3. 환경에서 감염성의 지속성 및 분포

 

 

 

3-1 환경에서 감염성의 지속성

초기에는 인간 및 동물성 식품과 산업 부산물을 통한 프리온 감염 확산에 초점을 맞췄으나, 잠재적인 환경 감염 경로에 대한 데이터가 오염된 가축, 매몰지, 도축장, 가공 공장, 육류 공장으로 점차 관심사가 옮겨가고 있다. 

 

프리온은 감염된 유기체 전체에 존재할 수 있고 

-Saunders et al., 2012  (https://www.doi.org/10.3201/eid1803.110685)

 

질병에 걸린 개체는 소변, 대변, 혈액, 침, 우유, 태반 및 비강 분비물 등 다양한 경로를 통해 프리온을 배출할 수 있다.

-Gough and Maddison, 2010 

 Nieder et al., 2018 (https://www.doi.org/10.1007/978-94-024-1222-2_14)

 

또한 감염된 사체가 토양에도 프리온 감염성을 전달할 수 있다는 것이 실험으로 확인됨.

- Nieder et al., 2018

 

프리온은 환경에 오랜 시간동안 존재할 수 있으며 (Brown, 1998) 감염성의 붕괴 속도는 프리온의 종류에 따라 다름. (Marín-Moreno et al., 2019)

 

초기 실험에서는 스크래피에 감염된 조직은 최소한 3년 동안 토양에서 감염성을 유지하는 것으로 나타났지만 (Brown and Gajdusek, 1991)

 

보다 최근 연구에서는 스크래피의 감염성이 무려 최소한 16년 동안 토양에서 유지된 것으로 나타남 (스크래피에 감염된 가축의 대피소가 가축에 의해 오염되면서 도살된지 몇년 후에도 그 토양이 오염되어 새롭게 양을 스크래피에 감염시킨 것)

-Georgsson et al., 2006 (https://www.doi.org/10.1099/vir.0.82011-0)

 

Seidel은 263K의 스크래피 물질이 매장된 토양이 29개월후에도 구강을 통한 경로로 햄스터를 감염시킬 수 있다는 것을 증명함

-Seidel et al., 2007 (https://www.doi.org/10.1371/journal.pone.0000435)

광우병에 감염된 소의 두개골과 광대뼈는 매장된 상태에서 최소 5년 동안 토양에서 감염력을 유지할 수 있다.

-Somerville et al., 2019 

 

다른 사례들도 비슷한 결과를 보여줌. 

 

따라서 감염성은 시간이 지남에 따라 매우 천천히 줄어듬. 현재 연구에서 감염성의 지속 기간에 대한 정확한 결론은 도출할 수 없으나 감염성은 적어도 수십년 동안 지속될 가능성이 높다. 

3-2 환경에서 분포 

 프리온 감염을 전파할 수 있는 매개체로 작용할 수 있다는 것이 실험을 통해 확인된 물질들

 

-

목재

 

암석

 

플라스틱

 

유리

 

시멘트

 

스테인레스스틸

 

알루미늄

 

식물

 

물

 

에어로졸

 

토양 및 하수 침전물

 

소금 핥기

 

먼지

 

야생 포유류

 

조류

 

무척추동물/곤충 

프리온은 다양한 물질에 흡착하거나 흡수될 수 있다. Pritzkow와 연구팀은 목재.암석.플라스틱.유리.시멘트.스테인리스 스틸 및 알루미늄이 모두 햄스터에 적응된 스크래피 프리온을 결합하고 감염 매개체로 작용할 수 있는 능력을 갖고 있음을 발견함. 

유일하게 프리온과 결합하지 않는 예외 물질은 황동 뿐이었다.  (+ 황동 자체의 성질인지 다른 실험 요인에 의한 것인지는 불명)

-Pritzkow et al., 2018 (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021925820390694)

자궁경부에 영향을 미치는 프리온 질환인 만성소모성질환(CWD)은 프리온 저장소 역할을 하는 소금을 핥는 행위를 통해서도 퍼질 수 있으며

-Plummer et al., 2018 (https://www.doi.org/10.1371/journal.pone.0196745)

그 전염성은 다른 종으로 확산될 가능성에 대한 우려가 제기됨

-Otero et al., 2021 (https://www.doi.org/10.2979/jfolkrese.58.1.01)

프리온은 다양한 토양 유형에 흡착하며 

-Giachin et al., 2017 (https://www.doi.org/10.1371/journal.pone.0188308)

구강 전염성을 증가시키는것으로 밝혀진 과정과

-Nieder et al., 2018, (https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-024-1222-2_14

점토 함유량이 높은 토양은 프리온에 특별한 친화력이 있는 것으로 입증됨

-Smith et al., 2011 (https://www.doi.org/10.2134/jeq2010.0412)

프리온은 감염된 물질에서 흘러나오는 물에 존재하는것으로 드러남. 

 

광우병에 감염된 폐액을 통과한 빗물은 5년 실험에서 25개월 동안 감염성이 유지되었다. 

-Somerville et al., 2019 

 

토양내에서는 상대적으로 측면 이동은 거의 없었지만 물을 운반체로 사용하면 프리온이 유출수에 부유되어 지하수면으로 들어갈 수 있음을 보여줌

 

Saidel의 초기 연구(2007)에서는 토양을 물로 세척후 29개월이 지나도 감염성이 유지된다는 것을 보여줌 

 

또한 프리온은 수생 환경에서 높은 안정성을 가지며 수처리 과정에도 불구하고 감염성을 유지함으로써 인간 건강에 잠재적 위험을 초래함 

 -Marín-Moreno et al., 2016

  Maluquer de Motes et al., 2012 

 

마지막으로 감염성이 축적되는 경향이 있는 수처리 시설의 슬러지(진흙 모양의 침전물)는 육상에서 비료로 사용되어 위험을 초래할 수 있다. 

-Hinckley et al., 2008  

프리온이 토양에 존재하는 경우 식물은 싹과 잎을 감염시켜 프리온을 흡수할 수 있다.

-Rasmussen et al., 2014, 

 Pritzkow et al., 2015 (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124715004374)

에어로졸 프리온 입자도 잠재적으로 감염성이 있는 것으로 밝혀졌으며 

-Stitz and Aguzzi, 2011

 Haybaeck et al., 2011 (https://www.doi.org/10.1371/journal.ppat.1001257

노출 후 몇 주 동안 식물의 공중 부분에 결합할 수도 있다.

-Pritzkow et al., 2015 

동물들 또한 프리온 감염의 중간 매개체 역할을 하는 것으로 나타남

까마귀와 코요테를 포함한 동물은 소화 후에도 여전히 감염성 프리온 입자를 배설하는 것으로 나타남

-Nichols et al., 2015,

 VerCauteren et al., 2012 (https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0045774)

특정 동물은 하루에 최대 100g의 흙을 먹으며 잠재적으로 프리온 보유 토양에 감염되어 프리온 숙주로 변함

-Beyer et al., 1994

Abrahams and Steigmajer, 2003

Nieder et al., 2018 (https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-024-1222-2_14

이는 생물학적 공정이 처음 오염된 영역을 넘어 프리온을 전파할 수 있음을 보여주므로 위험 최소화의 중요성이 증가하는 상황임

4. 감염성 비활성화

 

프리온에 감염된 조직은 일반적인 살균에 극도의 저항성을 가짐. 비활성화 과정에 대한 대부분의 연구는 병원 환경의 위험에 초점을 맞추고 있다. 이 연구는 더 넓은 환경에서 비활성화에 대한 문제를 알리기 때문에 중요함. 

병원 환경에서 감염된 기구를 재사용할 경우 잠재적으로 프리온 질병이 한 환자에서 다른 환자로 전염될 수 있다. 

Gibb는 CJD 환자에게 사용된 뇌내 다중 접촉 전극이 기존의 꼼꼼한 멸균에도 불구하고 2명의 후속 환자를 감염시켰다는 것을 보여줌. 또한 이 전극은 엄격한 추가 소독에도 불구하고 첫 수술 후 3년 동안 감염성을 유지한 것으로 나타남

-Gibbs et al., 1994 (https://www.doi.org/10.1136/jnnp.57.6.757)

Bruna는 최근의 검토에서 의료 기구의 수명을 고려하지 않고 실험실 조건에서 수행된 연구를 기반으로 하기 때문에 현재의 프리온 오염 제거 과정이 불충분하다고 결론지음

-Bruna et al., 2020 (https://www.doi.org/10.2345/0899-8205-54.5.332)

또한 멸균 방법의 효능은 프리온의 종류에 따라 다를 수 있다.

-Moudjou et al., 2020 (https://www.doi.org/10.3389/fbioe.2020.591024

가장 널리 사용되는 처리법은 수산화나트륨(가성소다) 또는 락스의 강한 용액 -> 증기 멸균 오토클레이브임.

이는 상당한 프리온 오염 제거를 달성하지만 완전히 신뢰할 수 있는 것은 아니며 모든 기기에 사용할 수는 없다. 

-Bellon et al., 2014 (https://www.doi.org/10.1111/trf.12381)

초음파로 활성화된 냉수 스트림에서의 처리

-Secker et al., 2020 (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0195670120304369

생물막 형성을 방지하기 위한 신규 코팅

-Secker et al., 2012 

기구를 습도 유지백에 보관하는 방법등의 대안이 제안되었다. 이러한 방법은 프리온 감염성과 감염 위험을 줄일 수 있으나 완전히 효과적이지는 않으며 의원성 전파가 여전히 우려됨. 

고도로 통제된 실험실 환경에서도 프리온의 비활성화는 어려우니 통제되지 않은 대규모 환경에서 물질을 소독하는 것은 더더욱 난이도가 큼

도살장과 자연 환경에서 잠재적으로 감염된 프리온 감염 물질을 제거하기 위한 몇 가지 접근법이 제안됨

-Xu et al., 2014  (https://www.doi.org/10.1680/jees.13.00014)

프리온의 효소적 분해는 의료 기구의 멸균에 효과적인 것으로 나타났지만 

-Langeveld et al., 2003 

필요한 치료 조건은 더 넓은 환경에서는 실행이 불가능함.

-Nieder et al., 2018 (https://www.doi.org/10.1007/978-94-024-1222-2_14)

다른 효소들은 부분적으로만 효과적인 것으로 나타남.

-Saunders et al., 2011

토양에 높은 수준의 망간이 세포에 대한 프리온 감염성을 증가시키는 것으로 나타났지만

-Davies and Brown, 2009 (https://www.doi.org/10.1371/journal.pone.0007518)

프리온 또한 망간 산화물에 의해 분해되는 것으로 나타남.

-Russo et al., 2009 (https://www.doi.org/10.1099/vir.0.003251-0)

차아염소산은 퍼옥시모노설페이트와 마찬가지로 프리온의 감염성을 감소시키는 것에 효과적인 것으로 입증되었지만

둘 다 용액을 중화시킬 필요가 있기 때문에 대규모로 적용하는 데 한계가 있다.

-Nieder et al., 2018 (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264837722005488#bib51)

퇴비화는 수집된 폐기물의 감염성을 줄일 수 있다.

-Xu, 2012

오존은 도축장 폐수의 감염성을 줄일 수 있는 잠재력이 있지만 더 넓은 환경에 적용하기에는 비실용적임

-Ding et al., 2014 (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969713011376)

5. 오염된 부지의 잠재적 용도

영국에는 BSE로 오염되었거나 오염되었을 가능성이 있는 여러 부지 (특히 사체 매장지와 육류 가공 공장 건물 및 주변환경)가 있다. 이러한 부지 중 일부는 잠재적으로 개발지로 고려될 수 있으며 개발자와 규제 당국은 잔류 BSE 감염성으로 발생할 수 있는 인간과 동물 건강에 대한 위험을 고려해야 함

감염의 지속성에 대한 증거, 사용 가능하고 효과적인 오염 제거 방법의 부족. 식물과 폐수를 포함한 중간 매개체의 잠재적 역할을 고려하는 것이 필수적임

-Adkin et al., 2013 (https://www.doi.org/10.1111/j.1539-6924.2012.01921.x)

이러한 부지에서 작업하는 계약자와 개발 사용자 모두에게 위험이 있다. 철거가 필요한 기존 건물과 구조물이 있는 현장은 개발 사용자가 탐색하는 데 있어서 더욱 복잡한 위험 요소가 됨. 

부지를 교란하고 물질을 철거할 때 먼지가 전염성 입자를 부유시킴으로써 프리온의 전파 위험이 수반되며, 안전한 처리가 요구되는 전염성 폐기물이 발생할 수 있다.

-Nichols et al., 2013 (https://www.doi.org/10.1371/journal.pone.0062455)

-Gough et al., 2015

(+ 프리온에 오염된 부지를 철거할 때 먼지가 프리온의 전파 매개체로 작용하기 때문에 프리온 오염 부지 철거 현장은 방사성 물질 폐기장이나 석면 철거 현장 만큼이나 위험하다는 뜻입니다.)

잠재적으로 오염된 장소를 농업용으로 사용하는 것은 결코 바람직하지 않다. 감염성이 목축 또는 경작 경로를 통해 먹이 사슬에 들어갈 수 있고 결국에는 인간에게 전염될 위험이 있다. 토양으로부터 직접 혹은 그 장소에서 재배된 농산물을 소비하는 것은 입, 피부, 눈을 통해 프리온 질병이 전파될 위험이 있기 때문에 토지를 가꾸기 위해 사용하는 것은 안전하지 않다. 제한 없는 여가적 이용 또는 규제되지 않은 삼림 유지관리가 인간을 위험에 빠뜨릴 수 있는 것으로 지정된 삼림지에도 같은 고려 사항이 적용됨.

오염된 도시 부지의 경우엔 일반적으로 견고한 (아스팔트/콘크리트/포장) 지면 덮개가 있는 산업 및 상업 개발이 가장 적합한 용도가 될 수 있다. 주차장 및 도로와 같은 교통 인프라도 그러한 장소 주변의 인간 상호 작용의 제한된 특성으로 인해 상대적으로 적합할 것임. 레크리에이션이나 주거용으로 사용할 아스팔트는 특히 불침투성 형태의 아스팔트를 사용할 경우 잠재적인 프리온 확산을 방지하는데 도움이 될 수 있다. 

주거용 개발은 일반적으로 금지되어야 하며 정원과 주변 토지에 거주자가 휴식을 위해 접근하거나 아이들이 노는 곳이 특히 그렇다.  주택과 정원의 부지가 완전히 포장되어 있다고 해도 많은 현장에서 주변 부지의 측면 오염 정도가 확실하게 알려져 있지 않기 때문에 규제 당국은 이를 고려해야 함