에이즈 ( AIDS; Acqired ImmunoDeficiency Syndrome )

HIV 감염의 가장 심한 임상 증상으로, HIV 바이러스에 의해 초래되는, 지속적으로 진전되는 면역 억제로 인한 기회감염, 암 발현, 그리고 생명을 위협하는 다른 상황을 초래할 수 있는 질환

면역억제 기전

Human Immunodeficiency Virus (HIV)는 세포성 면역력을 담당하는 T 임파구 중 helper T cell (T4 cell)에 감염되어, helper T cell을 감소, 소진시켜 면역결핍증을 일으킨다.

원인 : Human Immunodeficiency Virus (HIV)

1) HIV

레트로바이러스 (Retrovirus)로, 유전학적 정보를 RNA에 담고 있으며, 보통의 유전학적 정보 흐름과는 반대로 RNA에서 DNA로 전사 (transcription) 되는데, 이 과정은 역전사효소 (reverse transcriptase)에 의해 매개된다.

2) Type

HIV­1 : 침팬지 (chimpanzee)에서 유래

HIV­２: 검댕망가베이 원숭이 (sooty mangabey monkey; 긴꼬리 원숭이과)에서 유래

HIV는 아프리카의 영장류에서 유래되어 인간에게 전염되었으며, 이러한 종 전이 감염 (trans-species infection)은 질환의 독성도 (virulency) 증가와 관련이 있다.

인간과 관련된 감염은 HIV­1 감염이 흔하며, HIV­２도 인체에 면역결핍 질환을 일으키나, HIV­1 보다 덜 전염되고, 덜 치명적이다.

3) HIV­1

구형형 태 (spherical shape) 이며, 바깥쪽 막 (outer envelope) 을 가지고 있다. 이 막은 gp120, gp41 등의 당단백 (glycoprotein) 으로 구성된다.

Human Immunodeficiency Virus­1 (HIV­1) 은 외막 (envelop)에 있는 gp120분자를 통해, CD4+ T 임파구 (helper/inducer T cell)의 CD4 단백질에 결합하여, 감염을 일으키며, 지속적으로 CD4+ T 임파구를 감소, 소진시켜 면역결핍증을 일으킨다.

2. 감염 경로

성적 접촉, 오염된 주사기, 혈액 또는 혈액제제 (blood product)의 수혈

고위험군 : 호모 (homosexual), 혈관주사제 (마약) 사용자, 혈우병 환자, 수혈자, 성 파트너가 여러 명인 경우, 직업적인 성 접촉자, 다른 성병 감염자

HIV에 노출된 환자의 15% 는 전염됨

1회 성관계 시 0.1~0.3% 전염

스크린된 혈액제제 1회 수혈시 0.001%, 오염된 혈액제제에 노출 시 100% 전염

오염된 바늘에 1회 찔리면 0.5~1% 전염 (B형간염의 12%에 비해 전염율 낮다)

드물게 혈액-점막, 혈액-피부를 통한 (예: 혈액을 만짐) 전염도 가능하다.

정액의 교환이나 점막접촉 (mucosal contact)도 안전하게 여겨서는 안 된다.

3. 임상 경과

1) 접촉 2~4주 후 급성 전염성 다핵구증 (acute mononucleosis)과 유사한 증상, 1-2주간 지속. 발열 (fever), 임파선병증 (lymphadenopathy), 야간 식은 땀 (night sweats), 근육통, 관절통, 피부발진 (rash), 전신불편감 (malaise), 전신무력감 (lethargy), 인후통 (sore throat)

에이즈 피부발진 (rash)

이러한 증상은 HIV에 의한 바이러스혈증 (viremia), 혈청양성변환 (seroconversion)과 관계가 있다. HIV에 감염된 환자에서도 혈청 항체가 형성되며, 시험관 내에서는 이 항체가 바이러스의 감염력을 중화시키나, 생체 내에서는 바이러스 외막 (envelope)의 항원이 매우 다양하고, 빠른 돌연변이를 하고, 인체 면역반응을 침범하기 때문에, 그러한 항체의 존재에도 불구하고 감염된 환자를 보호하지 못한다. 감염 3~12주 째 발견 가능한 항체가 형성되며 (window period), 6개월이 넘어서는 혈청양성변환은 드물다.

2) 이후 평균 10년의 긴 잠복기 (prolonged clinical latency)를 거치는 동안, 바이러스 복제는 계속되고, 점진적인 면역 억제로 인한 기회감염, 암 발현, 그리고 생명을 위협하는 다른 상황을 초래할 수 있다.

3) 기회감염 및 악성질환의 발현

⓵ 기회감염 (opportunistic infection)

정상인에게는 잘 걸리지 않는, 면역억제 환자에게 많이 감염되는 질환

a. 폐포자충 폐럼 (Pneumocystis carinii pneumonia) : 간질성 폐렴

원충류로, 생체의 방어능력이 약하거나 심한 영양부족 상태에서 나타난다. 항암제나 면역억제재를 투여하고 있는 허약 환자에서 면역능력이 급격히 떨어진 경우 에도 나타난다. 특히 AIDS 환자의 60%에서 본 충이 발견되고 있어서 AIDS 진단의 지표로 사용된다. 잠복기는 20∼30일 정도이며 증상은 호흡곤란, 마른기침, 청색증(cyanosis) 등이 나타날 수 있다. 흉부 X선상에서는 특이한 간질성 폐렴 (interstitial pneumonia) 상을 볼 수 있다.

b. 톡소플라즈마증 (Toxoplasmosis)

고양이의 단세포 기생충인 톡소플라즈마 곤디 (Toxoplasma gondii)에 의해 초래되는 질환으로 뇌, 골격 근육, 심장, 눈, 폐, 림프절을 포함하여 모든 장기로 퍼질 수 있다. 정상적인 면역 방어체계를 가진 환자들 90% 정도는 아무런 증상을 못 느끼며 감염을 인식하지 못한다. 면역체계가 약화된 사람, 특히 후천성 면역결핍증 환자에서는 뇌와 연관된 증상이 나타난다. 눈을 침범하면 시야가 흐려지고 시야 내에 ‘점’이 보이며 눈의 통증과 함께 빛에 매우 예민해질 수 있다. 폐에 침범하면 호흡 곤란, 발열, 마른기침, 객혈, 결국에는 호흡 부전을 초래한다. 심한 뇌염을 일으켜 경련과 다른 신경학적 문제들을 초래할 수 있고 치료를 하지 않으면 뇌염으로 인해 사망할 수도 있다. 항말라리아제, 항생제로 치료한다.

c. 크립토코쿠스 뇌막염 (Cryptococcal meningitis)

크립토콕쿠스 네오포만스 (Cryptococcus neoformans)

인디안 잉크 염색 (Indian ink staining)에서 캡슐이 있는 곰팡이 (진균)

진균류에 의한 뇌막염은 건강한 사람들에게는 극히 드물게 발생하고 에이즈 같은 면역결핍 상태의 환자에게 발병률이 더 높다. 크립토콕쿠스 네오포만스 (Cryptococcus neoformans)가 가장 흔한 진균성 뇌막염의 원인이다. 진단을 위해서는 뇌척수액 검체를 확인해야 한다.

진균성 뇌막염은 오랜 기간 동안 많은 양의 항진균제 치료가 필요하다.

d. 기타 : 거대세포바이러스(CMV), 칸디다, 결핵균 감염증 등

⓶ 악성질환 (암) 의 발현

넓은 범위의 악성질환을 보인다.

여러 장기의 편평세포암, 악성 멜라노마, 고환암, 카포시 육종 (Kaposi’s sarcoma), 비호지킨 림프종 (Non-Hodgkin’s lymphoma), 침윤성 자궁경부암 (invasive cervical carcinoma)

a. 카포시 육종 (Kaposi’s sarcoma) : AIDS 환자에서 보이는 가장 많은 악성질환

2차 감염인 포진 바이러스의 동시감염 (Kaposi’s sarcoma-associated herpes virus)과 연관성이 있다. 발열, 야간 식은 땀, 체중 감소. 성기 주변, 하체의 피하, 피부조직 침범하여, 통증 없는 결절, 색소침착, 출혈과 통증을 동반하는 외성장 종괴, 림프부종 등을 형성, 진행되면 내부 장기를 침범한다.

진단은 생검으로 하며, 치료는 외과적 수술, 화학적요법 (chemotherapy)

b. 비호지킨 림프종 (Non-Hodgkin’s lymphoma)

주로 림프절을 침범하지만 피부, 뇌, 눈, 비강, 부비강, 타액선, 갑상선, 유선, 폐, 종격, 흉막, 위, 소장, 대장, 간, 고환, 난소, 뼈 등 온몸의 여러 장기를 침범할 수 있다.

c. 침윤성 자궁경부암 (invasive cervical carcinoma)

HIV 혈청 양성 반응을 보이는 여성에게 아주 많이 발생한다.

인체 유두종 바이러스 (HPV)의 동시감염이 중요한 역할을 담당한다.

4. 에이즈의 진단

1) 혈청학적 검사 (serologic test)

효소면역측정법 (ELISA)으로 HIV­1 항원에 대한 항체 (anti-HIV­1 antigen) 검출

2) 확진

웨스턴 블롯 (Western blot), 면역형광측정법 (Immunofluorescence assay)

3) HIV­1 항원 (HIV­1 antigen) 직접 검출법 : 감염 초기 질환의 진단

질환 초기의 window period 등 발견 가능한 항체가 없는 경우의 진단에 유용

5. 에이즈의 치료, 항바이러스 전략 (Antiretroviral strategies)

1) 감염 회피 (Avoiding infection)

바이러스에 대한 노출을 피하는 것, 현재로서 HIV­1 감염을 통제할 수 있는 유일한 방법. 교육이 중요하다.

2) 백신 (Vaccines) : HIV­1 감염을 예방할 수 있는 매력적인 전략이나, 어려운 장애물이 많다.

⓵ 항원의 다양성 (Antigenic variability)

숙주 (host)에서 항원으로 인식하는 HIV­1의 외막 (envelope)은 매우 다양하며, 외막 유전자 (env gene)의 아주 작은 변화에도 바이러스 표면의 매우 큰 변화를 초래한다. 따라서 항원에 특이적인 항체의 중화능력을 발휘하기가 어려워진다.

⓶ 백신을 실험할 좋은 동물 모델이 없다.

침팬지가 표준모델로 사용되나, 이런 큰 원숭이는 희귀하며, 유지비용이 비싸다.

사람 연구에서의 문제는 백신을 접종할 경우 혈청검사에서 에이즈 양성을 보일 것이며, 치명적인 바이러스로 인체에 도전하는 것은 도덕적으로도 용납되지 않는다.

⓷ HIV­1에 감염된 환자에서 HIV­1에 대한 항체가 생성됨에도 불구하고 AIDS가 발생된다.

3) 항바이러스 화학요법 (Antiviral chemotherapy)

⓵ Dedeoxynucleoside compounds

HIV­1의 역전사효소 (reverse transcriptase)를 억제

Zidovudine (ZDV) Azidotthymidine (AZT), Didanoside (ddI), zalcitabine (ddC)

⓶ CD4 단백질 (truncated, soluble CD4), Dextran sulfate

CD4 단백질은 HIV­1 감염 초기 단계에서 숙주세포에 바이러스가 결합하는 세포 수용체 (cellular receptor)로서의 역할을 한다.

T cell 기능에 방해를 주지 않으면서 바이러스의 감염을 방해한다.

Dextran sulfate도 CD4 위치에 결합하여 선택적으로 HIV­1 감염을 방해한다.

⓷ HIV­1 조정 유전자 억제자 (regulatory gene inhibitor)

⓸ 조합치료 (combination approaches) : 상기 ⓵, ⓶, ⓷ 의 조합

부작용, 독성은 줄이고, 항바이러스 치료의 효율은 높임.

* AIDS를 이해하기 위한 면역학 (Immunology)

우리 몸은 외부에서 침입하는 기생충, 균, 바이러스, 이물질, 그리고 내부의 암세포 등의 항원에 대응하는 면역력이 있으며, 이는 세포성 면역력 (Cellular Immunity), 체액성 면역력 (Humoral Immunity)으로 분류된다.

1 세포성 면역력 (Cellular Immunity)

1) 대식세포 (Macrophages)

biologically active mediators를 분비하여 임파구 (Lymphocytes)를 활성화 시킴

이물질, 다른 세포등의 항원을 포식 (phagocytize)하여 파괴한다.

2) 임파구 (Lymphocytes)

표면에 있는 수용체 (receptor)를 통해 항원에 특이하게 작용(Antigen-specific)하여 항원을 제거한다.

⓵ B 임파구 : 항체 (Antibody)를 생산하는 세포의 전구체 역할

⓶ T 임파구

지연성 과민증 (delayed hypersensitivity)과 항암 면역력 (tumor immunity) 등 세포성 면역의 핵심 역할을 담당한다.

a. CD4+ T 임파구 (helper/inducer T cell) : CD4 단백질 (protein)이 있는 T 임파구

Cytokine을 분비하여 주변의 임파구를 증식 및 활성화 시킨다.

Human Immunodeficiency Virus­1 (HIV­1) 은 외막 (envelop)에 있는 gp120 분자를 통해 세포성 면역력을 담당하는 CD4+ T 임파구의 CD4 단백질에 결합하여, CD4+ T 임파구를 감소, 소진시켜 면역결핍증을 일으킨다.

b. CD8+ T 임파구 (cytotoxic/suppresser T cell) : CD8 단백질 (protein)이 있는 T 임파구

활성화된 suppresser T cell은 세포독성을 발휘하여 직접 항원을 제거한다.

3) 림포카인 (lymphokines) & 사이토카인 (cytokines)

항원에 반응해 임파구 (lymphocyte), 단핵구 (monocyte), 대식세포 (macrophage)등이 분비하는 작은 분자량 (low-molecular-weight)의 단백질

monocyte – monokine

lymphocyte – lymphokine : interleukins, interferons, tumor necrosis factors

2 체액성 면역력 (Humoral Immunity)

면역글로불린 (Immunoglobulin; Ig : IgG, IgA, IgM, IgD, IgE)이 주된 역할

성숙된 B cell에서 분비되어, 항체를 형성함으로써 항원 도전 (antigenic challenge)에 대한 반응을 한다.

B 임파구 표면에서 항원에 특이적인 수용체 (antigen-specific receptor)로 작용한다.

특정 항원에 붙어서, 각종 2차 면역반응을 유도하여 항원을 제거한다.

2차 면역반응 : 보체 결합 (complement fixation), 생물학적 조정자 (biologic mediator) 분비

참고문헌

Campbell’s urology, 7th edition

Smith’s general urology, 4th edition

Clinical dermatology, Thomas P. Habif

매독 진단알고리즘 2012, 삼광의료재단