식품 매개 바이러스의 위협 및 식품 산업에 대한 시사점

인간의 장내 바이러스는 전 세계적인 식품 매개 발병의 가장 큰 원인입니다. 생산자, 수입업자, 수출업자, 가공업자, 소매업자, 도매업자 등을 가리지 않고 바이러스 위험을 고려하는 것이 소비자를 보호하는 데 매우 중요합니다. 대부분의 박테리아와 달리 식품 매개 바이러스는 식품의 맛이나 특징을 바꾸지 않습니다. 심지어 이 바이러스들은 일반적인 농업적 혹은 산업적 과정으로 제거하기 어렵습니다.

식품에 존재하는 주된 바이러스의 종류는 장바이러스입니다. 이 바이러스들은 증상에 따라 3가지의 종류로 분류할 수 있습니다.

• 위장염을 일으키는 바이러스: norovirus, rotaviruses, enteric adenoviruses, astrovirus, aichivirus, sapovirus ;
• A형 간염 바이러스 및 E형 간염 바이러스 ;
• 장에서 증식하지만 장내 바이러스의 경우 중추신경계처럼 그와는 다른 향성을 보이는 바이러스.

음식을 통해 전파되는 바이러스는  인간의 몸 속에서 증식하고, 대변 혹은 구토를 통해 배출됩니다. 인간의 대변에는 매우 다양한 종류의 바이러스가 검출될 수 있지만 식품 매개 발병과 관련된 바이러스의 과는 극소수에 불과합니다(표 1).

표 1: 식품으로 전파되는 바이러스. * DNA 지놈을 가지는 바이러스. (Le Guyader et al. 2012에서 인용)

식품 매개 바이러스 발생과 관련된 주요 바이러스는 노로바이러스와 A형 간염 바이러스로 분류는 다음과 같습니다.

* Norwalk city(미국, 오하이오 주)에서 면역 전자현미경을 사용해 발견된 이 바이러스는 2002년에 노로바이러스라는 이름이 붙기 전까지 Norwalk-Like Virus(NLV)라는 속으로 분류되었습니다.

감염된 환자와의 직접적인 접촉 또는 간접적인(대변이나 구토물을 통한) 접촉을 통한 사람에서 사람으로의 전파가 가장 중요하지만, 식품의 역할 또한 무시할 수 없습니다. 식품을 통한 전파의 비율은 약 14%로 추정됩니다( ⁶Verhoef, 2015).

식품 매개 바이러스와 오염 경로

외부 환경에서 입자에 흡착하는 성질과 pH 변화 및 소독제(염소, 오존, UV 방사선)에 대한 내성 때문에 이러한 바이러스는 폐수 처리장에 적용되는 처리에도 저항할 수 있으며 때때로 리터당 입자 10⁴개에서 10⁶개 정도의 농도로 환경으로 방출됩니다(Le Guyader and al., 2010).

따라서 식품은 생산의 여러 단계에서 오염될 수 있습니다.

• 바이러스에 감염된 사람에 의해 식품 준비 과정 중 오염;

• 바이러스가 존재하는 식품의 오염(패류, 과일, 채소 등), 부적절한 음용수 혹은 급수 (하수, 관개 용수 등)

농장에서 식탁까지

세계 단위로, 국제 식품 규격 위원회가 세계적인 소비자 보호를 위해 새로운 지시사항을 발표했습니다. 여기에는 과일, 야채, 생선, 수산물 및 동물 사료가 포함됩니다. 신선한 산딸기류는 건강한 식단에 기여할 수 있지만 미생물로 오염되어 있기도 합니다. 또한 이러한 식품들은 식품 바이러스(A형 간염 바이러스, 노로바이러스)로 인한 많은 유행 사례들과 관련이 있습니다. 위원회의 새로운 출판물은 생산자와 소비자에게 오염을 방지하기 위한 조언을 제공합니다.

GAP, GHP, GMP, HACCP 및 식품 매개 바이러스

유럽에서, 비동물성 식품에 포함되어 있는 병원체(노로바이러스 포함)에 의해 발생하는되는 위험에 대한 수많은  과학적 의견을 발표한 유럽 식품 안전청(EFSA)에 따르면 위험을 최소화하기 위한 가장 효율적인 조치는 GAP(농산물 우수관리제도), GHP(우수위생관리기준), GMP(제조품질관리기준) 및 HACCP(식품안전관리인증기준)를 포함한 식품 안전 시스템을 도입하는 것입니다. 이러한 시스템은 농장에서 식탁까지 계속 시행되어야 하며, 이 시스템을 일련의 미생물학적 위험들에 적용할 수 있습니다. 현재까지도 일부는  ISO 17025 인증을 받은 5개 대륙과 함께 일하면서 산업계에 가장 흔한 식품 바이러스에 대한 검사 솔루션을 제공하는 훈련된 실험실 네트워크가 있습니다.

ISO 15216-1은 식품(부드러운 과일, 잎, 줄기 및 구근, 야채, 생수, 이매패류 연체동물) 혹은 식품 표면의 검사 샘플에서 HAV 및 노로바이러스 유전자군 I(GI) 및 II(GII) RNA의 양을 정량화하는 방법을 지정하고 있습니다. 검사 샘플에서 바이러스를 용출한 후, guanidine thiocyanate를 사용해 바이러스의 RNA를 용해하고 실리카에 흡착시켜 추출합니다. 바이러스 RNA 내의 표적 서열은 실시간 RT-PCR을 사용해 증폭되고 검출됩니다.

• ISO 15216-1:2017 Part 1: Method for quantification - Horizontal method for determination of hepatitis A virus and norovirus using realtime RT-PCR.ISO 15216-1:2019 Part 2: Method for detection - Microbiology of the food chain - Horizontal method for determination of hepatitis A virus and norovirus in food using real-time RT-PCR. 이 방법은 다른 식품(다양한 성분을 포함한 식품 포함)이나 기타 다른 매트릭스에서의 타겟 바이러스의 검출에 대해, 혹은 식품, 식품 표면, 그리고 식품 사슬의 기타 매트릭스에서의 다른 바이러스의 검출에 대해서는 검증되지 않았습니다.

식품 매개 바이러스와 식품 공정:

에어로졸(구토 시 분사되는 물방울)을 통한 사람이나 표면의 오염 또한 발생 가능합니다. 이러한 바이러스가 식품 산업에서 사용되는 다양한 공정에 중요한 수준의 내성을 나타냅니다. 멸균(최소 100°C에서 수 분)과 같은 열처리를 통해서만 바이러스를 제거할 수 있습니다. 기타 처리(열처리, 염소 처리, UV, 고압 등)는 식품의 유형 및 구성(높은 당분 또는 지방 함량은 바이러스에 대한 보호 효과를 가짐)에 따라 검증될 다양한 영향을 미칠 것입니다(EFSA 연간 보고서).

유럽의 미생물 안전 기준

유럽 규정 EC 178/2002, « 식품법 »이라고도 불리는 이 규정은 식품 안전 및 "위생 패키지"의 기반을 구성합니다. 이 규정의 범위에는 식품 및 동물 사료가 포함됩니다.

이 규정의 14조에는 식품이 안전하지 않은 경우 시장에 출시할 수 없으며 식품이 건강에 해롭거나 혹은 사람이 섭취하기에 부적합한 경우 해당 식품을 위험한 것으로 간주된다고 명시하고 있습니다.

규정 EC 2073/2005는 식품에 적용할 수 있는 미생물 기준에 관한 것입니다. 요약문(2)에서 식품에는 인체 건강에 허용할 수 없는 수준의 위험에 해당하는 양의 미생물, 독소, 또는 그 대사 산물이 포함되어서는 안 된다고 명시하고 있습니다.

또한 규정 EC 2073/2005는 요약문(27)에서 병원성 바이러스에 대한 기준은 특별히 분석 방법이 충분히 개발된 경우 살아있는 이매패류 연체동물에 대해 설정해야 한다고 규정하고 있습니다.

노로바이러스

노로바이러스는 주로 겨울에 대부분의 나이 그룹에서 발생하는 위장염의 주된 원인입니다. 이 바이러스는 성인의 급성 위장염(AGE) 주된 원인이고 어린이에서는 두 번째로 흔한 원인입니다. 증상은 설사와 함께 갑작스러운(때로는 격렬한)구토, 때로는 복통, 메스꺼움 및 발열을 특징으로 합니다.

잠복기는 약 12-72시간이며 임상 징후는 2일에서 최대 4일까지 지속됩니다. 바이러스 배출은 증상이 멈춘 후 2~3주 뒤까지도 계속된다는 점에 유의해야 합니다. 질병의 급성기 동안 바이러스 배출량은 대변의 경우 그램당 바이러스 입자 1011개이며 증상이 멈춘 이후에는 약 그램당 108개 정도에서 안정화됩니다. 10-100개의 바이러스 입자로 예측되고 있는 감염에 필요한 낮은 용량으로 인해 바이러스가 사람에서 사람으로 전파될 수 있는 능력이 중요합니다.

유전자군 I 및 II(주로 연루되는 유전자군)를 가지는 노로바이러스는 중요한 유전적 다양성을 가지며, 여러 종류의 유전자형으로 나뉩니다. 현재까지, NoV GI에 대해 9개의 유전자형이 기록되었고 NoV GII에 대해서는 22개의 유전자형이 기록되었습니다.

A형 간염 바이러스

A형 간염 바이러스에는 간염과 그와 연관된 임상적 징후(식욕부진, 메스꺼움, 독감과 유사한 증상, 두드러기, 황달)이 포함됩니다. 무증상인 경우가 많으며, 특히 6세 미만의 어린이(70%의 경우)에서 그렇습니다. 나이가 더 많은 어린이와 성인의 경우 나이가 들면서 무증상 형태의 비율이 증가합니다. 황달은 성인의 경우 70% 이상에서 나타납니다. 증상의 심각성은 나이가 증가하면 증가합니다. 평균 잠복기는 28-30일입니다. 대변을 통한 바이러스의 배출은 증상이 시작되기 15일 전에 높게 발생하다 이후 빠르게 감소합니다. 질병의 진행은 일반적으로 빠르며 호의적입니다. 만성으로 넘어가지 않고 장기간 지속되는 형태는 거의 관찰되지 않습니다(사례의 15%). 치명적이거나 간 이식이 필요한 전격성 간염도 존재합니다(사례의 < 1%). A형 간염의 치사율은 0.6%입니다.

A형 간염 바이러스는 오래 지속되는 간 질환을 유발할 수 있으며 일반적으로 날 것 또는 덜 익힌 해산물 또는 오염된 생식을 통해 퍼집니다. 감염된 식품 취급자들이 종종 식품 오염의 원인이 됩니다.

https://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/food-safety

WHO에 따르면 노로바이러스는 질병의 유행과 관련된 가장 흔한 병원체입니다.
전 세계적으로 매년 17억 명의 설사 환자가 발생합니다. 설사는 5세 미만 어린이의 두 번째로 흔한 사망 원인이며 매년 525000명 이상이 설사로 인해 사망합니다.

2018년 EFSA와 ECDC는 유럽 연합에서 다음과 같이 보고했습니다. A형 간염과 노로바이러스가 살모넬라에 뒤이어 2018년 보고된 모든 유행 관련 입원 건수 중 각각 6.8%와 4.8%로 입원 건수에서 2위와 3위를 차지했습니다.

https://www.ecdc.europa.eu/sites/default/files/documents/zoonoses-EU-one-health-2018-report.pdf

원인 병원체가 3,923건의 식품 유래 및 수인성 유행(전체 유행 건수의 76.2%)에서 확인되어, 36,294건의 질병(전체 질병의 75.0%)을 유발했습니다.

바이러스는 세균(57.0%), 세균 독소(24.2%)에 이어 식품 원인 및 수인성 전염병 유행 중 13.5%의 원인 인자로 분석되었다고 보고되었습니다.

노로바이러스는 식품 매개 및 수인성 유행에서 가장 빈번하게 확인된 바이러스였으며 전체 질병 유행 중 네 번째로 가장 흔히 보고된 병원체였습니다. 노로바이러스는 모든 전염병 유행 관련 질병 중 살모넬라 균에 이어 두 번째로 많은 수(17.6%)의 질병을 일으켰습니다.

A형 간염과 노로바이러스가 살모넬라에 뒤이어 2018년 보고된 모든 유행 관련 입원 건수 중 각각 6.8%와 4.8%로 입원 건수에서 2위와 3위를 차지했습니다.

https://www.ecdc.europa.eu/sites/default/files/documents/zoonoses-EU-one-health-2018-report.pdf

식품 매개 바이러스 오염과 관련된 일련의 기록된 식품 발병 사례가 식품 매트릭스가 얼마나 광범위한지를 강조합니다. 특히 생 이매패류(굴, 조개, 홍합)는 여과를 통해 영양분을 섭취하는 이 생물들이 서식하는 물이 미처리된 하수로 오염될 때 함께 오염되기 때문에 가장 위험성이 높은 매트릭스입니다. 씨앗이 없는 붉은색 과일(라즈베리, 딸기, 블랙베리 등) 또한 신선이든 냉동이든, 심지어 스무디로 더 가공되는 경우에도 관련없이 대규모 유행과 관련이 있습니다. 야채, 특히 잎이 많은 채소도 쉽게 오염될 수 있습니다.

식품의 노로바이러스 오염

노로바이러스에 오염되었던 일부 제품으로는 냉동 굴, 생굴, 홍합, 바지락, 블루베리, 새조개, 냉동 해조류, 조개류, 레드커런트, 삶은 후 냉동된 통 조개, 신 체리, 블랙커런트, 라즈베리, 딸기, 방울토마토, 링곤베리, 어린 시금치, 꽈리, 양배추, 생수 등이 있습니다

식품의 A형 간염 바이러스 오염

A형 간염 바이러스에 오염되었던 일부 제품으로는 냉동 참치, 생바지락, 냉동딸기, 석류 씨, 블랙베리, 대추, 냉동 베리, 양배추, 씨 제거 대추, 조개류, 홍합, 웨지 조개, 굴 등이 있습니다

식품의 E형 간염 바이러스 오염

E형 간염 바이러스에 오염되었던 제품으로는 피가텔리, 굽거나 날것 그대로의 간 소시지, 퀘넬 및 퀘넬 페효모, 말린 염장 간, 생 돼지 간 혹은 사냥감의 내장으로 만든 제품이 있습니다.

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