바이러스가 숙주세포 내로 들어가면 두 가지 현상이 일어날 수 있습니다.
-허용감염(permissive infection)은 바이러스 구조의 합성 및 조합이 이루어져 바이러스가 방출되는 감염입니다. 바이러스의 유전 재생산이 허용된다는 의미입니다.
-비허용감염(non-permissive infection)은 세포의 형질전환이 이루어지는 감염으로서 보통 숙주 세포의 유전체에 바이러스 DNA가 삽입됩니다.
1) 허용감염 (permissive infection)
세포가 바이러스에 감염되면 두 가지 이상의 후유증이 나타날 수 있습니다. 가장 흔한 후유증으로는 바이러스가 증식하여 세포용해성 또는 세포파괴성 감염을 일으키는 것으로, 세포는 죽고 급성 질환을 일으킵니다. 바이러스에 감염된 세포는 숙주 세포의 단백질과 핵산 합성 중단, 바이러스 입자 방출로 인한 세포 용해, 용해소체 효소의 세포 내 방출, 세포막 손상 등으로 인하여 죽는다.
바이러스 감염 결과 특히 조직세포 배양 시 바이러스에 감염된 세포에서 관찰되는 해로운 영향을 '세포병변효과'라고 합니다. 세포가 죽기 전, 감염 초기에 감염된 세포의 세포막에 특징적인 변화가 일어날 수 있습니다. 혈구흡착(haemadsorption)및 거대세포 형성이 그 예입니다.
*혈구흡착(haemadsorption) 세포막의 발아를 통해 세포로부터 방출되는 바이러스에서는 glycoprotein이 먼저 세포막에 삽입됩니다. 일반적으로 바이러스 외피단백질은 haemagglutinin으로서 이 단백질은 감염된 세포표면에 적혈구를 부착시키며 이러한 현상을 혈구흡착이라 합니다. 혈구흡착 현상은 실험실에서 바이러스에 감염된 세포를 확인하는 데 사용될 수 있습니다.
*거대세포 형성(giant cell formation) – herpes simplex및 HIV 같은 바이러스는 인접한 세포의 세포막을 융합시켜 다핵의 거대세포의 형성을 유도합니다. 바이러스 감염의 다른 표지자로는 핵 및 세포질 내 포함물(inclusion body)이 있습니다.
2) 비허용 감염 (non-permissive infection)
세포의 죽음은 바이러스 복제의 필연적인 결과는 아닙니다. 바이러스가 세포 내에서 복제하나 세포가 죽지 않는 경우에는 지속감염(persistent infection)이 계속 유지될 수 있습니다. 많은 바이러스가 지속감염을 일으킬 수 있으며 대표적인 예로는 hepatits B virus, papillomavirus, herpesvirus 및 retrovirus가 있습니다. 지속감염을 일으킬 수 있도록 하는 요인으로는, 바이러스의 낮은 병원성/항체 및 세포 매개 면역반응의 이상/interferon 생성의 이상/바이러스의 림프구 및 거대세포 감염 등이 있습니다.
지속감염은 네 가지 형태로 분류됩니다 : 잠복성, 만성, 종양원성, 및 지연성.
①잠복성(latent) 바이러스 감염 – 바이러스 핵산이 세포 내에 지속적으로 존재하는 경우로서 대부분 숙주 DNA에 삽입된 provirus(HIV, herpes simplex virus, varicella-zoster virus) 형태로형태로 존재합니다. herpes simplex virus 감염이 잠복감염의 대표적인 예이며 이의 잠복감염의 기전에서, 급성 감염 후 herpes simplex virus는는 감각 신경 섬유를 따라 후근 신경절까지 이동하여 잠복기에 검출되지 않으나 신경절의 조직 배양을 통해서는 분리될 수 있습니다. 숙주의 세포매개 면역반응을 통해 바이러스의 출현이 억제되지만 면역반응이 약화된 경우 재발하여 분비물을 통해 바이러스가 방출됩니다.
varicella-zoster virus 도 수년 동안 잠복감염하며, 잠복하고 있는 감각 신경절이 분포하는 피부에서 바이러스가 재발한 경우에는 대상포진(zoster, shingles)을 일으킵니다. 잠복감염은 특히 면역기능이 저하된 환자에서 재발되어 질환을 일으키며 이들 재발환자들은 바이러스를 분비합니다.
②만성(chronic) 감염 – 질병의 유무와 관계없이 숙주의 신체에 다량의 바이러스가 장기간 존재하는 경우입니다. 특별한 자각증상을 보이지 않는 만성 감염자를 보균자라고 하며 다른 사람들을 감염시키는 감염원이 됩니다. 정확한 비율은 알 수 없으나 치과 치료를 받는 환자 중에도 보균자가 존재합니다. 만성 감염과 잠복 감염의 중요한 차이는 만성 감염에서는 바이러스가 지속적으로 검출 가능하며 잠복감염에서는 그렇지 않다는 것입니다.
③종양원성(oncogenic) 감염 – 지속성 감염으로서, 유전적 및 발생학적 요인들이 특정 바이러스의 종양원성을 결정합니다. (예 : Epstein-Barr virus에 의한 비인두악성종양과 Burkitt’s lymphoma)
④지발(slow) 바이러스 감염 – 드문 경우로서 잠복기가 수개월 또는 수년이 되는 경우입니다. 심각한 무기력증을 유발하며 마지막에는 죽음을 유발합니다.(예 : 홍역의 결과로 유발되는 아급성 경화성 범뇌염)