양돈산업은 양질의 먹거리 생산을 위한 산업이다. 국민 건강을 위한 우수한 품질의 단백질 먹거리는 국민 건강을 위해 더 절실해지고 있다. 이러한 견지에서 돼지고기 육질 향상은 양돈산업의 기반이 되어야 한다. 구제역 예방접종은 양돈산업의 임무에 역행하는 조치일 수 있다.

그러나 2011년부터 시작된 구제역 감수성 축종에 대한 전면적 예방접종 정책이 이후 한 번도 변화 없이, 더 나아가 미래에 대한 어떠한 도전적 비전을 제시하지 않으면서 마치 최종적 대책인 것처럼 뿌리를 내리고 있다.

의무적인 예방접종 실시와 철저한 소독이 구제역에 대한 궁극적 대책이며, 구제역에 대한 현실적 대책으로 자리하고 있다. 그러나 이러한 대책이 수의학적 즉, 과학적 사실에 기반한 것인지에 대한 명확한 근거는 찾기 어렵다.

우리나라에서 구제역 예방접종을 처음 접종한 경험은 2000년이었다. 이때 예방접종 정책을 채택하게 된 배경은 발생 이후 학술지에 보고된 바를 통해 알 수 있었다. 2000년 처음 구제역이 경기도 파주에서 확인되면서 방역당국은 그 확산을 차단하기 위해 모든 조치를 취하고 있었으나 충남 홍성에서의 발생 신고와 확진으로 구제역 확산의 우려가 커졌다. 

실험실 조사 결과 파주 바이러스와 동일한 바이러스로 밝혀지면서 그 전파 경로를 찾으려 노력하였으나 의심되는 역학적 관계를 찾아내지 못하였다. 이는 곧 파주에서 확산 차단을 위한 최선의 노력에도 통제 받지 않고 있는 구제역바이러스가 확인하지 못하고 있는 경로로 움직이고 있는 것으로 추정되었다.

이 당시에 다른 지역에서 발견된 구제역바이러스는 계통적으로 파주나 홍성과 전혀 다른 것으로 확인되었다.

따라서 방역당국은 발생 지역 중심으로 긴급 예방접종을 결정하였다. 이 당시 유럽연합(EU)의 경우에도 통제 받지 않는 구제역바이러스가 움직이고 있음이 의심스러울 때 예방접종을 권장하고 있었다. 

2011년 상황과 2000년 상황의 큰 차이를 들자면, 2011년에는 구제역바이러스의 광범위한 확산으로 더 이상 살처분 정책으로 억제할 수 없다고 판단되는 시점에서 예방접종이 대책으로 채택되었다는 점이다. 본고에서는 2011년 이후 방역당국의 구제역 대책으로 전면적 구제역 감수성 축종들에 대한 의무적 예방접종에 대한 여러 가지 측면을 살펴보기로 한다. 
 

구제역 예방접종을 하면 구제역에 걸리지 않는가?
어떠한 병원체에 동물이 감염되는지를 알아보기 위해서는 해당 동물에서 그 병원체에 대한 항체 검출 여부로 판단한다. 구제역 예방접종 후 구제역바이러스에 노출되었을 때 바이러스가 그 개체에서 증식하는지를 알아보는 방법을 통해 예방접종 개체가 바이러스에 노출된 후 감염되었는지 여부를 판단할 수 있다.

예방접종으로 항체를 가지고 있기 때문에 혈액을 가지고 감염을 의미하는 바이러스 증식 후 형성되는 항체 검사를 하게 된다. 

즉, 구제역바이러스의 비구조단백질(NSP)에 대한 항체 검사로 이해하면 된다. 정제된 구제역 백신을 접종한 개체에서 구제역바이러스의 비구조단백질에 대한 항체가 형성되었다는 것은 구제역바이러스에 노출되어 바이러스가 증식했다는 의미이다.

이는 구제역에 대한 면역이 되었다 해도 병을 유발할 수 있는 바이러스가 증식하였다는 표시이다.

따라서 구제역 항체를 가지고 있어도 바이러스에 노출되면 바이러스에 감염될 수 있음을 의미한다. 이후 많은 연구들에 따르면, 심지어 임상증상을 보이기도 하고 바이러스를 전파시키기도 하는 것으로 보고하고 있다. 
 

그러면 왜 구제역 예방접종을 하는가?
비록 예방접종을 받은 돼지들이 계속해서 감염될 수 있지만, 감염되었을 때 전체적인 바이러스 배설량과 전염성 기간을 유의미하게 줄일 수 있어 질병 대책에 도움이 될 수 있다. 예방접종 결과, 예방접종 미실시 감염 대조군과 비교하여 비강 면봉 시료, 타액, 그리고 분변으로 배설되는 바이러스양이 상당히 감소되었다.
 

예방접종 후 방어를 예측할 수 있는가?
국내 모든 양돈장은 구제역 백신 실시 여부를 확인하기 위해 매년 적어도 2회 여러 일령의 돼지들에 대하여 혈청학적 검사를 실시한다. 이러한 검사를 통해 항체 양성 농장에서 임상적 구제역 발생 시 전체적 구제역 예방접종 여부에 대한 의심을 바탕으로 불신이 유발되기도 하였다.

더 큰 문제는 이러한 의심이 구제역 전문가라고 알려진 곳에서 시작되었다는 점이다. (그림 1)은 여러 가지 실험실적 방법들로 항체 검사를 실시하고 그 항체 수준과 구제역바이러스에 노출되었을 때 방어 여부를 나타낸 것이다. 

(그림 1)에서 보는 것과 같이 여러 가지 혈청학적 검사로 탐지된 극소 항체 수준과 구제역바이러스 공격에 대한 방어 간의 관계를 입증하려 하였으나 그 관계는 명확(Precise)하지 않았다. 원하는 최소 수준의 역가보다 더 낮은 항체를 가진 일부 개체들은 공격에 임상적으로 방어되는 반면 다른 것들이 그렇지 못하였다. 

이러한 결과를 기반으로 실험 저자는 여러 혈청학적 검사 방법을 통해 항체 수준을 ‘백색 수준(White zone)’, ‘회색 수준(Grey zone)’, 그리고 ‘흑색 수준(Black zone)’으로 구분하였다.

일반적으로 항체 역가가 ‘회색 수준’에 해당하는 경우 그 범주 내에서 각 개체가 구제역바이러스 공격에 대해 방어할 수 있는지, 혹은 감수성이 있는지를 항상 확신할 수 없다. 이는 현재 실시하고 있는 구제역 항체 검사 방법으로 구제역바이러스에 노출 시 방어를 예측할 수 없다는 것이다.
 

항체가 검출됨에도 왜 방어를 하지 못하는가? 
돼지 질병에 대하여 많은 예방접종을 실시하고 있지만 감염 자체를 막아주는 백신은 드물다. 다만 예방접종을 실시함으로 임상증상과 전파를 감소시켜 경제적 손실을 줄일 수 있다는 점이 예방접종을 실시하는 배경이 된다. 

구제역의 경우 항체 수준이 여러 검사 방법에서 높게 나타났을 때(반드시 방어할 수 있다고 단정할 수는 없지만) 임상적으로 방어할 가능성이 높은 것으로 평가된다(그림 1). 그렇다고 절대적인 것은 아니다. 회색 수준일 경우 방어하는 비율이 낮아지는데 이를 밝히기 위한 전문가들의 많은 노력이 있었다.

McCullough 등(1992)은 구제역바이러스에 대한 방어적 면역 반응이 망상 내피 시스템(Reticulo-endothelial system)의 대식세포에 의해 인지되고 식균될 수 있는 복합체를 형성하기 위해 바이러스와 바이러스 특이 항체의 상호 작용에 의존적임을 밝혔다.

일단 식균이 이뤄지면 바이러스가 대식세포 효소에 의해 급격하게 파괴된다. 다시 말해, 생체 내에서 구제역바이러스를 파괴하는 것은 항체가 아니라 식균세포(그리고 이들의 리소좀 효소)이다.
 

구제역 예방접종 대책의 한계 
구제역 백신의 효력은 아주 제한적이다. 즉, 항체를 가지고 있어도 구제역바이러스에 노출되면 감염을 방어하지 못한다. 따라서 예방접종한 개체가 병에 걸릴 수 있고 증상을 보일 수도 있으며, 나아가 질병을 전파시킬 수도 있다.

결국 모든 구제역 감수성 동물들에 예방접종을 실시한다 해도 바이러스 유입을 차단해야만 구제역 발생을 막을 수 있게 된다. 

물론 예방접종을 함으로써 바이러스 유입 시 폭발적 확산의 위험성이나 개체별 증상에 큰 차이를 보이면서 피해를 줄일 수는 있을 것이다. 그러나 결국 바이러스 즉, 원인체 유입 차단만이 유일한 대책이며, 국가적으로 외국에서 유입됨을 방지하여야 하기 때문에 각 농장으로서는 한계가 있다. 
 

농장에서 시행할 수 있는 것은?
보이지 않는 구제역바이러스의 농장 내 유입을 차단하기는 쉽지 않다. 소독과 예방접종이 최고의 대책이라며, 방역당국은 구제역 발생 시 흔히 소독 소홀을 발생 요인으로 강조하기도 하였다. 

축산이 집약화 되면서 가축전염병 발생 시 소독제 사용이 크게 증가하였다. 이는 감염성 질병 발생 시 역학적 관련 차량의 운행 정지와 축사를 일정 기간 비워야 하는 경제적 부담을 안게 되었기 때문이다.

고가의 차량, 첨단의 시설을 비워 두어야 하는 경제적 부담을 줄이기 위해 소독을 함으로써 축사를 비워야 하는 기간을 줄이고 차량의 운행을 조기에 재개할 수 있다. 

다만 농장 내 병원체 유입 차단을 위한 일상적 소독은 바이러스, 세균의 내성을 유도할 수 있으며, 더 나아가 소독약으로 인한 환경 오염, 주위 환경의 미생물종 변화들로 예기치 못한 문제가 발생할 수 있다.

또한 소독을 할 수 없는 경로 즉, 사료나 건초 등으로 병원체가 유입될 수 있기 때문에 소독을 통한 구제역바이러스 유입 차단에는 한계가 있다. 

항체 수준을 높이기 위해 예방접종을 최소 45일까지 간격을 당기는 것을 고려할 수도 있다. 이 경우 예방접종으로 인한 근육 내 육아종(과립종)이나 농양 발생으로 인한 피해가 더 커지게 된다. 이는 양질의 먹거리 생산을 위한 축산에 치명적일 수 있다.

이러한 문제 때문에 1971년 현재 사용 중인 유화 백신(오일 백신)을 개발하였으며, 돼지에서 그 효력을 평가할 때 피내 접종 경로를 포함시켰고, 그 효과가 인정되기도 했다. 이외 현장에서 빠뜨리지 않고 예방접종을 하기 위해 다른 백신과 예방접종 시기를 조절하거나 맞추어야 한다.

관리 업무를 원활하게 하기 위해 돼지열병 백신과 구제역 백신을 다른 부위에 동시 접종할 경우 돼지열병바이러스에 대한 항체 역가는 돼지열병 백신만 주사했을 때보다 통계적으로 유의성 있게 더 높은 것으로 보고되었다.

구제역바이러스에 대한 역가는 구제역 백신만 접종했을 때보다 상승하기는 하나 통계적 유의성은 없었다. 따라서 돼지열병과 구제역 백신의 동시 접종이 항체 역가를 높이는 데 조금이나마 도움이 될 수 있을 것 같다. 
 

예방접종 확인을 위한 혈청 검사 시료 수와 검사 결과의 해석상 문제점
현재 모든 양돈장은 적어도 1년 2회 구제역바이러스에 대한 항체 검사로 예방접종 실시를 점검한다. 이때 시료는 농장 규모에 따라 차이가 있을 수 있으나 대규모 농장을 제외하고는 16개의 시료가 일반적이다. 여기에서 16개의 시료는 어떻게 결정되었으며, 무엇을 의미하는지 이해가 필요하다. 

16개의 시료 결정을 알아보기 위해서는 1990년대쯤 오제스키병에 대한 모니터링 때를 회고할 필요가 있다. 당시 오제스키병이 확산되고 있어 증상 없이 유입된 돈군을 조기 색출함이 필요하였다. 가장 정확하게 하기 위해 농장 내 전 두수를 검사함이 완벽할 수 있으나 그럴 경우 시료가 너무 많아 검사에 어려움이 발생할 수 있었다.

이에 따라 감염성 질병이 면역이 안 된 집단에 유입되었다면 서서히 확산되어 적어도 20%의 개체들이 감염되었을 것이라고 추정하고 20%에 속하는 즉, 질병이 유입되었다면 감염되었을 것으로 추정되는 20%의 개체를 색출하기 위해 95%의 신뢰 수준에서 필요한 최소 시료가 16개였다. 이를 역학적으로 유병률이 20%라고 한다.

이와 같은 시료를 검사하여 얻을 수 있는 답은 무엇인가? 가령 16개 시료 중 1개만 양성인 경우와 10개가 양성일 경우 해석에 어떠한 차이가 있을까?

질병 역학자들은 16개의 시료에서 하나 이상의 시료가 양성이라면 검사 방법의 민감도(양성을 양성 판정)를 100%로 가정하에 해당 모집단 즉, 농장은 적어도 20%가 병에 걸렸다고 판독한다. 양성 시료를 검사 시료 수(16개)로 나누어 양성률을 추정할 수는 없다. 

만일 이와 같이 모집단 즉, 농장 돼지 두수 중 얼마나 감염되었는지 알아보기 위해서는 시료 수가 급격하게 많아진다. 95% 신뢰 수준에 대한 정규 분포의 상응하는 수치는 1.96이다. ±3%의 정밀도, 예상 질병 빈도 20%로 500두 규모의 집단에서 95%의 신뢰 수준으로 질병의 빈도를 입증하기 위하여 필요한 시료 수는 다음과 같이 산출한다.

이 경우 필요한 시료 수가 집단의 크기보다 더 크므로 집단의 크기를 고려하여 시료 수를 수정할 필요가 있다. 

따라서 289개의 시료를 무작위로 채취 검사하여야 한다. 289개 시료를 검사한다면 해당 집단의 양성률은 ‘양성 시료 수/289’로 계산하여 집단의 양성률을 추정할 수 있다. 현재 16개의 시료로 항체 양성률을 ‘양성 시료/16’으로 산출하는 것은 모집단에 대한 고려가 전혀 없는 것으로 이 산출 규정은 개정되어야 한다. 

예방접종을 전면 실시할 때와 예방접종 미실시일 때의 차이는? 
구제역 예방접종을 전면 실시함에 따라 구제역 감수성 동물 집단의 면역 수준은 접종 시기 등에 따라 차이를 보일 수 있다. 이에 따라 구제역바이러스 유입 시 임상증상에도 큰 차이를 보일 수 있다. 

이는 구제역 역학의 중요한 양상으로 임상증상 출현 이전에 전염성 시기가 시작될 수 있다는 점을 들 수 있다. 결과적으로 발생이 분명해지기 전에 집단 내에서 질병이 이미 퍼지고 있을 수 있다. 감염 색출 지연은 초기에 감염된 개체들의 증상이 가볍거나 준임상일 때 일어날 수 있으며, 임상증상이 확인되었을 때 감염 개체수가 많을 수 있다. 

이러한 사례는 대규모 예방접종이 이루어진 사우디아라비아 착유 농장에서 명확하게 보여주었다. 역학적 기록을 보존하고 있는 사우디 농장들 중 약 절반이 진단 첫날 비교적 큰 발병을 기록하였고 초기 감염 개체들은 단지 가벼운 증상만을 보였다. 여기에서 가벼운 증상들로는 비유량 감소, 일시적 발열, 그리고 약간의 병변으로 규정되었다.

구제역이 준임상형으로 진행되다 처음 인지될 때 첫날 발생률(FDI : first day incidence)은 높다. 이때 많은 개체들이 감염되어 있게 되고, 일부는 아직 감염되지 않고 보강적 예방접종에 반응성이 있다 해도 발생 후 예방접종에 따른 방어 반응은 미약할 것이다. 즉, 발생 후 예방접종(PoV) 또는 질병 발견 후 예방접종의 영향은 준임상형 감염과 잠복기 개체들의 존재로 감소할 것이다.

준임상형 질병의 발생은 예방접종으로 형성된 집단 면역 수준뿐만 아니라 발생원에서 점진적으로 증가하는 바이러스 공격 강도에 영향을 받는다. 면역이 아주 잘된 동물의 경우 높은 수준의 바이러스 감염이 발생하거나, 반대로 낮은 예방접종 역가를 가진 집단에서 낮은 용량의 바이러스에 감염될 경우 초기단계에서 준임상형 질병이 나타날 수 있다. 

구제역바이러스에 대한 특이 항체를 가진 동물들에 대해 항원 동종 바이러스를 이용한 ELISA로 측정한 역가가 45 이하는 구제역에 감수성 있는 것으로 판단하고 45에서 100 사이는 부분면역 상태, 100 이상의 역가는 훌륭한 면역 제공으로 판단한다.

그러나 이러한 수치들이 절대적이지 않고 개체별 상당한 차이가 있다. 이외 발병과 관련된 바이러스가 백신에 사용된 것과 항원성에 차이가 있다면 예방접종에 의해 제공되는 방어력은 감소한다(항원성 차이와 관련하여). 

구제역 전면 예방접종을 한 상태에서 구제역 발생 시 역학조사는 발생 당시 유병률을 조사하고 이러한 데이터는 질병의 이전 지속 기간과 향후 발생 규모 예측에 적용될 수 있다. 
 

전면적 예방접종이 구제역에 대한 최상의 대책인가?
많은 수의사 및 사양가들은 질병 대책으로 예방접종이 가장 효과적인 대책으로 판단하는 경향이 있다. 2011년부터 시작된 구제역 감수성 동물에 대한 전면적 예방접종은 변경 계획 없이 소독과 함께 최상의 질병 대책으로 확고 부동하다. 

과연 현재 정책이 가장 경제적 대책인가? 오래전 미국에서 분석한 대책에서는 상시 예방접종의 경제적 부담이 가장 큰 것으로 분석되었다. 우리나라의 경우 2020년에 백신 수입 금액으로 9,500만달러(환율 1,300원, 한화 약1,235억원)를 지불한 것으로 보고되었다. 즉, 구제역 대책 중 연간 백신 구입 비용만으로 1,000억원 이상 지출하고 있다.

이외 접종 비용, 예방접종 시행 여부 확인을 위한 모니터링 비용과 특히 돼지에서 접종 부위 반응으로 도축장에서 폐기함에 따른 손실 또한 이에 더해져야 한다. 향후 육질 개선을 위해서라도 빠른 기간 내에 구제역 예방접종 중단 청정국 계획의 수립이 절실하다. 

우리나라가 구제역 예방접종을 중단하지 못하는 가장 중요한 인자는 해외로부터 바이러스 유입 위험성일 것이다. 2000년 이후 국내 구제역 발생 시 유입 경로로 사람에 의한 유입 경로가 빠지지 않고 있다. 그러나 수의학 교과서에서 언급되고 있는 구제역 발생국으로부터 신선한 채소 수입 금지는 검역 지정물에도 빠져 있다. 

세계동물보건기구(WOAH)의 1958년 발간물에 따르면, 식물에 의한 구제역바이러스 확산을 싣고 있다. 이에 따라 구제역 청정국가는 청정 상태를 유지하기 위해 구제역 발생국으로부터 신선한 채소의 수입 금지를 권장하고 있다. 가장 최근 식물에 의한 구제역 확산 추정 사례는 2000년으로, 일본이 구제역이 발생하자 바이러스 유입 경로로 ‘건초’를 지목한 바 있다. 
 

향후 개선 방안은?
현재 구제역 백신을 졸지에 중단하기에는 위험성이 높을 수 있다. 예방접종으로 항체를 가지고 있는 구제역 감수성 집단에 준임상형으로 바이러스가 순환되고 있을 수 있다. 따라서 예방접종 정책을 비접종으로 전환하기 위해서는 해외 바이러스 유입 차단 정책과 함께 기간을 정해 파악되지 않고 숨어 있을 수 있는 바이러스 근원에 대한 검사를 우선 실시하여야 한다. 

향후 동식물에서 발생하는 질병에 대처하기 위해 정부 기구의 변화가 절실하다. 현재의 농림축산검역본부는 업무상 질병 연구분야에 대한 비중이 크다. 이러한 연구를 바탕으로 객관적(과학적)인 질병 대책 수립을 위해서는 ‘동식물질병방제청’이 필요하다고 생각한다. 질병 연구의 꽃은 연구 결과를 기반으로 가장 경제적이고 과학적인 대책을 수립 적용함에 두어야 한다.