구제역 바이러스

구제역이란 돼지, 소, 양, 염소, 사슴 및 야생반추류 등과 같이 발굽이 둘로 갈라진 우제류 동물에서 발굽, 젖꼭지, 입 또는 혀 등에 생기는 물집, 급격한 체온 상승, 식욕 저하 등의 증상이 유발되고 심한 경우 폐사에 이르게 되는 급성 전염병이다. 대한민국 가축전염병 예방법상 제1종 가축전염병에 속하며, 국가 간 전파 속도 및 수출입 규제에 따른 경제적 손실 등으로 인해 국제수역사무국(World Organisation for Animal Health: OIE)에서 관리 대상 질병으로 지정하고 있으며, 발병 시 OIE 의무 보고 질병이다.

구제역 사태로 인해 도살처분된 동물들 (출처: GettyimagesKorea)

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구제역 바이러스(foot and mouth disease virus: FMDV)는 분류학상 Picornaviridae의 Aphthovirus 속에 속하는 소형 바이러스이며 현재까지 7개의 혈청형이 확인되고 있다(A, O, C, SAT1, SAT2, SAT3 및 Asia 1). 현재는 바이러스의 VP1 단백질 유전자 부위의 상동성이 85% 이상인 경우 하나의 분류를 형성하며, 이러한 분류는 대부분 지역성을 나타내기 때문에 지역형(topotype)으로 불리고 있다. 혈청형 O형인 경우 8개의 지역형이 보고되고 있으며, 다른 혈청형 내에서도 유전적으로 다양한 지역형이 존재한다.

구제역 바이러스 입자는 외피막이 없으며, 약 25~30 nm 직경의 작은 정이십면체 캡시드 입자이다.

구제역 바이러스 (출처: GettyimagesKorea)

구제역 바이러스 유전체는 약 8,400개 뉴클레오티드로 이루어진 양성 단일가닥의 RNA 분자로 한 개의 거대 다단백질을 암호화한다. 구제역 바이러스 RNA 유전체가 번역되어 만들어지는 이 다단백질은 바이러스 단백질가수분해효소에 의해 바이러스 복제 및 증식을 위해 필요한 다양한 구조 단백질 및 비구조 단백질로 분절된다.

구제역 바이러스의 복제는 대개 감염 동물의 혀와 입 세포에서 일어난다. 바이러스 RNA의 세포질 진입 후 음성 가닥 RNA를 만들기 위해 다른 picornavirus와 마찬가지로 세포의 리보솜 및 소기관을 이용한다.

구제역은 수 세기 동안 유럽에서 알려져 왔으며 1860년대에 유럽에서 아르헨티나를 거쳐 미대륙으로 전파되었다. 현재 유럽 대부분의 국가가 구제역 청정국 지위를 획득하였으며, 북미의 경우 백신 미접종 구제역 청정국으로 분류되고 있다. 현재 구제역 바이러스 상재화 지역은 아프리카와 중동을 포함한 아시아이며 구제역 발생이 지속적으로 보고되고 있다.

한국에서는 1911년 최초 발생 보고 기록이 있으며 이후 매년 발생하다가 1934년 마지막으로 종식된 것으로 보고되어 있다. 하지만 2000년 경기도에서의 발생이후 2017년 현재까지 간헐적으로 발생하여 막대한 경제적 손실을 입혔다. 2011년 이후 국내 구제역 방역 정책이 전국적인 예방 백신 접종으로 전환되었고 살처분 정책도 구제역에 걸린 개체만 선별적으로 살처분하는 방식으로 바뀌었다.

구제역 바이러스는 코와 입 등 호흡기 그리고 상처 입은 피부 등을 통해 감염이 이루어 진다. 구제역 바이러스는 매우 빠르게 확산되며, 크게 세 가지 전파 경로를 통해서 확산된다. 먼저 감염동물의 수포액이나 침, 유즙, 정액, 호흡공기 및 분변 등에 접촉하여 이루어지는 직접 접촉 전파이다. 둘째로는 감염 지역 내 사람, 차량, 의복, 물, 사료, 기구 등에 의한 간접 접촉 전파이다. 마지막으로 공기를 통해서도 전파가 가능하며 축종, 가축 밀도, 지형 및 기후조건에 따라 최대 수백 킬로미터까지 공기 전파가 가능한 것으로 알려져 있다.

구제역 바이러스의 임상 증상은 감염된 돼지에서 일반적으로 심하게 나타난다. 특징적으로 관찰되는 증상은 파행으로, 발굽의 심한 병변과 고통으로 인해 제대로 서거나 걷지 못하고 절룩거리거나 무릎으로 기어 다닌다. 발굽의 수포가 파열되어 피 부가 벗겨진 자리에 세균에 의한 2차 감염이 일어나고 이로 인해 발톱이 탈락되기도 한 다. 콧등, 구강점막, 젖꼭지(모돈의 유두 및 유방 피부)에도 수포가 생기며 심한 경우 2 차 감염으로 농포가 생기는 경우도 있다.

구제역 진단법은 의심되는 가축 체내에서 구제역 바이러스의 존재 유무를 검색하는 항원진단법과 구제역 바이러스의 감염 결과 형성된 항체를 검출하기 위한 항체진단법으로 크게 나 뉠 수 있다. 구제역 바이러스에 대한 유전자 분석을 포함한 최종적인 확정 진단은 유전자 상동성 확인을 위하여 OIE 산하 구제역 국제표준실험실로 수포액, 수포상피세포 및 혈청 등의 가검물 또는 감염동물로부터 분리한 바이러스를 송부하여 확진한다.

구제역 예방을 위한 가장 효과적인 방법은 백신 접종이다. 구제역 방어를 위한 약독화 생백신은 바이러스 병원성 회복에 대한 안전성 문제로 인해 사용이 중단되어 대신 전 세계적으로 불활화 사백신을 사용하고 있다. 구제역 백신은 일반적으로 발생하고 있는 바이러스 또는 발생 위험성이 있는 바이러스 혈청형 2~4개까지를 혼합하여 다가백신을 제조해 사용되고 있다. 구제역 확산의 가장 일반적인 방법은 감염축의 이동과 차량, 사람, 의복, 사료, 기구 등의 무생물 매개체(formites)에 의한 바이러스의 이동이다. 따라서 백신 접종과 더불어 중요한 통제 수단이 가축 이동 제한 및 엄격한 차단 방역이며 바이러스 전파원을 조기에 차단하여 구제역 확산을 예방할 수 있다. 현재까지, 구제역에 감염된 동물의 치료법은 없다.

이찬희/충북대학교, 송윤재/가천대학교

이충호/동국대학교

[1]. J. Horsington, Z. Zhang. 2007. 'Analysis of foot-and-mouth disease virus replication using strand-specific quantitative RT-PCR.' Journal of Virological Methods. 144: 149-155.

[2]. J. Ruiz-Saenz, Y. Goez, W. Tabares, A. Lopez-Herrera. 2009. 'Cellular Receptors for Foot-and-Mouth Disease Virus.' Intervirology. 52: 201-212.