농식품•바이오 분과. 강 정 부
소의 해면상 뇌증(bovine spongiform encephalopathy, BSE)은 1985년 4월 영국에서 처음 발견했던 소의 질환이나 Mad cow disease(광우병, 狂牛病)로 기사화되어 세상에 잘못 알려졌고 실제는 프리온(prion) 병이다.
영국에서 발생 최고정점은 1992~93년으로 이때는 매주 1천 두 이상의 소에서 발생할 정도로 아주 폭발적인 양상을 보여 전 세계적인 문제로 부각하게 된 이유는 영국을 비롯해 유럽에서는 1920년대부터 양, 소, 돼지 등 가축에서 식용육(食用肉) 이외의 내장과 잡육과 빼 등을 모아 가열 조리해서 지방만 회수하고 나머지는 분말로 해서 가축 사료의 단백질원으로 급여한 것이 원인으로 밝혀져 있다.
스크래피의 병원체(원인체)가 사료에 포함된 사실 확인으로 양의 스크래피가 원인이라는 결론을 내린 바 있다.
BSE의 병리 조직학적 특징은 신경세포체와 돌기(neurites) 내의 공포(空胞/vacuole) 변성이다. 일반적으로는 연수의 절편을 사용 외 미주신경 배측 핵, 고속핵/孤束核, nucleus of sheep)에서는 1720년대부터 solitary tract), 3차신경 척수 핵의 공포 변성 등이다.
양에서는 오래전부터(1732년) 스크래피 발생 기록이 있는 병으로 처음에는 바이러스병으로 취급해 왔으나, 바이러스의 봉입체는 물론 그 어떤 생물학적 근거도 찾지 못하고 있다가, 1982년 Prusiner에 의해 프리온 설이 제기돼, 이후 많은 의문 들이 풀리면서 정상적인 프리온 단백질 자체의 변환에 의해 발생하는 프리온병으로 밝혀지게 되었다. 사람에서는 Creutzfeldt-Jakobdisease (CJD, 크로이츠펠트 야코병)이 1920년부터 뇌 신경계에 주 병변을 가져오고 있는 병으로 알려졌으나, 이 역시 처음에는 퇴행성 질환으로 여겨진 CJD도 스크래피와 같은 범주의 질환이라 프리온 병으로 자리 잡게 된 사람의 프리온 병으로 국내에서도 다수 발생하고 있어 희귀질환으로 취급되고 있다.
그런데 1966년 영국 정부는 새로운 변이형 CJD(vCJD)가 발생하여, 광범위한 역학조사에서 유전성(가족성) CJD의 가능성은 전혀 없고, 성장 호르몬 투여 등과 같은 의인성 CJD의 가능성도 없어, 검증 결과 BSE가 문제가 되었음을 밝혀, 사람의 vCJD는 소에서의 BSE가 원인체가 사람에게 전달된 결과가 되어 사실로 세계적인 관심을 불러 일으키게 되었다.
이런 관계로 집중적인 연구가 이루어져 프리온 단백질은 당사슬(糖鎖, glycan)이 붙는 부위가 2개이기에 Western blot 기법에서는 당사슬이 없는 부분, 하나 또는 2개의 부분으로 해서 3종류의 부분 밴드(band)가 검출되었다. Western blot기법으로 이상 프리온 단백질(PrPsc)을 해석한 결과 sCJD 환자는 1 또는 2형이었고, 성장 호르몬 투여를 받은 의인성 CJD는 3형이었는데, vCJD는 4형이었다. 그런데 BSE도 똑같은 형의 4형으로 같았다. 마우스의 뇌 내 접종해서 발병까지 잠복기와 뇌 내 병변의 분포에 따른 스트레인 타입별에 대한 분석 결과 sCJD는 발생률이 0에 비해 BSE와 vCJD는 100%로 차이가 있고, 잠복기에서도 BSE와 vCJD는 약간의 차이는 있어도 대부분이 300일 이후인데 비해 sCJD는 600일 이상으로 길었다. 뇌 내 분포에서는 vCJD는 BSE와 거의 같았으나, sCJD에서는 BSE와 신경세포의 공포 변성 정도 등에서 차이가 있었고, 사람의 프리온 단백질 유전자를 도입시킨 transgenic mouse에서 BSE의 임상증상과 뇌 병변이 거의 같았다 이번에는 소의 프리온 단백질 유전자를 도입시킨 transgenic mouse와 영장류인 원숭이에 동일한 방법으로 접종한 결과에서도 같은 소견과 뇌 병변 분포와 정도를 보여 BSE와 vCJD는 같은 하나의 병원체에 의해 발생한다는 결론을 내린 것이 변이형 크로이츠펠트-야콥병(variant Creutzfeldt-Jakob disease (vCJD)이다.
국내 질병관리청의 보도자료(2023년)에 의하면, 2011-22년까지 총 533명 CJD 환자(sCJD)가 약 85%, 유전성 CJD/gCJD가 약 15% 외 21년 醫因性 1명) 중 vCJD 환자는 1명도 없다. 그러나 이와 같은 단백질 자체의 변환에 의해 발생하는 희귀한 질환 모델에 대해서는 향후 대비를 위해서도 지속적이면서도 전 분야를 아우르는 연구체계 구축과 더불어 무엇보다 시급한 것은 프리온 병에서 프리온 단백질의 변성 등을 포함한 메커니즘 연구와 PrPsc의 흡수 과정에서부터 말초-중추 신경세포의 기능적 손상, 시그널 변화 등에 연구가 체계적으로 이루어져 프리온 병의 예방, 치료제 개발의 길이 하루속히 이루어지기를 바란다.