미생물

Ⅰ. 서론

미생물이란, 말그대로 눈으로 관찰할 수 있는 한계를 넘어선 0.1mm 이하의 작은 크기의 미세한 생물을 말한다. 여러 종류가 있지만 대표적인 것이 곰팡이, 세균, 바이러스이다. 미생물은 눈에 보이지 않기 때문에 중요하지 않게 생각하는 경향이 있다.

문제가 발생하고서야 뒤늦게 깨닫지만 심각한 경우 생명을 위협하기 때문에 사전에 대비해야 한다. 따라서 미생물 중 곰팡이, 세균, 바이러스가 무엇인지 어떠한 환경에서 발생하며 활발히 활동하는지 지식적으로 아는 것은 매우 중요하다. 미생물의 위험성을 간과했던 사례들은 과거에서 어렵지 않게 찾을 수 있다.

4년 전 미국에서는 곰팡이 오염주사 파문 확산으로 15명 사망한 사례가 있었다. 곰팡이에 오염된 주사를 맞고 뇌수막염에 걸려 15명이 숨지고 발병자가 200명에 달하는 등 사태가 일어났던 것이다. 그 당시 미국 질병통제예방센터(CDC)는 곰팡이의 일종인 아스페르길루스에 오염된 스테로이드 주사에 맞은 뒤 환자들이 목숨을 잃었다고 발표하였다.

이 스테로이드 주사제는 등 부위의 통증을 없애기 위해 척추에 놓는 약물 치료제다. 발병자도 테네시주, 미시간주, 버지니아주, 인디애나주, 플로리다주, 메릴랜드주, 미네소타주, 노스캐롤라이나주, 유저지주, 오하이오주, 일리노이주, 아이다호주, 텍사스주 등 13개주에서 200명에 육박하면서 큰 파문이 일기도 했다. 매사추세츠주 건강국에 따르면 지난 7~9월 1만7천676병의 오염된 스테로이드 주사제가 23개주에 있는 76개 클리닉에 보내졌으며 약물 제조업체인 뉴잉글랜드컴파운딩센터는 자발적으로 이들 제품을 회수했다고 발표하기도 했다.

뇌수막염은 뇌와 척수를 감싼 막이 부어오르면서 염증을 일으키는 병인데 세균이나 바이러스, 기생충, 곰팡이 때문에 뇌와 척수 둘레의 액체가 감염돼 일어난다. 그 당시 환자들의 증상은 극심한 두통과 메스꺼움, 현기증, 열 등이었다.

작년 일본에서는 식인 박테리아가 확산되어 71명이 사망하고 291명이 감염되기도 했다.손발 괴사 등을 급속히 진행시켜 치사율이 높은 ‘식인 박테리아’였다. 그때 당시 일본 국립감염증연구소에 따르면 ‘급성 전격성형 용혈성 연쇄상 구균 감염증’으로 불리는 식인 박테리아 감염자는 291명에 이른다고 발표했다. 또, 식인 박테리아로 인한 사망자는 71명에 이른다고 했다.

전문가들은 발생초기부터 손발에 붉은 빛을 동반하는 통증이 발생할 경우 식인 박테리아 감염을 의심하고 가급적 빨리 의료 기관을 방문하라고 권고했지만 환자의 증가세는 쉽게 줄어들지 않았다. 식인 박테리아는 A군 용혈성 연쇄상 구균에 의한 것으로 1987년 미국에서 처음 보고 돼 일본에서는 1992년 첫 환자가 확인됐다. 이는 고령자에게서 많이 발병되며 혈압 저하 등의 쇼크 증상이 갑자기 나타나 팔과 다리에 통증이 생기고 부어오른다.

세균이 급격히 증식해 근육이나 근막을 괴사시키거나 독소가 전신에 돌아 장기 부전을 초래하기도 한다. 원래 용혈성 연쇄상 구균은 어린이 감기 등의 원인으로 알려졌으나 왜 갑자기 식인 바이러스로 돌변했는지 원인은 알려지지 않았다. 토호대학 의료센터 오모리 병원의 감염내과 전문의 요시자와 씨는 “진행이 빨라 손발 괴사가 1시간 만에 진행되는 경우도 있다”고 경고했다.

치료는 살균제로 세균의 증식을 억제하는 한편 괴사한 부분은 절제가 불가피한 경우도 있다. 요시자와 의사에 따르면 감염자 중에는 당뇨병 등 지병을 앓는 환자도 있었지만 기초 질환이 없는 환자도 있었다. 감염증연구소에 따르면 환자는 계속 증가하는 추세로 2011년 이후 연간 200명 안팎을 기록하고 있으며, 2012년~2015년에 신고된 환자 712명 중 207명(29%)이 사망했다고 말했다.

207명 중 76%가 발병 3일 이내에 사망하고 발병 당일이나 다음날 숨진 사람도 41%에 달했다. 한 전문가는 식인 박테리아 감염과 관련해 “연령이 높을수록 사망률이 높아지는 경향이 있다”고 했다. 일본정부는 그 당시 감염경로가 명확하지는 않아 감염확산에 어려움을 겪었고 기본적으로 화장실 등 공중위생을 철저히 관리할 필요가 있다는 형식적인 권유만을 할 뿐이었다.

중동호흡기증후군(MERS, 메르스) 사태는 바이러스에 대해 전혀 대비가 되어있지 않은 우리나라 의료산업의 현주소를 적나라하게 보여준다. 작은 미생물이 한 나라를 뒤흔들어 놓은 것이다. 이번사태를 겪으면서 외국에서는 의료선진국으로 부를 정도로 의료기술은 일류지만 의료시스템은 삼류라는 지적을 받고 있다.

그렇다면 이번 메르스 사태가 우리에게 남긴 교훈은 무엇인가 되짚어보게 한다. 세계보건기구는 제 9차 긴급위원회 이후 발표문을 통해 “한국의 메르스는 ‘국제 공중 보건 비상사태’를 선포하기 위한 조건을 갖추지 못했다”고 설명했다. WHO가 우리나라의 메르스 확산의 주요 원인으로 꼽은 결과를 통해 바이러스에 취약한 보건의료시스템의 현주소를 살펴보면 다음과 같다.

첫째로 WHO 합동평가단은 의료진과 일반대중의 메르스에 대한 이해부족을 꼽았다. 많은 전문가들도 ‘한 발 늦은 정보 공개’를 첫 번째 원인으로 지적한다. 본인이 메르스에 걸린 지도 모르는 일반 시민들이 전국으로 흩어지면서, 통제 불능의 사태가 발생했다는 것이다.

정부나 개인 모두 바이러스의 속성에 대한 이해만 있었더라도 충분이 막을 수 있었다는 뜻이다. 둘째로는 병원 내 감염 예방 및 통제 조치가 최적화 되지 않았다는 것이다. 이것은 병원조차 바이러스에 대한 지식이 부족했다는 뜻이다.

병원은 감염에 있어 상당히 취약한 환경임에도 바이러스 감염에 있어 대책이 전무한 실정이다. 지난 3년간 병원 중환자실에서 상당히 많은 감염사례가 확인됐다. 그만큼 병원 내 감염 확률이 높다는 것을 말해준다.

특히 대형병원, 중소 병원들 모두 감염에 취약하다는 점은 통계적으로도 잘 알려져 있다. 우리나라는 200병상 이하에선 감염전문의나 감연전문간호사가 없는 경우가 많다. 병상이 200개 이상인 경우나 종합병원으로서 중환자실을 운영하는 의료기관의 장은 병원감염 예방을 위해 감염관리위원회와 감염관리실을 설치 및 운영해야 한다.

셋째로는 병원의 혼잡한 응급실과 다인병실에서 메르스 환자와의 접촉과 노출기간이 증가했다는 점이다. 응급실에서 의료진은 환자가 너무 많아 정신이 없다. 이 같은 과밀한 현상 때문에 응급실은 메르스 확산의 진원지가 됐다.

또한 병원이 환자 간병을 책임지지 않아 가족이 환자를 간병한다. 병동 관리의 생명은 감염을 막는 것이며, 이를 최우선시하는 것도 너무나 당연한 일이다. 하지만 현실에서는 수많은 사람이 거침없이 병동을 휘젓고 다닌다.

이런 사실 하나만으로도 병원 관리에 얼마나 큰 ‘구멍’이 있는 지 잘 알 수 있다. 다인실의 문제도 어제 오늘 일은 아니다.

바이러스에 대한 인식 없이 병원 감염을 전혀 고려하지 않은 채 경제성과 선거를 의식한 나머지 당국이 앞장서서 잘못된 방향을 유도해온 면도 있다. 그 결과 메르스 확산을 부른 한심한 병원현실을 낳았다.

작년 최대의 화두였던 메르스. 그 뒤를 이어 건국대학교 생명공학대학원에서 일어난 집단 폐렴 감염, 서울 양천구 모 의원에서 발생한 집단 C형 간염 발병 사태 등 감염과 관련된 주요 현안들이 지속적으로 이슈화됐다. 메르스의 피해규모를 정리하자면, 메르스는 중동국가를 방문했던 첫 번째 환자가 15년 5월 20일 최초 확진을 받으면서 시작됐다.

이후 정부의 메르스 병원 비공개 원칙, 부실대응 등으로 사태가 더욱 악화됐다. 메르스는 신종감염병 대응에 대한 제도적 보완과 국가적 차원의 대응체계 확립의 필요성을 확실하게 부각시켰다. 결국 정부는 메르스 환자가 발생했거나 경유한 병원명을 전면 공개했지만 이미 수십명의 확진자가 발생한 상황이었다.

정부의 대규모 격리·폐쇄 조치로 인해 마지막 확진자인 186번 환자가 발생한 이후 추가 확진자는 나오지 않았다. 그러나 메르스가 할퀸 상처는 컸다. 총 186명의 메르스 확진환자가 발생했으며, 이들은 106곳의 의료기관에서 메르스에 감염되거나 의료기관을 경유했다.

186명의 환자 중에서 38명의 환자가 사망했으며, 생존해있는 환자 중 일부는 아직도 합병증으로 인해 고통을 겪고 있는 것으로 알려졌다. 또한 누적인원 16693명이 메르스 감염 환자 선별과 감염확산 방지를 위해 자택·선별 격리됐으며, 관광객 수가 급감하는 등 메르스 기간 동안 사회 전반에 걸친 패닉 현상도 감지되었던 우리에게는 잊을 수 없는 사건이었다.

이상에서 세 가지 사례에서 살펴본 바와 같이 미생물에 해당하는 곰팡이, 세균, 바이러스에 대해 위험성을 인지하고 예방하거나 사건이 발생시 적절한 대응을 하지 못한다면 사회전반적으로 큰 어려움을 겪게 된다. 효과적인 예방과 대응을 위해서는 미생물에 대해 정확히 아는 것이 중요하다. 따라서, 곰팡이, 세균, 바이러스와 관련된 논문의 내용을 짚어보면서 미생물에 관한 지식을 획득하고 적절히 사용할 수 있어야 하겠다.

1. 곰팡이에 관한 논문

본문에서는 ‘유럽에서 기후변화 시나리오에 따른 곰팡이독소 아플라톡신 B1의 위험도 예측’이라는 논문을 통해 곰팡이의 특성에 대해 이해해보고자 한다. 논문에서는 기후는 언제나 변한다, 기후변화라는 용어는 통상적으로 받아들여지기도 한다라고 말한다. 그러나 지금의 기후변화는 보편적인 기후변화의 폭을 넘어서고 있다며 기후 변화에 관한 정부간협의체(IPCC; Intergovernmental Panel onClimate Change)의 제 4차 보고서에 따르면 지난 100년(1906~2005년)간 지구 평균 기온이 0.74℃ 상승하였고, 21세기에는 예측된 모델에 따라 약 2~5℃ 상승할 것이라고 한다.

또한 대부분의 육지에서 폭염과 호우의 발생빈도가 증가할 것으로 나타났다. 그리고 이러한 기후 변화의 영향은 식품 및 사료의 안전성에 위협을 가하는 요인으로 작용할 것으로 인식되고 있다고 주장한다.

식품의 안전성을 위협하는 위해 인자 가운데 곰팡이 독소는 현재까지 약 300여종이 알려져 있으며, 세계 식량 작물의 25%에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다고 한다. 이 가운데 간을 비롯한 여러 장기에 이상을 유발하고 면역기능 억제 및 발암성을 나타내는 아플라톡신은 약 20여종이 알려져 있으며, 그 중 B1, B2, G1, G2가 대표적이다. 아플라톡신 중에서는 B1이 가장 흔히 발견되고 가장 강력한 독성을 나타낸다.

아플라톡신을 생성하는 대표적인 곰팡이는 Aspergillusflavus, A. parasiticus로 전세계 토양에 흔히 분포 되어 있는 곰팡이다. 이 곰팡이는 온대지방 에서는 잘 서식하지 않고 주로 고온 다습한 열대나 아열대 지방에 널리 분포하며, 쌀, 밀, 옥수수 등의 곡류, 견과류, 향신료 등을 기질로 하여 수분 16% 이상, 상대습도80~85% 이상, 온도25~30℃에서 독소를 잘 생성하는 것으로 알려져 있는 것으로 설명한다.

본문 내용에서는 기후 변화로 인해 온대 기후에 속한 유럽 일부 국가 및 미국 등에서 곰팡이 독소의 발생이 증가될 것이라는 예측이 나오고 있는 상황을 주목한다. 온대지역의 기후는 더욱 온화해져 아플라톡신 생산의 최적 기온과 유사한 30℃에 이를 것이다. 또, 기후변화는 현재 재배되고 있는 작물에 영향을 미치고, 새로운 생태조건이 형성되어 아플라톡신에 민감한 것으로 알려진 작물들(옥수수, 땅콩등)의 오염가능성은 더욱 커질 수 있다.

따라서 현재는 아플라톡신이 작물에 특별한 문제를 일으키지 않는 상황이더라도 앞으로 이들 독소가 심각한 위험요소로 작용할 수 있다며 논지를 이끌어간다. 유럽의 경우, 아플라톡신 B1의 오염 수준은 수입된 옥수수, 밀, 쌀 등에서 높은 것으로 보고되고 있다고 한다. 유럽 내 유통되거나 제3국으로부터 손질한 식품에 대해 위해요소를 발견하고 정보공개에 의해 안전조치를 취하는 위해식품신속경보체제(RASFF)의 데이터에서도 2009년에 조치가 취해진 669건 가운데 638건이 아플라톡신과 직·간접적으로 관련된 것이었다.

특히 유럽에서는 기후변화로 인해 유럽의 일부국가들의 기온이 온대에서 열대나 아열대 기후로 바뀔 것으로 예측되어 아플라톡신B1의 위험이 증가될 것을 우려하고 있다. 이에 대응하기 위해 유럽식품안전청(EFSA)의 Emerging Risks Unit은 식품과 사료분야의 새로운 위험을 식별하기 위해 기후변화가 우려되는 지역의 옥수수, 밀, 쌀에서 곰팡이독소 생산의 패턴 변화를 조사하고, 기후변화시나리오에 따른 아플라톡신B1의 위험도를 예측하였다. 결론적으로 이 논문은 국내 기후변화 가상 시나리오를 통해 아플라톡신의 위해 가능성을 예측하고 이에 대한 대책을 마련하는데 도움이 되고자 유럽의 기후변화 시나리오에 따른 아플라톡신B1의 위험도 예측결과를 살펴본 내용이라고 할 수 있다.

결과에 대한 내용은 여기에서는 결론에서 다루어 보도록 하겠다. 다음은 곰팡이와 세균에 관한 논문이다.

2. 곰팡이와 세균(=박테리아)에 관한 논문

곰팡이와 세균에 관한 논문은 ‘미생물 오염을 중심으로 한 대학병원 로비의 공기 질 평가’을 소개하려고 한다. 다소 내용이 복잡하고 길지만 중요한 내용들이 많이 있다. 논문에서는 병원을 포함한 도시 환경에서 측정된 초미세먼지(이하 PM2.5* 라함)는 대부분 자동차 배기가스의 배출물에서 발생된다고 말한다.

먼지 크기가 매우 작아 호흡기의 폐포까지 침투하므로 호흡기질환을 앓고 있는 환자는 물론이고 어린이와 노약자에게 위험하다는 것이다. PM2.5는 특히 심혈 관계질환을 앓고 있는 노인들에게 위험하고 당뇨병 환자에게도 영향을 끼치는 것으로 알려져 있는데, 최근에 보고서에 의하면 여성이 PM2.5에 10ug/m3도로 노출되면 심혈관계 질환은 24%, 그리고 심혈관계 질환에 의한 사망의 76%가 유의하게 증가한다고 보고하였다. 이외에도 미세먼지의 농도는 호흡기질환으로 인한 병원 입원율, 만성폐쇄성질환, 폐렴, 심장질환 및 사망 등과 유의한 관계를 갖고 있는 것으로 보고되어 있다고 한다.

본문에서는 미국환경부가 PM2.5의 공기 질 기준을 연평균 15.0ug/m, 하루 24시간 평균을 35ug/m 으로 설정하였음을 소개한다. 우리나라는 PM2.5의 공기 질 기준을 연평균 25.0ug/m, 하루 24시간 평균 50.0ug/m으로 미국환경부 기준보다 높게 설정하였다. 이산화질소(Nitrogen dioxide,NO)는 자동차 연소산화물로 강산화제이면서 부식성 가스인데, 이는 눈, 코, 후두, 호흡기계 점액을 자극하고 어린이에게 폐기능과 호흡기 감염을 초래하는 오염물질이다.

높은 농도의 이산화질소에 지속적으로 노출되면 급성 혹은 만성기관지염이 생길 수 있다. 천식, 만성 폐쇄성 폐질환, 호흡기감염 환자들에게는 낮은 농도에 노출되더라도 폐기능이 떨어질 수 있는 위험이 있다.

이러한 위험 때문에 미국에서는 실외 24시간 평균 기준을 0.053ppm으로 설정하였다. 이외에도 대기환경에서 배출되거나 생성되는 오존,아황산가스,일산화탄소 등의 영향을 받을 수 있다고 말한다.