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보툴리누스균 Clostridium botulinum

학명	*Clostridium botulinum* van Ermengem, 1896
분류
<colbgcolor=#bff4ff><colcolor=#000> 역	세균역
미분류	그람 양성균
문	후벽균문(Firmicutes)
강	클로스트리디움강(Clostridia)
목	클로스트리디움목(Clostridiales)
과	클로스트리디움과(Clostridiaceae)
속	클로스트리디움속(Clostridium)
종	보툴리누스균(C. botulinum)

1. 개요2. 특징3. 독소4. 질병 및 증상5. 진단6. 치료7. 관련 음식

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1. 개요

보툴리누스균은 클로스트리디움속에 속하는 타원형의 간균이다. 인간에게 유해한 대표적인 세균으로, 식중독인 보툴리누스 중독을 유발한다. 보툴리누스는 라틴어로 ' 소시지'를 뜻하는 botulus에서 따온 이름이며, 18~19세기 독일에서 사람들이 소시지를 먹고 식중독 증상을 일으키며 죽는 것에서 유래되었다.

2. 특징

클로스트리디움속(genus)에 드는 모든 세균은 그람 양성이며, 혐기성(공기, 즉 산소 기체를 피하는 성질, anaerobic)으로서 공기 중의 산소에 노출되면 치명적이다. 그러므로 공기가 없는 통조림 및 소시지와 같은 곳에서 증식한다.

치명적인 신경독소(neurotoxin)를 만들어내는 아주 위험한 세균이다. 운동 신경과 근육이 만나는 곳에서 신경 전달 물질인 아세틸콜린의 분비를 막기 때문에 근육 마비를 초래하는 물질이다. 근데 이게 그냥 독소가 아니라 인류가 알고 있는 그 어떤 독성 물질보다도 유독한 물질로 인간에게 반수치사량(LD50)이 1.3~2.1ng( 나노그램)/kg[1] 혹은 10~13ng/kg이다.[2]

밀폐된 상태에서 열과 건조 등 열악한 환경에도 견디는 내생 포자(endospore)를 형성하기 때문에 통조림과 같은 식품을 제조하는 데 오랫동안 큰 문제가 되었다. 그러나 섭씨 80도 이상에서 20분 또는 섭씨 100도 이상에서 1~2분 이상 살균 처리하면 사멸하므로 요즘은 환자가 거의 발생하지 않는다. 보툴리누스균은 잘 안 죽어도 독소는 쉽게 파괴된다는 점이 특히 다행이다. 보톡스도 일종의 단백질이고 분자량도 꽤 크기 때문에[3] 열에 약하다.

또한 상처에 감염이 되어 증상이 나타나는 때도 있다.

출처	흙, 물, 동물과 어류의 장
관련 식품	가정에서 만든 통,병조림, 훈제 및 진공 포장 어류, 구운 감자, 꿀
발병 시간	12 - 36 시간
증상	현기증, 시야의 흐림, 이중상, 입마름, 호흡 불가, 삼킴 장애, 무기력, 호흡기 정지

3. 독소

이 균이 만들어내는 보툴리눔 독소(보툴리눔 톡신; Botulinum toxin)는 화학적 구성에 따라 크게 A형부터 G형까지의 분류를 한다.[4] 다만, 종종 발견되는 특수한 타입들은 별개로 기호를 매기기도 하나, 일반적인 구분은 G까지만 한다. 그러한 특수 기호가 매겨진 독소형 가운데 H형으로 매겨진 보툴리눔 톡신은 현재까지 밝혀진 지구상에서 가장 강력한 독극물이라고 보면 된다.[5] LD50이 0.5ng/kg에 불과하여[6] 극한의 독성으로 유명한 폴로늄 [7]보다도 독하며, 단 500g만으로 전세계 80억 인류를 멸종시킬 수 있다.

인간에게 작용이 가능한 독소 형태(sero type)는 A, B, E, G형이며 그 외의 타입은 동물에게서만 작용한다.[8] 이 중 A와 B만이 의약품으로서 시중에 유통되고 있다. 가장 유명한 보톡스가 보툴리눔 독소 A형을 사용한 의약품이다. 흔히 미용으로서의 보툴리눔 독소 제제가 유명하기는 하지만, 의약품으로서 뇌졸중에 따른 상지경직, 사시, 편두통, 눈꺼풀 떨림 등에 의료용으로서도 꽤 시장이 크다.

보툴리눔 독소는 국제적으로 생물무기, 테러물질로 규정되어 있으며, 생물무기금지협약[9]에 의거 무기로서의 사용은 엄격하게 금지하고 있다.

보툴리눔 독소 테러로 가장 유명한 일화는 일본의 사이비종교 화학테러집단 옴진리교가 이 세균으로 덴노를 암살하려다 발각된 전적이 있다. 카메이도 악취 사건 참조.

신경말단에서 근육으로 분비되는 신경전달물질(특히 아세틸콜린)의 분비 과정에 독소가 작용하여 분비가 막히는데, 이로 인해 신경에서 근육으로 신호가 전달되지 않으면 근육이 수축하지 못한다. 따라서 근육은 운동하지 못하고 이완한 상태를 유지하게 된다. 이게 심해져 횡격막이나 심근 등 생존에 필수적인 근육도 수축할 수 없어져 사망하게 되는 것. 희석을 통해 만든 보톡스는 주사 부위(안면 근육)에만 작용하여 근육이 이완된(=주름이 펴진) 상태를 유지시켜 미용에 도움을 주는 것이다.

4. 질병 및 증상

이 병의 치사율은 예나 지금이나 식중독 중에서 압도적으로 높은 편에 속한다. 유일한 치료법은 항독소 혈청 치료뿐인데, 이것은 조기에 치료해야 효과가 있고 그마저도 여타 항독소 치료가 그러하듯이 성공이 확실하지가 않다. 치료가 가능한 시기를 놓치면 대증요법밖에 대책이 없다.[10] 그러므로 뭐든 의심스런 식품은 버리거나 꼭 끓이자. 특히 통조림은 팽창되었거나 뭔가 맛 간 것 같으면 그냥 버려야 한다.[11]

치명률은 치료를 받아도 5~10%이며, 치료를 받지 않으면 40~60%에 육박한다. 단 영아의 보툴리누스 중독은 병원 치료를 받아도 99%가 넘어간다. 즉 영아의 경우는 살아남은 게 기적이란 소리.[12]

증상은 케바케로, 비교적 가볍고 자가회복질환(self limiting disease)인 때도 있으나 급격하고 치명적인 때도 있다. 기본으로 복통, 구토 및 설사, 변비가 동반되다가 보툴리누스균의 특징 증상이 나타난다. 주로 입이 마르거나(dry mouth), 복시(diplopia), 구음장애(dysarthria) 등의 초기증상이 나타나다가 전형적인 대칭적(symmetric) 하향의(descending) 무탄력성 증상이 상지(UE)에서부터 보이게 된다. 이러한 증상이 보일 때 감별진단상 길랑 바레 증후군(GBS), 이튼람버트 증후군(ELS), 중증근무력증(myasthenia gravis), 디프테리아균 및 진드기(tick paralysis) 증상과 구분해야 한다. 주로 GBS는 상향성으로 하지에서부터 보이며, 중증근무력증은 EMG를 통해 구분이 가능하다.

5. 진단

진단은 혈청(serum), 대변 및 위장 내 검사를 통해 독소(toxin)를 찾아낼 때에 확진할 수 있으나 음식에 균이 발견된 것만으론 부족하다. 대체로 임상적인 증상만으로도 진단하는 데에 큰 문제는 없다.

6. 치료

치료는 우선 환자를 입원시키고, 음식을 먹은 지 얼마 되지 않으면 위세척(gastric lavage)을 시행하며, 증상이 보툴리누스균에 따른 마비로 높게 의심되면 진단 결과를 기다리지 않고 항독소(antitoxin)를 투여하여 수동면역을 형성할 수 있도록 한다. 상처의 감염으로 인한 질병에는 상처를 소독하고 페니실린을 투여하여 증상을 완화시키게 된다.

7. 관련 음식

통조림을 제조할 때 충분한 열과 압력을 가하지만 고열과 고압에 강한 내생포자(아포)가 통조림에서 살아남을 수 있다. 살아남은 포자는 통조림에서 음식을 먹고 증식하게 된다. 만약 장시간 증식한다면 그 과정에서 생성된 가스 때문에 통조림이 부풀게 되므로 통조림의 모양이 조금이라도 부풀었거나 찌그러졌다면 절대 먹어서는 안 된다.

꿀에도 소량이 들어있을 가능성이 높으며, 이로 인해서 꿀을 영아가 먹을 때 보툴리누스로 사망에 이르는 일도 있다. 즉 보툴리누스균이 있을 수 있기 때문에 영아에게 멸균하지 않은 꿀을 먹이면 안 된다.

이 세균 때문에 소시지 [13]에 신체 내에서 발암물질이 되는 아질산나트륨을 첨가하지 않을 수가 없다. 시중에는 아질산아트륨을 10% 이하 포함한 소금을 피클링 솔트, 핑크솔트(발색제로서의 의미 강조)라는 이름으로 판매하고 있다. 23년 시세는 배송비 포함 킬로그램 당 15,000원 선. 집에서 햄, 베이컨, 소시지, 육포를 직접 만들 경우에는 필수품이다. 자가 소비용은 반드시 고기 색이 선명하게 나와야 하는 것은 아니므로 발색제의 의미보다는 보툴리누스 중독을 방지하기 위한 것. 몸에 덜 좋아도 죽는 것보다는 낫기에 어쩔 수 없다. 전통 훈제방식 또한 발암물질을 많이 만들어내는 것도 문제지만 그 발암물질 먹는 게 보툴리누스균 먹고 죽는 것보다 백만 배는 낫다. 정말 건강을 생각한다면 가공육 자체를 자제하는 것이 좋다.

가정용 비닐 진공 포장 기계도 판매되면서 가정에서 진공포장을 하는 경우가 늘었는데 야채나 고기를 잘못 포장하면 이게 발생할 수 있어서 매우 위험하다. 가정에서는 진공 포장을 함부로 하지 않는 게 좋으며 진공 포장한 재료는 반드시 오랜 시간 익혀먹어야 한다. 마트에서 진공포장해서 판매하는 제품들은 가열 처리나 살균 세척 처리를 하므로 안전하지만 가정에선 그 정도로 철저하게 할 수 없다.

[1] 주사 시 [2] 흡입(호흡) 시 [3] 독소 자체의 분자량이 거의 15만이며, 안정적으로 존재하기 위해 구성하는 독소 복합체의 경우 분자량이 6~70 만에 달한다. [4] A, B, C1, C2, D, E, F, G [5] 너무 강력한 나머지 DNA 시퀀싱은 비공개, 관련 논문은 일부 내용이 삭제되어 출판되었다. [6] 분량이 가늠이 안 된다면 대략 적혈구보다 더 작은 병에 담긴단 소리다. [7] 푸틴의 방사능 홍차에 들어간 물질이다. [8] E, G는 인수 공통 [9] 대한민국은 1987년 6월 가입, 북한도 1987년 3월 가입해있다. [10] 내원했을 시 일단 치명적인 호흡근 정지에 대응하기 위해 기관삽관을 실시한다. 하지만 보툴리즘 독소는 호흡근에만 작용하지 않고 생존에 필수적인 심장근 등에도 작용하기 때문에 생존률을 확 올려주는 요법은 아니다. [11] 어떤 이유에선지 몇 달간 수입을 잃어 반 노숙자 신세를 지낸 어떤 사람이 몇 달간 쓰레기통를 뒤지며 버려진 음식을 먹으며 지낸 경험을 쓴 에세이가 있는데, 그 어떤 때라도 버려진 통조림은 절대 먹지 않았다고 한다. 이유는 다른 식중독은 좀 앓으면 그만이지만 보툴리누스는 생존이 거의 불가능해서라고... [12] 이 때문에 1세 미만 영아는 꿀 섭취를 자제시킨다. 꿀 자체가 보툴리누스균아포를 미량이나마 포함할 가능성이 크기 때문. 성인라면 문제없지만 유아라면 위험하다. [13] 라틴어로 소시지를 botulus라고 하고 소시지에서 흔히 보툴리누스가 문제가 되었기에 보툴리누스균의 어원이 되었다.