지난해 11월 17일 해남(산란계)과 음성(육용오리)의 고병원성 AI(Avian Influenza) 확진 이후 1월 3일 현재 총 3천만 마리가 넘는 닭과 오리를 살처분 하는 등 AI 대란이 일고 있는 가운데, 분자생명과학자인 지성규 박사는 “현재의 소독방법은 효과가 없으며, 예방 백신의 효율성에 의심이 간다”며, “지금까지의 방법과는 다른 과학적인, 새로운 제어방법을 찾아야 한다”고 주장했다.

지성규 박사로부터 AI의 실체와 발생 환경, AI의 전파를 막기 위한 구체적인 방법 등에 대해 들어본다.

“닭ㆍ오리 바이러스 질환 예방하려면 칼슘ㆍ아연 등 양이온 충분히 섭취시켜야”
“거리에 관계없이 수백 킬로 떨어져 발생… 전염성 의문”
“기후, 온도조건과 생성 원인물질(목당) 등 환경이 발생조건 제공하는 듯”
“요오드류, 크레졸 및 페놀류 소독제는 바이러스에 효과가 없어 OIE도 권장 안 해”
“방역 위한 발열성 성분 생석회 살포, 지엽적 효과는 있으나 근본적인 대책 못돼”

- AI로 수많은 닭과 오리가 살처분 되고 있다. 먼저 분자생명과학자의 입장에서 AI의 실체에 대해 설명해 달라
AI는 세균이나 곰팡이가 아닌 피코나바이러스(Picornaviridae Aphthovirus)에 속하는 RNA 바이러스로 외피막(Envelope)을 가지고 있지 않아 죽은 세포에서 생존하면서 증식한다. 바이러스는 세균보다 작아서 세균여과기로도 분리할 수 없고, 전자현미경을 사용하지 않으면 볼 수 없는 작은 입자이다. 무기결정체로도 얻어지지만 증식과 유전을 하기 때문에 생물과 무생물로 오가는 화학물질로 다루고 있다.

- AI가 주로 봄과 가을에 기승을 부리는 이유는?
피코나바이러스는 생체의 산도(pH)인 7.35∼7.45에서 가장 안정하다. 온도 4℃ 이하 조건에서는 pH 6.7 이하와 pH 9.5 이상에서 상당기간 살아남을 수 있으나, pH 5.0 이하와 pH 11.0 이상에서는 급속히 사멸한다. 56℃에서는 30분이면 완전히 파괴되는 저온성 화합물로 간주할 수 있다.

햇빛은 바이러스의 감염력에는 직접적으로 큰 영향을 주지 않으나, 바이러스가 햇빛에 노출될 경우 건조해지고 온도가 높아져 파괴된다. 상대습도 60% 이하에서는(생체의 상대습도는 70% 이상) 바이러스의 생존력이 급속히 떨어진다.

결론적으로 생체의 생존조건인 pH 7.35∼7.45, 체온 35∼36℃가 바이러스가 생존하기 좋은 조건인데, 바이러스의 합성은 바이러스의 격자 구성원인 인산의 활성화 특성 때문에 15∼25℃에서 쉽게 발생된다. AI 바이러스는 봄과 가을에 주기적으로 발생하고, 겨울이 지나면 저절로 없어지며, 영하의 온도를 지나 쌀쌀한 봄에 다시 발생하여 날씨가 더워지면 눈 녹는 듯 사라지는 것도 이런 특성 때문이다.

- AI의 전파를 막기 위한 구체적인 방법이 있는가?
바이러스는 구성성분 간의 선택결합분자로 시작해 중합ㆍ증식하는 미소구조체이므로 소독약제의 선택에도 상당한 제약을 받고 있다. 예를 들면, 바이러스는 외피막이 없는 구조화합물이므로 세정제와 계면활성제로는 소독효과를 발휘하지 못한다. 따라서 소독약의 선택에는 소독 대상물질, 소독 범위, 주위 환경 등 여러 요인이 고려되어야 한다.

- AI 소독제의 효과는 어떤가?
현재 AI 소독제는 세정제, 계면활성제, 알칼리제제(염기성제제), 산성제제, 산화제 및 알데히드제 등으로 나눌 수 있다. 그 중 계면활성제인 4급암모늄제제(세균소독제) 등은 바이러스 소독에 효과를 발휘하지 못하고 요오드류, 크레졸 및 페놀류 소독제는 바이러스에 효과가 없어서 국제수역사무국(OIE)에서도 이런 약제는 권장하지 않고 있다. 다만 방역을 위해 발열성 성분인 생석회를 발생지 주변에 살포하고 있는 것은 지엽적인 효과는 있으나 근본적인 것은 못 된다.

- AI 바이러스를 효과적으로 퇴치할 수 있는 방법은?
세계적으로 아직까지 바이러스 퇴치제는 없다. 예방백신 같은 방법으로는 퇴치가 어렵다. 따라서 지금까지의 대처방법이 잘못된 것을 인정하고, 새로운 방안을 신속하게 검토해야 할 것이다. 바이러스는 생화학적 무생명체이므로 항원을 취하기 어려워 항체 생산이 곤란하다.

뿐만 아니라 백신의 배지로 사용하는 생란에는 흰자(egg white)에 인이 33㎎/100g, 칼슘은 5㎎/100g이고, 노른자에는 인이 495㎎/100g, 칼슘은 131㎎/100g 함유되어 있어 실수로 인해 난황막이 파괴되어 흰자질과 노른자질이 섞일 경우 노른자에 함유되어 있는 인의 영향으로 도리어 바이러스를 만들어 주는 환경을 제공하게 되니 배지에서 바이러스를 추가하는 결과가 된다.

- AI 바이러스 생성을 막을 수 있는 방법은 있는가?
바이러스의 구성성분 중 활성원인 성분은 인산이다. 음이온인 인산의 활성을 차단할 수 있는 물질은 양이온인 칼슘과 아연이다. 인산이 칼슘이나 아연과 결합하면 비수용성인 인산칼슘과 인산아연으로 전환되어 활성이 저지되므로 바이러스 생성이 정지되고 사멸된다.

이 같은 현상은 체내에 보유하고 있던 칼슘의 소비성 산란 닭과 절약형 육계에서 AI 발생률에 차이를 나타내고 있는 것에서 확인되고 있다. 산란 닭이 난각을 만들기 위해 체내에 보유하고 있던 칼슘의 85% 이상을 소비했고, 이어서 부화하는 동안 칼슘 섭취 기회를 갖지 못하는 조건에서 계란을 품고 있는 암탉은 체내 칼슘 보유량이 제로에 이른다. 봄의 따스한 햇볕 아래에서 기력이 쇠잔해 졸고 있는 암탉의 머리를 손가락으로 튕기기만 해도 쓰러져 죽게 되는 현상은 칼슘과 인의 존재 비율에 균형이 깨져 저칼슘혈증 상태이기 때문이다.

바이러스가 가지고 있는 인산히드록실기(-OH)의 활성을 차단하면 인산화리보오스의 초기 생성은 물론이고, 증식되는 활성마저 멈추게 되니 핵산의 결합(부가반응) 불능과 공중합이 이루어지지 않아 바이러스의 생성이 멈추게 된다.

- 바이러스 활성을 멈추기 위해 칼슘과 아연을 어떻게 섭취시켜야 하나?
바이러스 질환을 예방하고 바이러스의 활성을 멈추게 하는 생리활성 미네랄인 칼슘과 아연 등 양이온의 섭취로 동물의 체내에 충분한 양을 보유하도록 하는 방법이 최선이다. 흔히 미네랄이라고 말하는 무기화합물은 단백질로 만들어진 생체에서 섭취한다고 해서 흡수될 수 없으므로 흡수성 미네랄의 선택이 중요하다.

칼슘과 아연의 흡수를 용이하게 하고, 체내에서 장애 없이 유통하여 생리기능을 발휘하고 있는 미네랄들은 모두 수용성단백질로 칼슘과 아연의 킬레이트 구조물을 섭취하거나 피부를 통해 흡수가 용이한 칼슘올리고펩티드와 아연올리고펩티드의 선택이 중요하다.

이들의 기능은 임상시험을 통해 확인된 바 있다. 바이러스성 질환의 예방과 치료를 위해 수용성 칼슘과 아연올리고펩티드를 구강 섭취와 주사제로 이용하는 것이 바이러스질환에 대한 항체로서 기대해 보는 것이 최선이 아닐까 생각된다.