스크랩 광우병(소해면상뇌증)의 임상증상 및 발생동향

[낭만곰탱]

1. 서 론

소 해면상뇌증(Bovine Spongiform Encephalopathy, BSE)은 일명 광우병(mad cow disease) 이라고 불리우는 우리나라에서 발생보고가 없는 해외 가축전염병으로 1997년에 노벨상을 받은 미국의 Prusiner박사가 명명한 프리온(prion)이라는 원인체(일종의 단백질)이며, 사람에서는 크로이츠훨트-야콥병(Creutzfeldt-Jakob Disease; CJD), 양에서는 스크렙피(Scrapie)를 일으 킨다.

프리온 단백질은 핵산이 없으며, 단백분해효소, 열, 산 및 알칼리에 대하여 강한 저항성을 나타내고 있으며 바이러스나 세균이 죽는 온도에서도 불활화를 나타내지 않는다. 프리온 단백 질은 고유의 염기배열 순서에 따라 사람, 소, 양, 마우스, 햄스타등 많은 동물에서 감수성이 알려졌다. 또한 이들의 동물들은 정상의 프리온단백질을 생산하며, 이상구조를 가진 이성체가 감염력이 있는 프리온단백질(PrP^CJD, PrP^BSE, PrP^SC)으로서 구별되고 있다. 프리온 주로 중추신경계와 림프계에서 발현된다. 그러나 프리온의 기능과 역할에 대하여 밝혀지지 않은 것이 많아 연구 중에 있다.

본 병에 일단 감염되어 발병되면 치료대책 없이 100%폐사되는 불치병으로 알려진, 소 해면 상뇌증(BSE)은 영국에서는 현재사람의 크로이트휄트-야콥병(CJD)과의 관련가능성 여부를 놓고 학자들간의 논란이 되고 있는 실정이며 소 해면상뇌증의 발생국들인 프랑스 비롯한 EU국가들은 자국의 축산물들을 수출하기 위하여 프리온병에 대한 위험도 분석, 위험도 평가등을 실시하여 발생보고가 없는 나라들에 수출할려고 노력하고 있는 실정이다.
또한 일본을 비롯한 소 해면상뇌증의 비 발생국들은 발생국들로부터 프리온의 유입를 막기 위하여 수입되는 사료 축산물 다량의 샘풀에서 극미량의 이상프리온의 검출을 위하여 새로운 기법을 개발하고 있다.

우리나라에서도 비 발생국임을 증명하기 위하여 전국에 걸쳐서 매년 2세이상 소를 대상 으로 감염실태를 조사하기 위하여 병리조직 표본을 제작하여 300두이상 조사하고 있다.

2. 프리온병의 역사

동물에서 이상 프리온에 기인하여 뇌의 신경세포, 중추신경 및 림프계에 질병을 일으키는 것을 동물의 전염성 해면상뇌증(Transmissible Spongifrom Encephalopathies; TSEs)이라고 부른다.

표1. 자연발생된 동물의 전염성 해면상뇌증

숙 주	병	분 포	최 초 발생년도
양 산양 사람 밍크 사슴 소 고양이	스크렙피 스크렙피 쿠루 크로이트휄트-야콥병 밍크의 전달성뇌증 사슴 만성소모병(CWD) 소 해면상뇌증(BSE) 고양이 해면상뇌증(FSE)	호주 및 뉴우질렌드를 제외한 세계각국 파파뉴우기니아 전세계 북아메리카 북아메리카 영 국 영 국	1730년경 1900년경 1920년경 1947년 1967년 1986년 1990년

소 해면상뇌증(BSE)은 사람의 크로이트휄트-야콥병(CJD) 및 양 스크렙피등 프리온단백질을 원인체로하는 프리온병중의 하나이다. 또한 스크렙피는 250년전부터 발생이 되었으며 사람의 크로이트휄트-야콥병은 1920년경부터 알려졌다.

3. 소 해면상뇌증의 임상증상

소 해면상뇌증(BSE)는 1986년에 Holstein 과 Holstein/Friesian 젖소에서 처음으로 관찰된 바 있으며, 치명적이고 모르는 사이에 시작되어 서서히 진행되는 경과를 나타낸다. 또한 지난 수년간에 걸쳐 영국내에 있는 모든 종류의 육우에서 발병된 것으로 기록되어 있다. 임상형 질 병은 소에서 22개월경부터 15세에 이르는 연령군에서 관찰된바 있으며, 소 해면상뇌증의 발생 에 대한 품종간의특이성은 없으며, 계절 또는 발정주기에도 관계가 없다. 잠복기가 2년-8년인 소 해면상뇌증의 임상소견은 발병기간중 일관되게 유지되며, 개체별로는 수주일부터 수개월간 지속된다. 초기의 관찰사항으로는, 출입구 통과나, 착유실 입실을 거부하는 등 불안 (apprehension)상태를 흔히 나타내는 것이다.

건드리거나 소리에 민감하게 반응하는 지각과민증(hyperaesthesia), 발로차기(kicking), 동물이나 관리자에 대한 공격적인 자세(aggressive behavior), 그리고 공포자세(appearance of fear)가 흔히 수반된다. 소견이 진행되고 소견이 뚜렷해짐에 따라, 컨디션을 잃거나, 체중의 감소, 신음(moaning), 유연과다(excessive salivation), 소양증(pruritus), 이갈기 (bruxism)등을 나타내며, 음향자극에 대한 반응이 민감해져서 큰소리나 날카로운 소리에 대하여 놀라 자빠지게 된다. 심한 보행실조가 진행되어 결국에는 나가 떨어지게 된다. 만일 더 진행되면, 동물은 광포소경(signs of frenzy)을 나타내게 되며, 전적으로 예견할 수 없게 될 뿐만아니라, 결국에는 횡와(recumbency)하게 되어 폐사(succumbs)된다. 효과적인 치료방법 은 아직 밝혀져 있지 않다. 따라서 초기 임상증상 발현단계에서 안락사(enthanasia) 시키는 것이 권장된다.

4. 진단기법

가. 병리조직학적 관찰.

가검물의 뇌전체를 가능한 폐사 즉시 제거하여 10%중성 포르말린에 3일이상 고정하여 뇌를 관상절편으로 세절한다. 연수의 오백스에서 잘라낸 맨처음 블록은 반드시 신경조직에 대하여 일상적인 파라핀 왁스 포메법에 의하여 병리조직학적 기법으로 처리하여야한다. 두께 5㎛로 세절하여 헤마톡실린-에오신에 염색된 절편들을 특징적인 해면형 변화와 신경 공포형성검사에 공시한다. 진단은 연수 절편내에 확실한 변화가 있는 경우 확진될 수 있다.

병리조직학적 변화는 신경퇴행성으로 나타내는데 양 스크렙피와 유사하다. 가장 투렷한 증상은 공포이며, 회질 뉴로필의 해면형 변화와 신경페리아내의 한 개 또는 여러개의 공포이다. 전염성 해면상뇌증에 대한 해면형 변화의 상세한 광학현미경적소견을 관찰할 수 있다. 양에서는 자연적인 스크렙피와 대조적으로 소 해면상뇌증에 있어서 해면형 변화는 공포변화의 형태가 두드러진 것이다.

나. 면역조직화학적 검사

최근에는 프리온병에 대한 진단용 항체를 생산하기 위하여 실험동물에 인공면역시켜 항체를 생산하거나, 인공 합성펩타이드를 이용하기도 한다. 우리나라와 같은 비발생국에서는 인공펩타 이드를 합성하여 진단법을 확립할 수 있다. 그림1,2는 합성펩타이드를 이용한 진단용 항체으로 양의 스크렙피를 진단한 것이다.

다. 뇌내의 SAF(scrapie-associated fibrils)의 검출

SAF는 계면할성제를 이용하여 정제하는 과정에서 형성되는 인공산물이며,뇌에서는 프리온 라고하는 것이 존재하다는 것을 의미한다. 만약 존재한다면 게면활성제을 사용하지 않고 감염 성있는 프리온는 분리하는 방법으로 요소의한 용해후에 분획하여 밴드를 관찰할 수 있다. 프리온은 뇌내에서 아밀로이드양으로 응집을 하고 있다. 이와같은 물질이 존재하는 분획은 단백질에 보다 감염성이 높다. 더불어 아밀로이드양 물질이 항SAF항체를 이용한 응집하는 것이 계면활성제으로 처리하면 SAF양 미세유지가 유리되므로, 프리온은 뇌내에 모두SAF에 의해 응집물이 존재함을 알았다.

라. 면역-PCR법( Immune-PCR)

ELISA법과 PCR법을 동시에 접목하여 한 튜브에서 RT-PCR을 실시할 수 있다. 이 방법은 다량의 가검물에서 초미량의 프리온를 검출하기 위한 기법으로 축산 선진국에서는 곧 실용화 단계에 있다.

5. 발생동향

영국에서는 양 및 소의 내장이나 부르러기 고기을 가축의 사료로써 장기간 사용하였다. 1980년이전에는 양이나 소의 내장이 없이 부스러기 고기를 140℃이상처리와 유기용매에 의해 지방을 추출하였다. 그러나 1980년 이후에는 처리방법을 변경하여 유기용매에 의한 지방추출 방법이 행하여 졌다. 이상프리온의 단백질은 열에 강하기 때문에 1980년 이후에는 시행되었 던 부스러기 고기추출법으로 스크렙피에 이환된 양의 부산물을 가공하였으나, 양에 축척된 스크렙피가 원인 이되는 프리온 단백질이 소실되지 않고 사료중에 잔류하여 소의 사료로 시판 되었다. 또한 소 해면상뇌증에 이환된 소의 체내에 축척된 이상프리온단백질(PrPBSE)도 동일 하게 가축의 사료로 판매된 것으로 추정되고 있다. 1988년7월에 반추동물유래인 단백질가축 사료에 대한 금지조치할 때까지 PrPSC나 PrPBSE에 오염된 사료를 급여한 소, 동물원의 반추 동물들 및 고양이에 해면상뇌증이 발생하였다. 그러나 돼지, 개과동물 및 조류에는 해면상뇌 증이 발생하지 않았다
1986년에서 1997년 6월20일까지 영국에서는 약17만두의 소가 소 해면상뇌증으로 진단되어으며, 아일랜드나 기타의 다른나라에서도 확인되었다. 감염우는 신경과민, 체중감소, 보행곤란, 유량 저하를 나타낸다. 1987년 7월에는 반추동물의 유래단백질사료사용을 금지했던 것이 효과를 보였 으며, 1992년에는 37,281두로 최고의 발생율을 나타냈다(표2)

표2 영국에서 소 해면상뇌증의 발생상황(두)

년 도	두
1987년이후 1988년 1989년 1990년 1991년 1992년 1993년 1994년 1995년 1996년 1997년 1998년	446 2,514 7,228 14,407 25,359 37,281 35,090 24,436 14,560 8,150 4,391 3,497

표3 수직감염을 조사한 실험(1997년 1월)

모우	개시두수	검사두수	양성율(%)
BSE(+)	315	301	42
BSE(-)	315	301	13

수직감염의 가능성에 대한 실험에서 모자전염이 유의성있음을 확인하였다. 1989년에 시작하여 315두의 소들중에서 가장젊은 소가 7세에 달했을 때 도살하여 뇌의 병변을 병리 조직학적으로 조사하였다.(표3). 1996년 7월14일까지 조사된 것을 나누어서 중간보고을 8월에 보고하였다. 소 해면상뇌증에 이환된소에서 태어난 315두를 조사한 바, 273두중 42 두가 소해면상뇌증을 발생하였으며, 소해면상뇌증에 걸리지 않은 소에서 태어난 315두를 조사한 바, 273두중에 13두가 소 해면상뇌증을 발생하였다. 이것은 소 해면상뇌증이 모자 감염이 되는 것이 유의성이 있는 것으로 사료된다.

그림 1. 소의 뇌의 가검물에서 조직표본에서 BSE 공포확인 (HAE염색X200)

그림 2. 소의 뇌의 가검물에서 조직표본에서 면역조직화학적 염색 (X300) BSE양성반응

그림 3. 합성 Peptide를 이용한 면역조직화학염색(X2048) Scrapie 양성반응

그림 4. 합성 Peptide를 이용한 면역조직화학염색(X2048) Scrapie 음성반응

출처:http://www.tmr.pe.kr/cgi-bin/technote/read.cgi?board=TMR_03&y_number=54