손재천의 "자연사로 둘러보는 우리 세상"

자연사(Natural History) 연구는 자연보존과 생태연구에서 중요한 역할을 하지만 종종 박물학 정도로 인식되곤 한다. 미국 스미스소니언 박물관에 있는 손재천 님이 우리 삶과 환경에 닿아 있는 자연사 이야기를 풀어낸다.

"고통스런 질병 ‘치쿤군야’를 경계하라"

[8] 질병 매개 곤충의 대명사, 모기


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젠가 어느 텔레비전 프로그램에서 인류에게 가장 위험한 동물을 설문 조사한 적이 있다. 설문에서 호랑이나 상어 같은 육식 동물이 대답의 대부분을 차지했다. 하지만 ‘작은 고추가 맵다’더니, 정작 사람의 목숨을 가장 많이 앗아가는 동물은 조그만 모기들이다. 전세계적으로 약 7억 인구가 모기가 매개하는 질환으로 고통받고, 그 중 100만 명 이상이 사망한다.[1] 국내에서도 작은빨간집모기(Culex tritaeniorhynchus)가 옮기는 일본뇌염이 2군 전염병으로 지정돼 질병관리본부가 특별히 관리하고 있다.



이 몹쓸 곤충, 모기

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유달리 더웠던 올 여름, 8월 5일에는 전국에 일본뇌염 경보가 발령됐다. 일본뇌염 경보는 전국적인 모기 모니터링에서 작은빨간집모기가 500마리 이상, 전체 채집 모기에서 50% 이상을 차지할 때 발령된다.[2] 일본뇌염은 1980년대부터 모기 방제와 예방 접종 덕분에 환자발생이 현저히 줄었다. 다들 초등학교에서 ‘뇌염 주사’에 떨었던 기억이 있을 것이다. 그러나 최근, 기후온난화와 더불어 작은빨간집모기가 불어나, 일본뇌염에 대한 우려가 다시 높아지고 있다.

00mosquito_1.jpg » 왼쪽위- 경기도 국립환경연구원에서 지역 내 채집 모기 중에 뇌염모기로 알려진 작은빨간집모기를 가려내고 있다. 왼쪽 아래- 작은빨간집모기. 말라리아를 옮기는 모기와 달리 배를 지면과 수평으로 하여 피를 빤다. 오른쪽- 일본뇌염이 문제가 되고 있는 지역 (노란색). 한국과 일본을 비롯해 많은 아시아 국가가 일본뇌염 예방에 노력하고 있다. 사진출처/ JTBC 화면캡쳐, 연합뉴스, Wikimedia Commons.

기가 매개하는 또 다른 질병인 말라리아는 세계 인구의 약 40%가 이에 노출돼 있을 정도로 세계 보건에 중대한 위협이 되고 있다.[3] 한때 전세계적인 질환이었지만, 서구에서는 20세기 동안 모기 방제에 힘쓴 결과 대부분 사라지고, 지금은 열대지방 풍토병으로 남아 있다. 그래도 전세계적으로 약 3억~5억 건의 발병 사례가 보고되고, 사망자도 매년 100만 명 이상으로 모기 매개 질환에 의한 사망자의 대부분을 차지한다.


말라리아는 특히 어린아이와 노약자에 치명적인데, 매 40초마다 1명의 어린이가 말라리아로 사망한다는 통계도 있다.[3] 국내에서도 중국얼룩날개모기(Anopheles sinensis)가 말라리아를 매개하지만, 국내에서 발생하는 말라리아는 다행히 별로 치명적이지 않은 삼일열말라리아다. 이외에도 모기가 옮기는 질병으로 황열, 댕기열, 웨스트나일열 등이 잘 알려져 있으며, 모기는 사람뿐 아니라 개에게 심장사상충병을, 말과 돼지에게 뇌염을 매개한다.



‘치쿤군야’, 모기가 옮기는 새로운 질병

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지난 7월 17일 미국 질병통제센터(CDC)에서 ‘치쿤군야 열병(Chikungunya fever)’이 미국에서 처음 발생했다는 내용의 보도자료를 배포했다.[4] 처음 이 생소한 이름의 병을 접한 사람들은 대체로 “치킨 뭐?”라는 반응이었다. 이후 매스컴을 통해 이 질병이 “뼈가 으스러지는 아픔”을 동반하는 병이라고 알려지자 관심이 집중했다.


기가 매개하는 치쿤군야 열병은 1952년 아프리카 탄자니아에서 크게 발생해 처음으로 알려졌다. ‘치쿤군야’라는 이름은 아프리카 남동부의 키마콘드(Kimakonde) 언어에서 유래하며 ‘고통으로 온몸을 뒤꼰 사람’을 뜻한다. 이 질병은 1952년 이전에도 아프리카와 아시아에 오래 전부터 존재했다고 한다.[5] 2014년까지 전세계적으로 아프리카, 남부 유럽, 동남아시아, 인도, 인도양과 태평양의 여러 섬에서 발병 사례가 보고되었고, 미주 대륙에서도 이미 600명 이상이 감염된 것으로 알려져 있다.[6]


그 증상이 뎅기열과 비슷해 뎅기열 진단을 받은 환자 중에서 치쿤군야 열병에 걸렸을 가능성을 감안하면, 실제 환자 수는 더 많을 것으로 예상된다. 국내에서도 2013년 한 연구진이 2009년에서 2010년까지 해외 여행 뒤에 뎅기열 의심 증상을 보인 환자들의 혈청을 엘리사(ELISA)와 역전사 피씨아르(RT-PCR)을 통해 다시 검사한 결과, 뎅기열 양성 반응을 보인 107개 샘플 중 5개, 뎅기열 음성 반응을 보인 379개 샘플 중 15개에서 치쿤군야 열병 양성 반응을 보였다고 한다.[7]

00mosquito_2.jpg » 왼쪽 위- 치킨군야 열병 바이러스의 액화질소주사전자현미경 사진. 오른쪽 위- 치킨군야 열병을 매개하는 열대숲모기. 흡혈 중이라 배가 빨갛게 부풀었다. 아래 - 치킨군야 열병의 전세계 발생현황(2014년 8월). 어두운 녹색으로 표시한 국가에서 최소 한 건의 발병사례가 보고되었다. 한국에서는 해외 여행객의 감염 사례만 보고되고 있다. 사진출처/ Wikimedia Commons

원숭이나 유인원, 설치류가 치쿤군야 바이러스의 보균체인 점은 원숭이와 유인원만이 보균체인 뎅기열의 경우와 다르다. 모기에 물려 치쿤군야 열병에 걸리면, 약 3-7일 뒤에 갑작스런 고열이 반복되며, 손발 관절에 심한 통증을 일으키기도 한다. 심한 경우에는 관절이 부풀어 오르고 요통과 열반점이 생기기도 한다. 증상은 보통 3-10일 정도 지속되지만, 회복 후에도 1년 이상 관절염을 호소하는 환자들도 많다고 한다. 약 25%의 사람은 별 증상 없이 지나가고, 치명적인 경우는 드물지만, 어린아이나 65세 이상 고령자, 지병 있는 사람에게는 위험할 수 있다.[9] 불행히도 치쿤군야 열병에 대한 백신은 아직 개발되지 않은 상태다.



흰줄숲모기 세계를 재패하다

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치쿤군야 열병은 열대숲모기(Aedes aegypti)와 흰줄숲모기(Aedes albopictus), 두 종에 의해 매개된다.[9] 열대숲모기는 주로 열대나 아열대 지방에서 발생하는 모기로, 황열이나 뎅기열을 매개하는 것으로도 잘 알려져 있다. 흰줄숲모기는 원래 동남아시아에 살던 종으로 추운 기후에도 쉽게 적응하기 때문에 온대지방에도 폭넓게 서식한다. 워낙 적응력이 좋아서, 이미 유럽과 중동, 아프리카, 북미와 남미 등에 유입되어 그 세력을 확장하고 있다.[10]


처럼 흰줄숲모기가 무서운 추세로 번지다 보니, 세계 100대 최악의 침입 해충 중 하나로 선정되기도 했다. 미국에서는 1985년 텍사스 휴스턴 항의 폐타이어 선적장에서 처음 발견된 이후 남동부 해안을 따라 이미 메인주까지 진출하였다.[10] 흰줄숲모기는 주로 낮에 숲 속에서 흡혈 활동을 한다. 그래서 미국에서는 ‘숲의 낮모기 (forest day mosquito)’라는 별명이 있다. 한국에서도 낮에 숲 속에서 귀찮게 따라붙는 모기의 대부분이 흰줄숲모기다.

00mosquito_3.jpg » 왼쪽 위- 아시아 원산이지만 전세계적으로 퍼지고 있는 흰줄숲모기. 뎅기열과 치쿤군야 열병의 매개체로 주목받고 있다. 오른쪽 위- 흰줄숲모기는 하수구나 방치된 지역의 고인 물에서 번식한다. 따라서 빈민가에서 더욱 문제가 되고 있다. 아래- 흰줄숲모기의 원래 분포지(남색)와 새로 침입한 지역(청록색). 2007년 자료로 지금은 그 분포지역이 더욱 넓어졌다. 사진출처/ Wikimedia Commons

학자들은 치쿤군야 열병이 미국에서 주요 전염병으로 발전하는 열쇠를 흰줄숲모기가 쥐고 있다고 본다. 전세계적으로 문제가 되는 치쿤군야 열병 바이러스는 열대숲모기에만 감염하는 계통으로 알려져 있다. 이 질병이 열대나 아열대 지방에 국한되어 나타나는 이유가 여기에 있다. 하지만 파리 파스퇴르연구소의 최근 연구에 따르면, 2005년과 2006년 사이에 리유니언 섬(Reunion Island)에서 발생한 치쿤군야 열병 바이러스는 흰줄숲모기에 감염하는 변종으로 밝혀졌다.[8]


이처럼 치쿤군야 열병 바이러스에서 숙주 전이가 가능한 이유로 외투 유전자(envelope gene 혹은 E1)에 생긴 점돌연변이 때문이라고 한다. 학자들은 다른 지역에서도 비슷한 돌연변이 현상이 일어나 흰줄숲모기가 치쿤군야 열병의 주요 매개체가 될 가능성이 높다고 보고 있다. 최근 기후온난화와 더불어 흰줄숲모기가 더욱 확장하는 상황에서, 이 모기가 치쿤군야 열병의 매개체로 발전한다면 큰 위협이 될 것이 분명하다.


기후온난화를 가정한 기후 예측 모델에 따라 흰줄숲모기의 분포 변화를 연구한 최근 논문에서 현재 미국 동북부의  5500만에 달하는 총 도시인구 중 3분의 1이 흰줄숲모기가 서식하는 지역에 살고, 세기 말에는 그 수가 2배로 증가할 것으로 보고 있다.[10] 흰줄숲모기는 주로 사람들의 거주 지역에 방치된 고인 물에서 발생한다. 그래서 미국에서는 사회환경적 요건과 흰줄숲모기 발생의 상관관계에 대한 다양한 연구가 진행 중이다. 메릴랜드대학에서 진행한 연구에서 구역 내에서도 상대적으로 소득 수준이 낮고 교육 여건이 상대적으로 열악한 지역에서 흰줄숲모기가 발생하고 있다고 한다. 보다시피, 흰줄숲모기 문제는 단순히 생물학적 관점 뿐 아니라, 사회 구조적인 부분도 포함되어 있다.



모기를 이기는 방법

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자연사 연구를 하는 사람들은 세계 각지를 여행한다. 그렇다 보니 풍토병에 걸릴 위험성이 항상 뒤따른다. 19세기 중반만 해도, 자연사 연구가 중에는 모기가 옮기는 질병으로 목숨을 잃은 사람이 꽤 있다. 영국 식물학자인 윌리엄 그리피스(William Griffith)는 1845년 인도에서 얻은 말라리아로 사망했고, 곤충학자인 허버트 월러스(Herbert Wallace)는 아마존에서 연구 활동을 하던 중 얻은 황열로 1850년 사망했다. 당시는 모기와 질병의 상관관계가 알려져 있지 않았던 터라, 자연사 연구가들 사이에서 모기에 물리는 일은 별로 대수롭지 않게 여겨졌다. 모기가 매개하는 대표적인 질병인 말라리아도 처음에는 공기 중으로 전파된다고 생각했다. ‘말라리아’라는 이름도 ‘나쁜 공기’를 뜻하는 이탈리아어 ‘mal-aria’에서 유래했다.[3]


리리아와 모기의 연관성을 과학적으로 처음 밝힌 이는 1881년 황열을 연구하던 3명의 의사들이었다.[11] 하지만, 1897년에 모기의 위 조직에서 말라리아 원충을 처음으로 기술한 영국 군의관 로널드 로스(Ronald Ross)가 말라리아 연구의 선구자로 널리 알려져 있으며, 그의 연구 업적을 기려, 매년 8월 20일을 세계 모기의 날(World Mosquito Day)로 지정하고 있다.[12] 모기가 매개하는 질병이 세상에 알려지자, 방충망과 곤충기피제 개발이 뒤따랐고, 그 덕분에 모기에 의한 위험성이 현저히 줄어들었다.

00mosquito_4.jpg » 왼쪽- 말라리아 연구의 선구자인 영국의 군의관 로날드 로스 경. 1897년 모기의 위조직에서 말라리아 원충을 처음으로 정식 기록하였다. 오른쪽- 2차 세계대전 당시 모기의 위험성을 병사들에게 흥보하기 위해 제작한 포스터. 모기가 매개하는 질병은 전쟁 중 중요한 위협 요인 중 하나였다. 사진 출처/ Wikimedia Commons

하지만, 오랜 진화를 거쳐 완벽한 흡혈 곤충으로 진화한 모기를 당해내기는 여전히 쉽지 않다. 오죽하면 모기를 막는 온갖 처방법이 인터넷에 넘쳐날까? 모기는 사람의 땀 냄새나 체온, 호흡 중 나오는 이산화탄소에 반응한다. 땀이 상대적으로 많은 뚱뚱한 사람이나, 체온이 상대적으로 높은 여자가 모기에 잘 물리는 이유가 여기에 있다.[13]


최근 연구에서는 모기가 냄새로 사람을 찾는 데 중요한 역할을 하는 'cpA'라는 신경세포를 무력화하는 물질을 개발했다는 발표도 나왔다.[14] 모기에게 잘 물리는 사람들에게 희소식일지 모르지만, 모기가 냄새만으로 사람을 찾는 것이 아니라서 실효성에 의문이 생긴다. 그동안 개발된 각종 모기 기피제도 모기의 추적 기능 중 일부만을 교란할 뿐이어서 아직 완변한 해결책은 없는 실정이다. 불임을 유발하는 유전자 조작 모기가 하나의 대안으로 떠오르지만, 유전자 조작에 대한 반론으로 현실적 해결책이 되기에는 넘어야 할 산이 많다.


세계보건기구는 모기장이나 방충망을 설치하고, DEET 성분의 모기기피제를 이용하는 것만으로도 모기의 위험성을 상당히 줄일 수 있다고 말한다. 흰줄숲모기의 예에서 보듯이, 취약한 위생 환경에 노출된 사회적 약자에 대한 교육과 관심이 더 중요할 수 있다. 나만 물리지 않는다고 모기 문제가 사라지는 것은 아니기 때문이다.



[참고 문헌]


[1] Wikipedia, “Mosquito-borne disease”. http://en.wikipedia.org/wiki/Mosquito-borne_disease

[2] 고미혜, 2014. 전국에 일본뇌염 경보 발령… “예방접종 확실히”. 연합뉴스 8월 5일자. http://www.yonhapnews.co.kr/society/2014/08/05/0706000000AKR20140805043251017.HTML

[3] AMCA, “Mosquito-borne diseases”. http://www.mosquito.org/mosquito-borne-diseases

[4] CDC Press Release, 2014. First Chikungunya case acquired in the United States reported in Florida. 7월 17일자. http://www.cdc.gov/media/releases/2014/p0717-chikungunya.html

[5] Marder, J., 2014. How concerned should we be about the mosquito-borne Chikungunya virus? PBS 7월 23일자. http://www.pbs.org/newshour/updates/concerned-mosquito-born-chikungunya-virus/

[6] Sifferlin, A., 2014. CDC reports more cases of mosquito-borne Chikungunya virus. Time 7월 30일자. http://time.com/3059930/cdc-reports-more-cases-of-mosquito-borne-chikungunya-virus/

[7] Cha, G. W. et al., 2013. Travel-associated Chikungunya cases in South Korea during 2009-2010. Osong Public Health Res Perspect 4(3): 170-175. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3787532/

[8] Wikipedia, “Chikungunya”. http://en.wikipedia.org/wiki/Chikungunya

[9] Wikipedia, “Aedes albopictus”. http://en.wikipedia.org/wiki/Aedes_albopictus

[10] Rochlin, I. et al., 2013. Climate change and range expansion of the Asian Tiger mosquito (Aedes albopictus) in Northeastern USA: Implications for public health practitioners. PLOS ONE 8(4): e60874. http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0060874

[11] Cox, F. E. G., 2010. History of the discovery of the malaria parasites and their vectors. Parasit Vectors 3: 5. http://www.parasitesandvectors.com/content/3/1/5

[12] Wikipedia, “History of malaria”. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_malaria

[13] 서한기, 2014. 여자와 뚱뚱한 사람이 모기에 잘 물리는 이유는? 연합뉴스 7월 11일자. http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2014/07/11/0200000000AKR20140711146600017.HTML

[14] 이재원, 2011. 모기에 안 물리는 방법 찾았다. 비즈조선 6월 16일자. http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2011/06/16/2011061600680.html


손재천 미국 스미스소니언 자연사박물관 연구원   

@한겨레 과학웹진 사이언스온   



[고침] 본문 중에 "2014년 12월에 캐리비안 지역에서 첫 사례가 보고된 이후"라는 문구는 글을 작성하는 과정에서 착오로 잘못 들어간 것이기에 본문에서 삭제합니다. 글을 게재하기 전에 충분히 살피지 못했습니다. 독자님들께 죄송합니다. 2014년 10월13일 오후 7시15분.

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손재천 미국 스미스소니언 자연사박물관 박사후연구원
곤충분류학으로 박사학위를 받고 현재 미국 스미스소니언 자연사박물관에 박사후연구원으로 있다. 나비목 곤충과 식물과의 관계를 DNA와 화석 수준에서 규명하는 연구를 하고 있다.
이메일 : ptera200@hanmail.net      

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