광우병(소해면상뇌증:BSE)

광우병(소해면상뇌증:BSE)               (Bovine spongiform encephalopathy) . 쇠고기 수입에 대한 논란 광우병은 1986년 영국에서 처음으로 16마리의 소에서 발병한 이후, 매년 급격히 증가해 1994년에는 매주 평균 8백50마리가 병에 걸린 것이 발견됐고, 현재 영국 젖소의 55%인 16만 마리가 이병에 걸려있으며, 세계각국에서도 소해면상뇌증이 발생되고 있는 상황에, 무역자유화로 농 축산물이 세계각국으로 수출입 되고 있어, 우리나라도 광우병의 공포에 노출되어 있는 실정이다. 광우병이 특히 구제역이나 돼지콜레라와 달리 인수공통전염병이므로 발생시 사회적 파급효과가 크고, 또한 사람한테 전염이 되어 인간광우병(variant Creutzfeldt-Jakob disease,vCDJ :변종 크로이츠펠트 야곱병)으로까지 발병이 된다는 점에서 세계인류에게 공포심을 유발시키고 있는데, 최근에 미국의 쇠고기수입에 따른 광우병의 논란이 다시 대두되고 있어, 광우병의 전반적인 것에 대해 살펴보았다.

광우병이란?

1) 광우병(BSE:Bovine spongiform encephalopathy)의 정의 * 광우병은 1986년 영국에서 처음 보고되었는데 소에서 발생하는 만성 신경성 질병으로 뇌의 특정부분이 스폰지처럼 변형되어 각종 신경증상을 보이다가 폐사되므로 소해면상뇌증(BSE)라고 하며, 원인체는 변형 프리온(prion) 단백질로 알려지고 있다. * 최근에 와서 그 원인체가 변형 프리온이라는 동질성 때문에 전염성해면상뇌증(Transmissible Spongiform Encephalopathy:TSE)으로 분류되고 있으며, TSE에는 동물의 종에 따라 소의 해면상뇌증(BSE), 양 및 산양의 스크래피(Scrapie), 사슴류의 만성소모성질병(Chronic Wasting Disease: CWD) 등이 있다. * 이 질병의 증상은 신경세포의 공포변성과 중추신경조직의 해면상 변화가 특징으로 2년∼5년의 다양하고 긴 잠복기와 불안, 보행장애, 기립불능, 전신마비 등 임상증상을 보이다가 결국은 100% 폐사되는 치명적인 만성 진행성 질병이다. * 소해면상뇌증은 국제수역사무국(OIE)에서 B급 질병으로 분류하고 있으며, 국내에서는 소해면상뇌증과 스크래피가 제2종 가축전염병으로 지정되어 있다. * 사람에서 나타나는 크로이츠펠트-야콥병(CJD)은 광우병과 유사한 증상과 조직소견을 나타내며 광우병과 마찬가지로 변형 프리온에 의하여 발생하지만 광우병이 발견되기 이전부터 인구 백만명당 한 명꼴로 자연적으로 발생되어온 질병이며 현재도 나타나고 있다. * 그러나 최근부터 문제가 된 변형 크로이츠펠트-야콥병(vCJD)은 고전적인 CJD가 노년층에서 주로 발생되는 것과 달리 젊은 사람에게도 발병하는 것이 특징이며, 광우병이 집중적으로 발생한 영국에서 지리적, 시기적으로 질병의 발생이 일치하는 역학적 증거가 분명히 있고 고전적인 CJD와는 조직소견이 약간 다르다는 점등으로 보아 vCJD는 광우병과 관련이 있다고 할 수 있다. 2)광우병의 원인: 병원체 Prion     소해면상뇌증의 병인체에 대해서는 여러 학설이 있지만 변형 프리온 단백질(PrPsc 또는 PrPres)이라 여겨지고 있다. 이 프리온은 핵산을 포함하지 않는 단백질로 정상적인 동물이나 사람의 뇌에 존재하는데 PrP라한다. 스크래피에 걸린 양, 광우병에 걸린 소, CJD환자의 뇌에서 PrP가 변질된 형태로 발견되는데 이를 PrP-sc라 부른다. 프리온(Prion)이란 말은 단백질이란 영어 단어 Protein과 바이러스란 영어 단어 Virion을 합쳐서 만든 합성단어로 "감염성이 있는 단백질"로 풀이할 수 있다. 신경세포에는 프리온이란 단백질이 존재하는데 이 단백질의 구조가 변형되면 해로운 단백질로 변하게 된다. 이러한 변형 프리온은 정상 프리온을 자기와 비슷한 병변 단백질로 만들기 때문에 결국 뇌 신경세포를 파괴하게 되므로 스폰지 모양의 병변이 나타나게 된다. 이런 병변을 나타내는 프리온은 분자생물학적으로 정상신경세포막에 존재하는 당단백질로서 정상프리온단백질(PrPc)은 α-helix 구조가 많고 β-sheet 구조가 적으나 변형 프리온(PrPsc)은 α-helix 구조가 β-sheet 구조로 변형된 것이 특징이다. 변형 프리온은 단백분해효소(proteinase)에 분해되지 않고 열, 자외선, 화학물질에 강한 저항성을 갖고 있으며, 3기압으로 133℃ 20분 이상, 2% 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite), 2N 가성소다(sodium hydroxide)로 20℃에서 하루밤 소독하여야 프리온을 사멸할 수 있다.             Figure 1. prion의 구조

3) 감염경로 및 전파방법      소해면상뇌증(BSE)의 경우 현재까지 밝혀진 전파방법은 스크래피에 걸린 면양이나 소해면상뇌증에 감염된 소의 육골분 등이 함유된 사료를 섭취함으로써 감염이 이루어지는 것으로 보고되어 있고 접촉감염은 일어나지 않으며 수직전파의 가능성은 매우 낮지만 정확한 것은 밝혀져 있지 않다. 4) 임상증상 및 잠복기간     전염성해면상뇌증의 잠복기간은 수개월에서 수년으로 다양하고 평균 4-5년의 긴 잠복기를 가지는 질병으로 동물마다 약간의 차이가 있다.           Table 1. 주요 전염성해면상뇌증의 잠복기 및 임상경과기간 질병명 잠복기 임상경과기간 소해면상뇌증 2-8년 (평균 4-5년) 2주-6개월 스크래피 2-5년*, ** 1-6개월 사슴만성소모성질병 3-5년** 2-3개월

* 국제수역사무국(OIE)           ** 미국의 전염성해면상뇌증 Task force report(2000)     □ 소 해면상뇌증의 특징적 증상         - 감염된 소는 축사입구나 착유장 등 좁은 문을 통해 들어가기를 꺼려하고 착유 중 뒷발로 차는 등 외부자극에 민감하다.         - 침울하고 매우 불안한 상태를 보인다.         - 이 병이 진행되면 투명한 침을 많이 흘리며, 이를 갈기도 한다.         - 스크래피 만큼 뚜렷하지는 않지만 가려움증을 보이며 자그마한 소리에도 매우 민감하게 반응한다.         - 제대로 서 있지 못하고, 뒷다리를 절고 잘 넘어지며,심한 경우 후지마비 증상을 보이다가 기립불능상태로 되어 결국 폐사하            게 된다.

5) 광우병의 진단 및 치료      소해면상뇌증의 정밀진단은 다른 미생물에 의한 전염성 질병과는 달리 원인체가 쉽게 분리되지 않으며, 현재까지 살아있는 상태에서 진단할 수 있는 혈청학적 진단방법이 개발되어 있지 않기 때문에 죽은 가축의 뇌 및 척수 신경조직의 정밀검사에 의해서만 진단이 가능하다. 현재 국립수의과학검역원에서도 국제수역사무국(OIE)의 표준진단법으로 공인된 뇌 조직을 검사하는 병리조직검사법, 면역조직화학염색법, 면역블로팅검사법, 전자현미경검사법을 기본으로 하여 정밀진단을 실시하고 있으며 소해면상뇌증(BSE) 및 전염성해면상뇌증(TSE)에 대한 진단기법은 Table2와 같다.                  Table 2. 전염성해면상뇌증(TSE) 검색을 위한 정밀 진단법 검사방법 시료 진단요령 병리조직검사법 포르말린 고정 뇌조직 뇌조직의 특정적인 공포변성 확인 면역조직화학염색법 포르말린 고정 뇌조직 변형 프리온(PrPSC) 항원검색 면역블로팅검색법 신선 뇌조직 변형 프리온(PrPSC) 항원검색 전자현미경 검사법 신선 뇌조직 Scrapie Associated Fibrill(SAF) 확인 * 광우병은 아직까지 치료할 수 있는 방법이 없으며, 프리온 단백질은 끓이거나 삶는 등 의 일반적인 소독 방법으로는 제거되지 않으며 특히 고기를 굽는 높은 온도에서도 잘 죽지 않는다. 따라서 최선의 예방방법은 광우병에 걸린 소와 관계된 음식을 먹지 않는 것 이라 할 수 있다. * 현재 인간 광우병 치료제로 개발된 약물은 전무한 상태이다. 하지만 최근 독일 아스타메티카사는 현재 카타토론(Katadolon)이라는 상품명을 발매하고 있는 비마취성 진통제(non-opioid analgesic)인 플루피르틴 말레이트(Flupirtine maleate)가 세포사멸을 저해하는 효과가 있음을 확인하고 인간 광우병 치료제로 적응증을 확대하기 위해 임상실험을 하고 있다. *미국 국립 알레르기·전염병 연구소(National Institute of Allergy and Infectious Diseases ; NIAID)의 과학자들이 쥐에게 유도한 광우병 유사 프리온 질병(mad cow-like prion disease)의 진전을 둔화시키는 새로운 계통의 화합물을 동정하는데 성공했다는 소식이다. 이번 연구 결과는 학술지 "사이언스(Science)" 2월 25일자에 발표되었다. 프리온 질병은 뇌에 독성 단백질이 모여 발생하는 질환으로 독성 단백질에 의해 뇌 의 정상적인 활동이 저해를 받음으로써 문제를 일으킨다. 만약에 쥐에서 확인된 이 번 연구 결과가 사람에서도 동일한 것으로 확인되면 크루츠펠트-야콥병 (Creutzfeldt-Jakob disease) 뿐만 아니라 알츠하이머병(Alzheimer's disease) 및 유형 2 당뇨병(type 2 diabetes)과 같은 비-프리온 질병에 대한 새로운 치료제 개발도 가 능해질 전망이다. * 또한 서울대 황우석(黃禹錫) 교수(수의학)가 `유전자 복제기술'를 이용해 선천적으로 광우병에 저항성을 가진 가축을 생산하는 연구를 극비리에 진행시켜 온 것이 밝혀졌다. 특히 황교수는 최근 비록 기초단계이긴 하지만 소에게서 광우병에 관여하는 유전자를 찾아내는데 성공하는 등 연구의 개가를 올렸는데. 그 동안 황교수는 서울대내 10여명의 박사들로 연구팀을 구성해 연구를 진행해왔으며 연구진 중 일부는 유전자조작 기술이 앞선 미국 텍사스주의 텍사스 A&M대학에 파견, 이 대학과 공동연구를 진행중이여서 앞으로의 연구를 기대해 본다.                                                                BSE 감염소 뇌조직 병변 BSE 감염 소 뇌 조직 병변(H&E) BSE 감염 소 뇌 조직내에 변형 프리온 검사                                 Figure 2. 감염소뇌 조직병변(source:국립수의과학검역원)

6) BSE와 CJD 그리고 vCJD의 차이점     일반적으로 광우병이라 불리는 것이 소해면상뇌증(BSE)이고, 인간광우병의 병변이 나타나는 질병은 면양(스크래피), 사슴(만성소모성질병), 밍크(밍크뇌증), 고양이(고양이해면상뇌증) 뿐만 아니라 사람에도 있다. 소위 CJD라고 줄여서 부르는 크로이츠펠트-야콥병 그리고 CJD와 비슷하나 구별이 되는 변형 야콥병 일명 vCJD 그리고 쿠루병등은 모두 뇌에 스폰지 모양의 병변을 나타내는 질병이다. 이중에서 소해면상뇌증은 사람의 vCJD와 관련이 있다고 의심되고 있다. 광우병이 사람에게 감염되는지 여부를 두고 논란이 있던 중 1996년 영국에서 광우병이 사람에게 발병하는 '변형 크로이츠펠트-야곱병(vCJD)'과 관련된다고 추정함으로써 세계적인 문제로 대두됐다. '변형 크로이츠펠트-야콥병'은 지금까지 유럽에서만 87만명이 발생했는데 평균 발병연령이 29세, 질병 경과기간이 14개월인 것으로 알려져 있다.            Table 3. CJD와 vCJD의 특징비교   CJD(Creutzfeldt-Jakob disease) vCJD (Variant Creutzfeldt-Jakob disease) 발견 -1920년대 독일 정신과의사 Hans Gerhard Creutzfeldt와 Alphons Maria Jakob이 발견 -1996년 3월 영국에서 최초 보고됨 발생 -매년 전세계적으로 백만명당 1명꼴로 발병하며 연령이 높아짐에 따라 발병률이 높음 -일반적으로 55세 이상에서 발병 -2001년 1월 3일 현재 영국 88명, 프랑스3명, 아일랜드 1명으로 총92명의 의사환자발생 -일부 10대를 포함하여 대부분 55세 미만의 연령에서 발생 -현재 국내에서는 발생보고가 없음 감염 -Sporadic form의 발생원은 알 수 없으나 이것이 전체 CJD발생가운데 85%의 원인임 -영국의 최근 연구에 따르면 사람이 BSE에 감염된 소의 신경조직에 포함된 제품섭취 후 vCJD가 발병하는 점에 미뤄 BSE와 vCJD가 관련있음을 시사하고 있음 증상 -집중력상실, 무기력감, 불안증상이 있은 후 흥분, 치매증상 및 근육경련 등 -평균적으로 약 4개월간 질병증상이 지속됨 -우울증과 같은 초기 정신질환증세와 근육기능 저하를 보이고 후기에 치매증상을 보임 -평균적으로 약 14개월정도 질병증상이 지속됨 진단 -대부분의 경우 뇌파검사시 날카로운 파형의 복합형태를 보임 -스폰지 형태로의 변이, 신경세포 손실 및 astrocytosis와 같은 신경병리학적 특징 -뇌파검사시 CJD와 같은 날카로운 파형을 보이지 않음 -대뇌와 소뇌 전반에 아밀로이드플라그가 나타남 -플라그는 농도가 짙은 중심부와 환형의 스폰지 형태조직으로 이뤄져 데이지꽃 모양을 보임 * Creutzfeldt-Jakob disease While several human TSEs exist, Creutzfeldt-Jakob disease (CJD) is the prototype human TSE. CJD occurs in a form associated with a hereditary predisposition (approximately 5~10% of all cases) and in a more common, sporadic form that accounts for 85~90% of cases. A small percentage of cases (less than 5%) are iatrogenic (resulting from the accidental transmission of the causative agent via contaminated surgical equipment or as a result of cornea or dura mater transplants). It has also been shown that CJD can be transmitted to humans as a result of treatment with natural human growth hormone. Replacement of natural human growth hormone by recombinant growth hormone has alleviated this risk. * Variant Creutzfeldt-Jakob disease A newly recognized form of CJD, variant Creutzfeldt-Jakob disease (vCJD), was first reported in March 1996 in the UK (cf. WHO Fact Sheet N° 180 on variant Creutzfeldt-Jakob disease). In contrast to the classical forms of CJD, vCJD has affected younger patients (average age 29 years, as opposed to 65 years), has a relatively longer duration of illness (median of 14 months as opposed to 4.5 months) and is strongly linked to exposure, probably through food, to BSE. Recent studies have confirmed that vCJD is distinct from sporadic and acquired CJD. From October 1996 to November 2002, 129 cases of vCJD have been reported in the UK, six in France and one each in Canada, Ireland, Italy and the United States of America. Insufficient information is available at present to make any precise prediction about the future number of vCJD cases. Since few countries have surveillance systems, the geographical distribution of the incidence of vCJD needs to be better defined. Similarities observed between the strain of the agent responsible for vCJD and those of BSE and closely related agents transmitted naturally and experimentally to different animal species, are consistent with the hypothesis discussed during two 1996 WHO consultations: that the cluster of vCJD cases is due to the same agent that caused BSE in cattle. 7) 방역대책     현재 우리나라에는 소해면상뇌증이 발생하고 있지 않으므로 국내에 이 질병이 유입되지 않도록 하는 것이 최선의 방역대책으로써 철저한 검역을 통하여 소해면상뇌증 발생국산 반추류 동물이나 그 생산물(우유 및 유제품, 원피 제외) 이 수입되지 않도록 해야 한다. 국내에 소해면상뇌증으로 의심되는 임상증상의 발생시에는 방역기관에 즉시 신고하여 최단 시간내에 정밀진단이 이뤄져야 하며, 조기에 색출하여 박멸함으로써 양축농가 및 축산업의 피해를 최소화하고 안전한 축산물을 국민에 공급하는데 방역의 초점이 맞추어져야 한다. * BSE 발생국가 및 발생우려국가(총 34개국) 네덜란드, 덴마크, 독일, 룩셈부르크, 벨기에, 스페인, 아일랜드, 영국, 오스트리아, 이탈리아, 포르투갈, 프랑스, 그리스, 스웨덴, 핀란드, 알바니아, 보스니아, 불가리아, 크로아티아, 체코, 헝가리, 리히텐슈타인, 마케도니아, 노르웨이, 폴란드, 루마니아, 슬로바키아, 슬로베니아, 스위스, 유고슬라비아, 일본, 이스라엘, 캐나다, 미국(잠정) ※ '01. 2. 28. 브라질 제외, '01. 9. 12. 일본 추가 ('01. 10. 12. 잠정추가에서 추가로 변경), '02. 6. 10. 이스라엘 추가, 03. 5. 21. 캐나다 추가, 03. 12. 24 미국 추가(잠정) * 미국이 "BSE 발생국가 및 발생위험국"으로 잠정 지정됨에 따라 미국으로부터 수입되는 반추동물 유래 의약품, 의약외품, 화장품, 의료용구 및 그 원료는 '03.12.24자 선적분부터 전염성해면상뇌증(Transmissible Spongiform Encephalopathy, TSE) 미감염증명서를 제출하는 경우에만 수입가능하게 된다. 8) 광우병에 대한 국내 축산물의 안정성     현재까지 소해면상뇌증의 국내유입이나 이 병이 국내에 존재할 가능성은 없는 것으로 생각된다. 그러한 근거로 첫째, 국내 검색결과에서 현재까지 많은 시료를 검사하였음에도 불구하고 이 병의 감염이 의심되는 사례가 한 건도 없었다. 유럽에서의 소해면상뇌증이 사회적 문제로 부각되면서 국립수의과학검역원은 1996년부터 병성감정 의뢰된 소와 2년생 이상의 도축되는 소를 대상으로 임상증상, 병리조직학적 및 면역학적 검사법으로 소해면상뇌증에 대한 국내검색을 지속적으로 실시하여 왔다. 그 결과 2000년 12월까지 총 3,043두를 검사였으나 소해면상뇌증으로 의심되거나 진단된 건수는 한 건도 없었다.

외국논문 관련

Pubmed에서 Bovine spongiform encephalopathy의 검색어를 넣어 관련있다고 생각되는 내용을 실었다. 1) Prion diseases: from molecular biology to intervention strategies. Chembiochem. 2003 Dec 5;4(12):1268-84. PMID: 14661267 [Abstract] 2) Enzymatic degradation of prion protein in brain stem from infected cattle and sheep. J Infect Dis. 2003 Dec 1;188(11):1782-9. Epub 2003 Nov 18. PMID: 14639552 [PubMed - in process]. [Abstract] 3) Human prion diseases: epidemiology and integrated risk assessment. Lancet Neurol. 2003 Dec;2(12):757-63. PMID: 14636781 [PubMed - indexed for MEDLINE] [Full Text] 4) Peripheral tissue involvement in sporadic, iatrogenic, and variant creutzfeldt-jakob disease: an immunohistochemical, quantitative, and biochemical study. Am J Pathol. 2004 Jan;164(1):143-53. PMID: 14695328 [PubMed - in process] [Abstract] 5) Immunohistochemical detection of Prion protein (PrP-Sc) and epidemiological study of BSE in Korea. J Vet Sci. 2001 Apr;2(1):25-31. PMID: 14614290 [PubMed - indexed for MEDLINE] [Abstract] 6) Neuropathological characterisation of French bovine spongiform encephalopathy cases. Histochem Cell Biol. 2003 Dec;120(6):513-21. Epub 2003 Nov 18. PMID: 14624299 [PubMed - in process] [Abstract] 7) Variant Creutzfeldt-Jakob disease. Vet Res Commun. 2003 Sep;27 Suppl 1:11-3. No abstract available. PMID: 14535362 [PubMed - indexed for MEDLINE] [Abstract] 8) Pathogenesis of BSE. Vet Res Commun. 2003 Sep;27 Suppl 1:25-8. PMID: 14535364 [PubMed - indexed for MEDLINE] [Abstract] 9) Diagnosis of prion diseases. Kubler E, Oesch B, Raeber AJ. Prionics AG, Schlieren, Switzerland.] [Full Text]

관련 사이트

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