구제역 백신의 특성과 올바른 사용방법

최근의 구제역 발생은 발생규모와 확산속도 면에서 과거에 우리가 경험했던 구제역과는 확연하게 달랐다. 수많은 가축을 매몰하고, 그동안의 모든 방역경험을 다 쏟아 부었지만, 구제역의 확산속도는 수그러들지 않았다. 그러한 상황에서 더 이상의 가축의 희생을 줄이고, 축산업 자체의 붕괴를 막기 위하여 전국적인 긴급 예방접종은 불가피한 선택이었다고 생각한다.

다행스럽게도 전국적인 긴급 예방접종 이후 단기간에 구제역의 발생은 급격하게 감소되었고, 현재는 임상증상을 나타내는 발생은 거의 자취를 감추었다. 그러나 발생 감소와는 상관없이 앞으로도 당분간은 정기적인 예방접종이 지속될 전망이다. 첫째 내적으로는 아직도 바이러스 전파원이 될 수 있는 잠복감염 가축(즉 캐리어)이 남아있을 수 있기 때문이며, 둘째, 외적으로는 우리나라 주변국에서 구제역의 발생이 지속되고 있는 상황에서 언제라도 새로운 구제역 바이러스가 국내에 유입될 수 있기 때문이다. 따라서 당분간은 철저한 예방접종을 통하여 구제역이 발병, 확산되지 않도록 하여야 한다.

구제역과 같은 전염병의 확산을 막기 위해서는 감수성 있는 가축집단에 일정수준의 면역이 유지되어야 하는데, 질병 역학자들은 집단 내의 80% 이상 개체가 면역이 되어야 한다고 한다. 그런데 구제역 예방접종 이후 소는 항체 형성이 잘되는 반면에 돼지는 항체 형성률이 낮게 나타난다는 양돈농가의 호소가 이어지고 있다. 이에 따라 방역당국과 양돈협회에서는 올바른 예방접종 요령에 대한 홍보자료를 작성하여 농가에 배포하고, 전문수의사를 동원한 교육을 계획하고 있다.

본고에서는 구제역 예방접종의 효과를 높이고, 접종 부작용을 줄이기 위하여 어떻게 백신을 관리하고 접종해야 하는지 상세하게 알아보고자 한다.

1. 현행 구제역 백신은?

현재 우리나라에서 사용하고 있는 구제역 백신은 <그림 1>과 같이 구제역 바이러스를 대량 배양하여, 불활화(사멸)시킨 다음, 농축 및 정제과정을 거친 바이러스 항원과 오일 성분의 보좌제(adjuvants)를 혼합시킨 불활화오일백신이다. 항원 정제과정 중에서 바이러스가 증식할 때 생겨나는 비구조단백질(NSP)이 제거되고 구조단백질(SP)만 남아있기 때문에 예방약을 접종한 동물에서는 구조단백질에 대한 항체만 형성되고, 비구조단백질에 대한 항체는 형성되지 않는다.

반면에 야외 구제역바이러스가 감염되어 바이러스가 증식된 경우에는 감염동물의 체내에 바이러스가 증식할 때 생겨나는 비구조단백질에 대한 항체가 같이 형성된다. 따라서 이 비구조단백질에 대한 항체검사를 함으로써 백신 항체와 야외감염 항체를 구별할 수 있고, 결과적으로 야외 바이러스에 감염된 개체를 찾아낼 수가 있는 것이다.

구제역 발생 이후 전국적인 긴급 예방접종 기간에는 당시 발생한 구제역 바이러스(O형)를 막을 수 있는 단일 항원으로 만든 단가백신을 공급하여 왔으나, 하반기 이후 정기 예방접종부터는 향후 국내 유입 가능성이 높은 바이러스 유형을 동시에 막을 수 있도록 항원을 보강한 다가백신(O, A, Asia1 형)을 공급하고 있다. 또한 우리나라에서는 긴급 백신 이후, 정기 백신에도 일반적인 정기 예방약의 항원량(3PD50)이 아닌 긴급백신 수준의 항원량(6PD50)을 포함시켜 백신의 효과를 높인 것이 특징이다.

2. 백신의 효과는?

모든 백신이 그렇듯이 현재 사용하는 구제역 백신도 구제역 바이러스의 감염 자체를 막아주는 것이 아니다. 백신을 맞은 가축의 체내에 형성된 면역에 의해 바이러스의 증식이 억제되기 때문에 발병에 따른 임상증상이 완화되는 동시에 배설하는 바이러스의 양이 감소되어 다른 가축에게 바이러스가 전파되는 것을 막아주는 것이다. 이번 구제역을 경험한 양돈농가들은 멀쩡하던 포유자돈이 사전 임상증상도 없이 갑자기 다 죽어 버린 기억이 있을 것이다. 이와 같이 구제역은 성축에서는 폐사율이 높지 않지만 어린 가축에서는 폐사율이 매우 높다. 이럴 경우 예방접종을 통하여 모돈에 면역이 생기면 초유를 통하여 모체이행항체가 새끼에게 넘어가서 새끼가 발병하여 죽는 것을 막아준다. 또한, 소와 같은 반추류는 구제역에 감염되어 회복되어도 체내에 장기간 바이러스를 가지고 있으면서 바이러스는 전파하는 잠복감염축, 즉, 캐리어가 되는 경우가 많은데, 백신을 접종하게 되면 이러한 캐리어가 발생하는 것을 줄여준다.

결론적으로 구제역 백신은 발병에 따른 경제적 손실과 바이러스 배설에 따른 질병의 전파를 막아주는 것이지, 감염 자체를 막아주지는 않는다. 따라서 농가에서는 철저한 예방접종을 통하여 가축을 보호하되, 예방접종과 상관없이 구제역 바이러스가 유입될 경우, 면역수준이 낮은 일부 가축이 감염/발병될 수 있다는 사실을 명심하고, 평상시 바이러스의 유입을 막는 차단방역에 최선의 노력을 다하여야 한다.

3, 백신의 관리는?

구제역 백신과 같은 오일백신은 반드시 냉장상태(4 ± 2℃)로 보관되어야 백신의 효능(항원능력)이 유지된다. 만약 냉장온도 이상으로 보관온도가 올라가면 백신 항원의 면역원성이 소실되어 예방접종을 하여도 면역이 형성되지 않는 소위 󰡒물 백신󰡓이 된다. 그러므로 구제역 백신이 생산된 이후부터 가축에 접종되는 순간까지의 모든 운반, 보관, 배급 과정에서 적절한 냉장온도가 유지되어야 한다. 따라서 백신의 운송과 보관에 사용되는 냉장고(냉장실)나 운반차량 또는 운송박스는 사용 전에 백신 보관에 적절한 냉장온도를 유지하고 있는지 반드시 점검하여야 하며, 이후에도 정기적으로 점검하여야 한다.

오일백신은 동결에 취약하기 때문에 얼었다 녹았을 경우에는 백신의 성분이 손상을 받아서 면역이 형성되지 않거나 감소되기 때문에 이런 상태의 백신은 사용하지 말아야 한다. 오일백신은 면역력의 지속과 주사의 용이성을 위하여 oil in water 또 water in oil의 두 가지 형태 중 한가지로 된 보좌제가 백신 항원을 둘러싸고 있다. 오일백신을 접종한 경우 동물 체내에서 오일이 서서히 흡수가 되면서 장기간 항원이 노출되기 때문에 그만큼 면역반응이 오래 지속되면서 항체 형성률도 높아지는 것이다. 그런데 만약 백신이 얼었다가 녹게 되면 항원과 보좌제가 서로 분리되어 층이 형성되게 되는데 이렇게 오일과 항원이 분리되어 버린 백신은 원래의 면역 지속 및 강화 효과를 기대할 수가 없게 된다. 또한 이런 백신에는 오일과 항원이 균질하게 분포되어 있지 않기 때문에 개체별로 주사할 때 주입되는 항원이나 오일의 양이 일정하지 않게 된다. 따라서 항원이 적게 들어간 개체의 경우에는 면역 형성이 불완전하게 되고, 오일이 너무 많이 접종된 개체의 경우에는 과다한 오일로 인한 쇼크가 심해질 뿐만 아니라 접종부위에 화농이나 육아종이 생길 가능성도 높아진다.

만약 구제역 예방접종을 제대로 했는데도 불구하고 항체 형성률이 바닥을 쳐서 과태료 처분을 받게 되었다면 제일 먼저 백신의 보관 상태를 확인해야 한다.

1) 농장에 도착하기 전에 백신이 제대로 보관이 되었는지?

2) 농장에 도착해서 바로 적정 온도의 냉장고에 보관해 왔는지?

3) 농장의 냉장고는 제대로 작동했는지(혹시 보관 중 백신이 얼지는 않았는지)?

4) 접종 직전에 백신상태가 층이 분리되지 않고 정상상태였는지?

4. 백신 접종 방법은?

오일백신은 차가운 온도에서는 오일이 잘 풀리지 않아 빡빡한 느낌이 들며, 주사하기가 어렵다. 이런 상태에서 주사를 하면 접종부위 조직의 손상을 일으켜 백신의 흡수가 지연되고 육아종이나 농양을 형성할 수 있다. 그러므로 오일백신을 접종할 때는 가급적 동물의 체온과 비슷한 온도로 데워서 접종해야 이러한 부작용을 줄일 수 있다.

또한 같은 백신이라도 접종자의 주사방법이나 주사할 당시의 동물돼지 상태에 따라 접종반응이 달라진다. 오일백신은 근육내로 백신액이 들어가도록 접종해야 하는데, 오일성분 때문에 통상 주사하는 것보다 주입시간이 오래 걸린다. 따라서 통상 주사하듯이 빠르게 접종하다보면 주사액이 근육내로 들어가지 못하고, 지방층이나 피하층으로 새어나오게 된다. 이러한 접종 실수가 있을 경우 백신에 따른 면역 형성이 불완전하게 될 뿐만 아니라 접종부위에 화농이 생길 수 있다. 특히 다수의 돼지를 단시간에 접종하게 되는 양돈장의 경우에는 돼지를 한 마리, 한 마리 제대로 보정하여 주사하기가 어렵기 때문에 이런 접종실수가 더 많이 발생하게 된다. 이런 부작용을 막기 위해서 최소한 구제역 백신 접종만큼은 농장주가 관심을 가지고 현장에 입회하는 것이 좋으며, 접종 시간이 많이 걸리더라도 천천히, 제대로, 정성들여 접종하도록 해야 한다. 자세한 접종방법에 대해서는 농림수산검역검사본부에서 제작하여 배포하고 리프렛과 양돈협회에서 제작 배포하고 있는 백신 관리 및 접종요령을 잘 숙지하여 준수하기 바란다.

5. 백신 접종자는?

우리 농장에서는 누가 백신을 접종하는가? 농장주나 관리인이 직접 실시하는 경우도 있겠지만, 외부 인력의 힘을 빌려 실시하는 경우도 꽤 많을 것이다. 그런데 백신을 접종하는 사람들이 정작 백신 접종과 관련된 전문지식을 가지고는 있는 것일까? 최근 구제역 예방접종에 따른 여러 가지 부작용을 접하면서 이 부분이 농장 방역의 사각지대가 될 수도 있다는 생각이 든다. 백신을 주사하는 사람들에게는 적어도 아래와 같은 내용에 대하여 사전에 교육과 훈련을 실시하고, 시험을 통하여 실제 습득 여부를 확인하여야 한다.

1) 구제역 등 질병에 대한 기본 지식

2) 백신과 백신 장비(주사기와 주사바늘의 소독 등)의 취급요령

3) 백신 접종요령(축종별 접종부위와 접종량)

4) 사람, 방역복, 장비, 차량 등에 대한 세척과 소독요령

5) 백신 접종내역 등의 기록 요령

6) 가축의 취급과 보정

7) 필요한 시료의 채취와 취급요령

8) 구제역이나 다른 질병의 발생시 대처요령

내 농장의 직원들은 위의 내용을 알고 백신을 주사하고 있을까? 만약 위의 내용들에 대하여 농장주나 농장장이 아예 모르고 있다면, 백신을 접종하는 사람들이 제대로 백신을 하고 있는지 감시하고, 확인할 방법이 없다. 적어도 농장을 경영하고 관리하고 있다면 스스로 교육과 훈련을 통하여 위 내용들을 숙지하고 있어야 하는 이유가 여기에 있다. 특히 예방접종 전문 용역업체의 직원들은 여러 농장을 출입하기 때문에 자기도 모르게 구제역이나 다른 질병을 농장 간에 전파하는 매개체 역할을 할 수도 있으므로 예방접종 요령뿐만 아니라 농장 방역 조치 전반에 대한 지식을 습득하고 있어야 한다. 이러한 점에서 예방접종에 관계하는 사람들(내부의 직원 또는 외부의 수의사나 백신접종요원 등)에 대한 적절한 교육 프로그램이 마련되어야 할 것이다. 개인적으로는 이들이 의무적으로 적절한 교육을 받도록 관련 규정에 반영하는 것이 바람직하다고 생각한다.

6. 돼지에서의 접종시기와 횟수에 대한 검토

최근 일부 양돈농가에서 구제역 예방접종을 충실히 하였는데도 항체 양성률이 낮게 나타난다는 호소가 이어지고 있다. 돼지에서 항체양성률이 낮은 이유는 앞서 설명한 백신의 보관 및 유통 문제와 접종방법 그리고 접종자의 문제 외에도 접종시기와 횟수에 대한 문제를 검토해볼 필요가 있다.

첫째, 구제역 예방약을 자돈에게 접종할 당시 자돈에게 높은 수준의 모체이행항체(초유항체)가 남아 있다면 이 항체가 구제역 백신에 의한 면역반응을 간섭하게 되어 백신의 효능이 감소될 수 있다. 이 부분에 대해서는 한국의 여러 양돈장을 대상으로 모돈의 면역수준과 자돈에게로 넘어가는 모체이행항체가 언제까지 지속되는지를 파악하고, 만약 8주령 접종시기에 남아있는 모체이행항체가 백신의 면역을 간섭한다는 사실이 증명된다면 자돈의 예방접종시기를 8주령 이후 10주령 또는 12주령 등으로 접종시기로 뒤로 미루어 조정해야 한다.

둘째, 구제역 백신이 소에 비하여 돼지에서는 면역형성률 자체가 낮을 수가 있다. 제조회사에서는 자돈에 대한 예방접종을 8주령과 12주령에 2회 접종하도록 권장하고 있다. 그러나 발표된 문헌에 의하면 아래 표와 같이 면역이 없는 2개월령의 돼지에 지금 우리가 사용하고 있는 예방약과 동일한 조성인 O1 Mannisa주 항원량이 6PD50인 백신을 1회 접종한 결과, 접종 1개월 내에 항체가가 충분히 형성되었으며, 이후 6개월까지 일정한 항체수준을 유지하는 것으로 보고하였다.

또한 우리나라보다 먼저 돼지에 대한 구제역 예방접종을 광범위하게 실시하고 있는 대만에서 보고한 학술자료에 의하면, 분만전 3~4주에 예방접종한 고면역모돈에서 태어난 자돈에게 대만분리주로 만든 항원량 6PD50 인 불활화백신을 다양한 시기에 접종하고, 출하시기인 24주령에 야외 바이러스를 공격접종한 결과, 고면역모돈의 자돈인 경우에도 8주령에 1회 접종만 하여도 출하일령에 까지 방어가 되는 것으로 확인되었고, 따라서 1회 접종법으로 예산과 노동력을 절감할 수 있다고 발표한바 있다<표 1>.

따라서 우리나라에서도 긴급예방약에 준하는 항원량의 구제역 예방약을 8주령 자돈에 1회 접종하도록 결정한 것이다. 그러나 실험적인 결과와 우리나라 야외 상황은 다를 수가 있으므로 만약 폭넓은 조사를 통하여 현재 사용 구제역백신이 1회 접종만으로 돼지에서 충준한 면역을 형성시키지 못한다고 하면 2차 보강접종을 실시하는 방향으로 예방접종 프로그램을 보완할 필요성이 있다. 이 부분에 대해서는 현재 구제역과에서 양돈장을 선정하여 실험이 진행 중에 있으므로 실험결과에 따라 보강접종 여부에 대한 방향이 정해질 것으로 보인다.

7. 앞으로의 방역은?

FAO에서 제시하는 국가별(지역별) 구제역의 발생 및 방역단계는 <표 2>와 같이 0단계에서 5단계까지 6개 단계로 구분된다. 우리나라는 현재 전국적인 예방접종을 실시하고 있으나 아직 청정화단계에 이르지는 못한 3단계 수준에 와 있다고 볼 수 있으며, 단기적으로는 예방접종 실시 청정국(4단계) 지위를 획득하고, 장기적으로는 예방접종 비실시 청정국(5단계)으로 복귀하는 것을 목표로 하고 있다. 그러나 4단계냐 5단계냐 하는 것은 해당국가가 여러 가지 상황을 고려해서 내려야 할 결정의 문제이다. 칠레와 우루과이는 예방접종 미실시 청정국 지위를 획득했지만, 반면에 파라과이와 아르헨티나, 브라질 남부지역 주는 예방접종 하에서 수년 동안 발생이 없었기 때문에 예방접종 실시 청정국 지위 획득을 목표하고 있다.

우리나라에서는 어느 단계를 최종 목표로 해야 할까? 많은 논의가 필요한 사항이지만 현재의 우리는 4단계인 예방접종 실시 청정국을 목표로 하고 있으며, 이를 조기 달성하기 위해서는 모든 축산농가가 예방접종을 철저히 해나가는 동시에 바이러스의 유입과 전파를 차단하기 위한 차단방역에 최선을 다해야 한다. 특히 서두에 언급한 바와 같이 감수성 있는 동물집단에서 질병의 확산을 막기 위해서는 최소 80% 이상의 면역 형성률이 필요한데, 양돈농가의 면역 형성률이 이에 못 미치는 것으로 나타난 것은 방역상 중요한 문제점이 아닐 수 없다. 우선은 축산농가에서 구제역 예방접종을 제대로 해야 한다. 최근 조사 결과를 보면, 동일한 수의 모돈과 비육돈을 채혈하여 검사하였는데도 농가에 따라 항체 양성률이 100%에서 20% 정도 수준까지 매우 다양한 편차를 나타내고 있었으며, 심할 경우 0%인 농가도 있었다. 만약 50% 이하의 낮은 항체 양성률이라면 백신의 보관상태가 문제일 가능성이 높다. 백신을 공급 받았을 때와 백신을 접종하기 직전 반드시 백신의 상태를 확인하여 층이 생기거나 침전물이 생긴 백신은 이상이 있는 것이니 사용하지 말아야 한다. 그 외의 항체 양성률이 일정하지 않게 오르락 내리락 한다면 백신 접종 기술의 문제이다(붙임 요령 참조). 그러나 평시처럼 예방접종을 했음에도 불구하고 항체 양성률이 낮게 나타난다는 농가의 호소 앞에서 이 모든 문제의 원인을 농가의 책임으로만 돌릴 수는 없다. 지금 양돈협회에서도 대책 마련을 위한 조사사업을 하고 있지만, 다각적인 원인 분석을 통하여 현장 조건에서 항체 양성률을 높이고, 부작용을 줄일 수 있는 최선의 방법을 찾아서 농가에 제공해 주어야 한다.