapid antibody tests)가 개발되었습니다. 신속항원검사는 면역 크로마토그래피 원리를 사용하였습니다. 면역 크로마토그래피는 항체를 사용하여 전염병 감염을 진단하는 기술입니다. 비강에서 추출한 용액을 검사키트에 떨어뜨리면 용액은 모세관 현상 때문에 검사지를 따라 이동하게 됩니다. 이때 용액은 표지항체와 먼저 만나게 됩니다. 이로인해 검사되는 용액은 표지가 붙은 항체와 만난 항원-항체 complex를 이룬채 이동합니다. 이후, test선의 항체와 만나게 되고, 코로나 바이러스의 특정 물질이 존재하면 test 선에 항원-항체 반응이 일어나 선이 표시되게 됩니다. 만일 코로나 바이러스의 특정 물질이 샘플 용액 속에 들어있지 않다면, 용액은 test선과 항원-항체 반응을 일으키지 않아 control 선 만이 표시될 것입니다. 샘플용액은 test선을 지나 control 선을 만나게 되는데 control 선은 양성, 음성과 무관하게 표시되는 선입니다. 특정 단백질 신속항원검사를 시행한 결과, control 선과 test선이 모두 표시되면 양성으로 진단되며, control 선만 표시되면 음성으로 판단합니다. 신속항원검사는 저렴한 비용으로 간단하게 보급할 수 있는 간이 검사이므로 위양성, 위음성 결과가 종종 나타납니다.

 

인류는 더욱 정확히 코로나 바이러스의 감염을 확진하기 위해 PCR 검사기법을 사용하였습니다. PCR 검사기법은 이름에서 알 수 있듯이 Polymerase Chain Reaction(중합효소 연쇄반응)을 사용한 검사방법입니다. 중합효소 연쇄반응은 소량의 타겟 DNA를 in vitro 내에서 대량으로 복제(증폭)하는 기법입니다. 한번의 사이클을 돌릴 때마다 2배씩 증가하므로 약 30번의 사이클을 돌리면 2의 30제곱 개의 DNA 조각을 얻을 수 있습니다. 이 기법은 1980년대 개발되었지만 40여 년이 지난 후 코로나 바이러스가 유행하며 인류의 생존에 큰 도움을 주었습니다. PCR 기법의 한 사이클은 3가지로 과정으로 구성됩니다.

 

1. denaturing

첫 번째 과정은 열을 가해서 복제하고자 하는 주형 DNA이중나선의 수소결합을 깨뜨려서 단일가닥으로 만들어 주는 과정입니다.

 

2. annealing

두 번째 단계에서는 온도를 낮춘후 5~10개의 뉴클레오타이드로 구성된 프라이머들을 첨가합니다. 첨가된 프라이머들은 단일가닥 DNA의 5`끝과 상보적인 서열을 가지고 있어 주형 DNA와 염기쌍을 형성합니다.

 

3. extension

마지막 단계에서 중합효소를 넣어주고 적절한 온도를 유지하여 주면 중합효소가 타겟 DNA를 주형삼아서 5`에서 3`방향으로 복제를 실시합니다. 상기 과정을 약 30번 반복하여 작은 코로나바이러스 유전자도 여러 개로 복제하여 높은 정확도로 확진자를 가려낼 수 있었습니다.

 

마지막으로, 인류는 코로나 바이러스에 대한 백신을 개발하기에 이릅니다. 2020년 12월 미국에서 최초로 pfizar, 모더나 등의 백신이 개발되어 사용승인을 받았으며, 전 세계 선진국들에서 경쟁적으로 독자적인 백신들이 개발되었습니다. 이러한 노력으로 인해 인류는 코로나 바이러스 감염증을 극복하고 적응하였습니다.

 

• 대한결핵 및 호흡기학회 학술위원회, 코로나바이러스감염증-19(COVID-19)의 합병증과 후유증
• https://ncov.kdca.go.kr/bdBoardList_Real.do 질병관리청 통계
• https://kosis.kr/covid/covid_index.do 통계청 코로나 19 감염자 및 사망자 누적 통계
• https://covid19.who.int/?gclid=Cj0KCQiA1KiBBhCcARIsAPWqoSruW96iB8RZKRZaldIFDrjWv8txSxVmCNC_ScFIiTbL9BUHrqHKK WHO 코로나 바이러스 상황판
• 코로나바이러스감염증-19 상황에서의 일상생활 변화와 관련된 요인
• https://terms.naver.com/entry.naver?docId=6199764&cid=43667&categoryId=43667 네이버 지식백과 신속항원 검사
• https://terms.naver.com/entry.naver?docId=2691481&cid=60261&categoryId=60261 네이버 지식백과 면역크로마토그래피
• https://www.si.re.kr/node/64651 서울연구원, 코로나 바이러스로 인한 경제적 손실
• https://www.nhis.or.kr/static/alim/paper/oldpaper/202105/sub/s01_04.html 건강보험공단- 코로나블루
• https://ncov.kdca.go.kr/ 질병관리청-코로나 바이러스 감염증
• https://www.amc.seoul.kr/asan/healthinfo/disease/diseaseDetail.do?contentId=33922 서울아산병원 질환백과- 코로나 바이러스 감염증