코로나바이러스 SARS-CoV-2의 환경에 따른 견고성과 불활성화 기술

[사무국]

농식품·바이오·의약 분과 신영오

 잘 알려진 바와 같이 2019년에 시작된 코로나-19 감염증(CoVID-19)은 공식적으로는 8억여 명의 감염자와 7백여 만명의 사망자를 발생시킨 후 판데믹을 끝냈다. 그러나 현재도 지역성 질병으로 전파가 이어지고 있어 효율적인 예방 대책이 요구되고 있다.  

 이 질병의 확산을 차단하기 위해서는 다른 여러 대책과 함께 환경을 통한 SARS-CoV-2의 전파를 차단하기 위한 불활화 기술의 개발이 중요하다. 이를 위해서는 우선 환경에서의 바이러스 견고성을 기반으로 한 최적의 불활성화 방법을 찾아야 한다.  

 자연계에서 SARS-CoV-2의 견고성을 결정하는 것은 바이러스 자체의 성상과 환경에 따른 바이러스의 감수성이다. SARS-CoV-2는 외막과 RNA 핵산으로 구성되어 있으며 견고성은 바이러스 중에서 중간 혹은 그 이하이다. 또한 이 바이러스는 환경 변수로서 온도, 상대 습도 및 부착된 표면 물질의 물리화학적 성상 등에 따라서 감염성 유지 기간이 결정된다.  

 SARS-CoV-2가 비생물매개체(포마이트) 표면에서 실온의 경우, 지폐에서 9일 이상까지 감염성을 유지하는 것으로 보고되고 있다. 그러나 온도가 30℃~40℃로 올려지면 감염성 유지 기간은 5~6 시간으로 단축되었다. 이와는 대조적으로 주변 온도가 4℃인 경우, 최대 28일까지 감염성을 유지할 수 있었다. 코로나의 일종인 HCoV-229E는 실온에서 상대 습도가 30%에서보다 50%에서 더 오랜 기간 감염성을 유지하였다. 또한 이 바이러스가 기침에 의한 액포 등으로  비생물매개물에 부착되었을 때 재료의 기공성 등에 따라서 바이러스 감염성 기간에 큰 차이를 보인다. 같은 환경 조건에서 기공성이 낮은 지폐, 금속 등에서는 실온에서 가장 긴 10여 일 동안 감염성을 유지하여 주의가 요구된다. 반면, 솜으로 제조된 가운 등에서는 바이러스 감염성이 보다 짧아서 다른 합성 물질 가운에 비하여 코로나 감염성이 더 단시간에 소실됐다. 한편 SARS-CoV-2는 호흡기, 장 및 뇨 등으로 다량이 배출된다. 병원 폐수에서 SARS-CoV-2가 20℃는 2~3일간, 4℃에서는 14~27일간 감염성을 유지하여 폐수의 불활화 처리에 주의가 요구된다. 
현재 SARS-CoV-2의 전파 차단에는 여러 산화제가 사용된다. 의료 폐기물이나 폐수 등의 불활성화에는 염소(Cl-), 이산화염소(ClO2), 오존(O3), 과산화수소(H2O2), 차아염소산나트륨(NaOCl) 등의 염소 함유 화학품들이 사용된다. 이들 외에 손 소독제 등으로 78~95%의 에탄올 등 각종 농도의 알코올 종류들이 사용된다. 그러나 폐수 등의 소독에 산화제들의 소독 효율은 높으나 염소 등 부산물에 의한 환경 오염, 알코올에 의한 피부 손상 등 부작용을 보이기도 한다. 

 근래에 부작용이 낮으면서 SARS-CoV-2 등 여러 병원체를 불활화시키는 플라즈마 기술이 재래의 병원체 불활성화 기술을 대체하고 있다. 즉, 플라즈마를 직접, 혹은 물에 주입한 활성수를 사용하여 공기 중이나 포마이트 표면 혹은 병원체가 포함된 폐수에 오염된 감염성 바이러스를 효율적으로 불활화시킨다. 플라즈마가 병원체를 불활성화시키는 메커니즘은 병원체 단백질의 변형(그림 1)이나 유전물질인 RNA 등에 물리 화학적 손상을 일으키는 것으로 알려져 있다. 

<그림 1> 플라즈마에 의해 변형된 바이러스 전자현미경사진
자료: Appl. Environ. Microbiol. 84(17) e00726-18 (2018)  

 플라즈마는 일정 기간 작용하며 환경을 오염시킬 부산물의 생성이 낮아서 재래의 여러 불활성화 기술에 비하여 많은 장점을 갖고 있다. 앞으로 플라즈마를 사용한 병원체 불활성화 기술은 재래의 멸균 기술을 대체하여 그 사용이 증가할 것이며 세계적으로 큰 시장을 형성할 것으로 예측된다. 즉 플라즈마 병원체 불활성화 기술은 현재의 방법을 대체하여 SARS-CoV-2 등 여러 병원체 확산 방