보틀리누스균에 의한 식중독, 기전 및 예방

원인 균종의 분류 및 역학

보틀리누스균(Clostridium botulinum)은 그람 양성의 간균으로 주모성 편모를 가져 운동성이 있으며, 혐기성 균이다. 이 균은 내열성의 아포를 형성한다.  식품 중에서 혐기성 상태로 증식할 때 생산되는 독소가 생성된다. 이 독소를 경구 섭취에 의해 발생하며, 가장 치명률이 높은 독소형 식중독이다. 

독소는 균체 내에서 생성되며, 자가 분해에 의해 유리되는 외독소(exotoxin)로써 단순 단백질이다. 이 독소는 세균 독소중에 가장 맹독성이며, 독소는 항독소에 의한 중화반응에 기초하여 7종(A, B, C-α/β, D, E, F, G)으로 분류한다. 이 중 G군에 의한 식중독은 보고되어 있지 않다. A형은 야채 및 과일에, B형은 육류와 사료, E형은 주로 어패류, F형은 육류와 관련이 많다.  A, B, F형 독소 자체는 이열성으로 열에 의해 파괴되지만, 독소를 생성하는 균의 아포가 열에 강하기 때문에, 100도에서 360분 이상 가열해야 파괴된다. 

이 식중독은 세계 각지에서 발생하는데, 균형은 국가와 지역에 따라 차이가 있다. 유럽과 미국은 일반적으로 A, B형이 많고, E형은 북위 40도 이상의 일본, 캐나다, 소련 및 북유럽에서 많이 발생한다. 미국은 통조림, 유럽은 수육 가공품(햄, 소시지) 및 어류 훈제품에서 많이 발생한다. 18~19세기 유럽, 특히 독일에서 소시지에 의해 많이 발생했기 때문에 일명 소시지중독(botulism)이라고도 한다.

발병 기전 및 임상 증상, 치료법

식품에 생성된 독소를 섭취하면, 위장벽에 흡수된다. 독소는 콜린성 부교감 말초 신경 말단과 운동 신경의 신경근 접합부사이에서 작용한다. 정상적인 경우 신경 말단에서 아세틸콜린이 방출되고, 신경근에 분포하는 아세틸콜린 수용체에 결합하면서 신호전달에 의해 근육 수축이 일어난다. 보툴리누스 독소는 신경 말단의 아세틸콜린의 방출을 저해하여, 신경 전달을 차담하고, 그 결과 근육 마비를 유발한다. 따라서 신경독으로 분류된다.  독소는 사린 가스의 10만 배 정도로 강하다고 알려져 있으며, A형 균독소의 쥐의 치사량(LD50)은 약 0.03㎍/㎏로, 매우 극미량으로도 죽을 수 있다.

잠복기는 보통 12~24시간이며, 늦는 경우 72시간까지도 가능하다. 초기 증상으로는 오심, 구토, 복통 및 설사가 있을 수 있으며, 뒤이어 신경 마비 증상이 나타난다. 시력저하, 복시, 동공 산대 등의 특이적인 눈 관련 증상이 있다. 또한 구갈, 연하곤란, 언어장해 및 사지 마비 등이 동반된다. 중증일 경우 호흡 마비로 사망하며, 치명률이 30~40%로 매우 높다. 식중독의 치료는 항독소혈청을 이용하여 독소를 중화하는 방법을 사용한다.  

예방법

해당 균주는 아포를 형성하기 때문에 환경에 대한 저항성이 크다. 그 결과 토양, 호수 및 바다의 흙, 동물의 분변, 어류 및 갑각류 장관 등에 매우 광범위하게 분포한다. 육류 및 야채, 어패류가 1차 오염될 경우 감염의 시작이 된다. 따라서 식자재의 신선도 관리 및 충분한 세척이 필요하다. 통조림 제조시설에서는 충분한 살균법을 통하여 아포 자체를 사멸해야, 이후 아포의 발아를 막아 세균이 독소를 생성하는 것을 막을 수 있다. 또한 이 균이 생성하는 독소는 열에 약하기 때문에, 음식 섭취 전에 가열하여 독소를 제거하도록 한다. 

유아 보툴리누스증

1976년에 미국에서 처음 보고된 감염증이다. 생후 3주에서 8개월 사이의 유아에게만 발병하는 것으로 알려져 있다. 보통의 보툴리누스 식중독은 식품 속에 생긴 독소에 의해 발병하는데 비하여, 하지만 유아 보툴리누스증은 장관에서 독소가 생성된다. 식품 속에 아포로 존재하는 보툴리누스균을 섭취하면, 소아의 장관에서 발아하여 증식하게 되고 그 결과 생성된 독소에 의해 발병된다. 초기 증상은 변비가 3일 이상 계속된다. 이후 섭취량이 저하되고 울음이 약해지며, 온몸의 체력이 떨어지게 된다. 중증의 경우 호흡 곤란이나 호흡 정지가 일어나지만, 일반적 식중독 증상인 구토나 설사는 없어서 주의가 필요하다. 대표적인 원인 식품은 벌꿀 및 벌꿀 가공품으로 밝혀져 있다. 따라서 유아에게 벌꿀은 먹이지 않는 것이 좋다.