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연구성과

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감염병 매개 살인진드기 방제를 위한 바이오소재 개발

성과명 감염병 매개 살인진드기 방제를 위한 바이오소재 개발 조회 3423
사업명 중견연구자지원사업(핵심연구) 지원기관 미래창조과학부
연구자명 이회선 연구기관 전북대학교
등록일 2014-12-22 발간일 2014-12-19
내용바로가기 http://www.msip.go.kr/web/msipContents/contentsView.do?cateId=mssw311&artId=1232648
첨부파일

141219 조간 (보도) 감염병 매개 살인진드기 방제를...(1572.864 KB) , 다운로드 수 : 328회 바로보기

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핵심내용

 

- 살인진드기 및 집먼지진드기에 의한 질병전파를 차단하기 위한 천연살비제 개발 -

 

□ 국내 연구진이 감염성 질환을 매개하는 살인진드기*와 집먼지진드기를 사멸(방제)시키고 나아가 검게 변색시켜(바이오 마커) 인간의 눈으로 찾아볼 수 있도록 하는 바이오 소재를 개발했다.

* 살인진드기 : 참진드기과에 속하는 작은소참진드기. 라임병과 반점열, 리케차의 매개체이며 중증열성혈소판감소증후군 바이러스도 매개하는 것으로 나타남

o 전북대 생물환경화학과 이회선 교수 연구팀이 수행한 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 중견연구자지원사업(핵심연구)의 지원으로 수행되었고, 연구결과는 네이처 자매지 사이언티픽 리포트지(Scientific Reports) 온라인판 12월 1일자에 게재되었으며, 특허출원한 상태다.

* 논문제목 : Evaluation of benzaldehyde derivatives from Morinda officinalis as anti-mite agents with dual function as acaricide and mite indicator.

 

□ 중증열성혈소판감소증후군*은 바이러스에 감염된 살인진드기 등에 물려 발병하며, 한번 감염되면 사망률이 15~30%에 육박하는 급성질환이다.

* 중증열성혈소판감소증후군(SFTS) : 중증열성혈소판감소증후군 바이러스에 감염된 작은소참진드기(살인진드기)에 인간이 물리기 되는 경우에 혈소판 감소증, 패혈증, 응고장애, 구토, 림프절 종창, 설사, 백혈구 감소 등 다양한 징후를 보이는 증상

o 현재 예방백신이나 효과적인 치료법이 없어 감염 전 예방차원에서 중증열성혈소판감소증후군 바이러스를 매개하는 살인진드기를 방제하기 위한 노력들이 계속되고 있다.

 

□ 연구팀은 파극천*에서 살인진드기와 집먼지진드기를 사멸시킬 수 있는 바이오 소재를 개발했다.

* 파극천 : 꼭두서니과 여러해살이풀로 겨울에서 이듬해 봄 사이에 채취하여 수염뿌리를 제거하고 뿌리만 건조한 것

o 기존 화학방제제보다 친환경적이고 방제효과가 뛰어나 향후 감염예방을 위한 마스크, 스프레이형 신약, 등산복형 의류, 방향제 등에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

 

□ 개발된 바이오 소재는 진드기에 대한 방제효과가 기존 합성살비제대비 200배로 향상되었다는 설명이다. 방향성(훈증효과)을 이용한 방향제나 접촉독성을 이용한 스프레이형 모기약처럼 응용할 수도 있을 것이라는 것이다.

o 한편 작고 투명해 눈으로 식별하기 어려워 불완전하게 처리될 수 있는 집먼지진드기를 죽인 후 검게 변색시켜 쉽게 눈에 띄도록 한 것도 장점이다. 잔류 진드기로 인한 2차 감염을 방지하는데 기여할 것으로 기대된다.

 

□ 이 교수는 “감염병 매개해충에 대해 방제기능과 육안으로 탐지할 수 있는 바이오마커 기능을 갖는 바이오 소재로 기존 합성화학방제제를 보완할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

[붙임] 연구결과 개요, 연구결과 문답, 용어설명, 그림설명 및 연구자 이력사항

 

 

상세내용

연 구 결 과 개 요

 

1. 연구배경

 

전염병 발병은 위생해충과 역학적인 연관성을 가지고 있어서 이들 매개해충을 효과적으로 제어하는 것이 가장 큰 관심사이다. 중증열성혈소판감소 증후군(SFTS)을 유발하는 SFTS 바이러스(SFTSV)는 버냐바이러스 과(Bunya viridae family) 플레보바이러스 속(Phlebovirus genus)에 속하는 신종 바이러스로 비정상숙주로서 사람이 감염되었을 때 노약자와 면역결핍환자를 중심으로 치명적인 피해를 입을 수 있다.

 

SFTS 바이러스의 매개체는 살인진드기(작은소참진드기)이며, 일본, 중국, 우리나라 전역에 걸쳐 광범위하게 분포하여 방목하는 가축이나 잔디밭에 배회하는 개, 고양이 및 가축 등에 달라붙어 SFTS 바이러스를 전파시키는 것으로 알려져 있다. 2009년 중국에서 감염사례가 확인된 이후에 감염된 환자 2,047명 중에 127명 사망, 일본에서 2013년 최초 감염사례가 확인된 이후 53명 중에 21명 사망 및 우리나라에서도 2013년 5월 최초 감염사례 확인 후에 36명 중에 17명이 사망하였다.

 

최근에는 기후변화로 살인진드기가 늘어나면서 도심에 이르기까지 분포하는 것이 본 연구팀에 의하여 전북 완주군 삼천 상류지역에서 확인되었다. 아직까지 살인진드기에 대한 예방백신이나 항바이러스제가 개발되지 않았을 뿐만 아니라 살인진드기를 사멸시키는 방제제도 개발되지 않았다. 따라서 SFTS 바이러스의 매개해충인 살인진드기를 효과적으로 직접 제어할 수 있는 바이오 소재 개발이 필요한 실정이다.

 

현대 생활환경은 대부분 실내이므로 공기매개 항원에 대한 노출도 증가하고 있다. 공기매개 항원으로는 집먼지진드기, 애완동물의 털 및 바퀴벌레 등이 있으며, 이러한 공기매개 항원과 알레르기 질환은 밀접한 관계가 있는 것으로 밝혀져 있다. 인간이 공기매개 항원에 노출되면 아토피성 피부염, 알레르기성 비염과 천식의 발생 가능성이 높아진다는 연구결과들이 있다.

 

집먼지진드기는 크기(300-430μm)가 너무 작고 투명하여 물리화학적 방법으로 진드기를 죽여서 방제한다 할지라도 인간의 눈으로 확인이 불가능할 뿐만 아니라 진드기는 죽어서 사체나 분비물이 인간에게 알레르기 질환을 일으켜서 적용상 한계가 존재하는 관계로 완벽한 방제력을 기대하기 어려운 실정이다.

 

또 약효 지속시간이 짧아 자주 처리해주어야 하며 반복적인 약제처리로 인한 저항성 개체 및 잔류독성 발생 등 많은 문제점이 존재하고 있다. 따라서 최근에는 새로운 형태의 방제활성을 갖는 바이오소재를 발견하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.

 

본 연구는 살인진드기에 대한 예방백신이나 항바이러스제가 개발되지 않은 상태에서 SFTS 바이러스의 매개해충인 살인진드기 및 육안으로 확인이 불가능한 집먼지진드기를 방제하면서 진드기 색깔을 변색시켜 육안으로 식별(바이오 마커)이 가능하도록 하려는 두 가지 목적을 두고 진행되었다.

 

2. 연구내용

 

중증열성혈소판감소증후군과 같은 감염병의 매개체인 살인진드기와 알레르기 질환의 원인인자인 집먼지진드기에 대해 파극천 추출물을 활용하여 방제활성을 실시한 결과 기존의 화학방제제로 사용된 약제보다 높은 방제활성이 확인되었다. 이로 인해 감염병 매개해충을 사전에 방제함으로써 많은 감염병에 대한 유병률이 감소할 것이다.

 

파극천 추출물이 함유하고 있는 살비활성 바이오 소재들을 분리·동정하였으며, 이 바이오 소재들의 집먼지진드기 및 살인진드기에 대한 방제활성을 검정한 결과 기존 화학방제제를 사용한 것보다 200배 높은 방제활성이 확인되었다.

 

또한 집먼지진드기에 대하여 진드기 변색을 유발하여 육안으로 진드기의 생체 및 사체가 보이는 탐지(바이오 마커)기능을 확인하였다. 파극천에서 분리동정한 바이오 소재를 처리하기 전에 현미경으로 관찰한 집먼지진드기는 투명한 크림색을 띄고 있었으나 처리 후에는 검은색으로 변색되었으며 인간의 눈으로 직접 확인이 가능하였다.

 

이는 집먼지진드기의 크기(300-430 μm)가 작고 투명하여 인간의 눈으로 볼 수 없기 때문에 기존의 합성방제약제 처리 후에 제거가 어려워 완벽한 방제력을 발휘 할 수 없는 단점을 해결할 수 있는 가능성을 제시하였다.

 

3. 기대효과

 

살인진드기 방제는 SFTS 바이러스에 대한 백신 및 항바이러스제가 아직 개발되지 않은 현 시점에서 SFTS 바이러스 감염을 예방하는데 매우 중요한 방법이 될 수 있다. 또한 크기가 작고 투명한 집먼지진드기에 대한 변색기능을 포함하는 바이오마커(탐지)의 개발은 진드기의 생체 및 사체를 직접 제거할 수 있어서 잔류 진드기로 인한 2차 피해를 최소화하여 완벽에 가까운 방제력을 발휘 할 수 있다.

 

살인진드기에 대한 방제기능과 집먼지진드기에 대한 방제기능/바이오 마커(탐지)기능을 모두 함유하는 천연 바이오소재의 연구수준을 한 단계 진화시켜 기초 및 응용연구 학문 발전에 기여할 것이며, 산업화를 통해 전망이 밝은 국내 및 세계 천연농약 시장의 진출을 기대할 수 있을 것으로 전망된다.

 

연 구 결 과 문 답

이번 성과 뭐가 다른가

 

백신이나 치료약물이 존재하지 않는 SFTS 바이러스의 매개해충인 살인진드기를 방제함으로써 SFTS 감염을 예방할 수 있다. 또한 기존 집먼지진드기 화학방제제를 대체할 수 있는 바이오 소재를 활용한 천연 바이오 소재 방제제로서 집먼지진드기 변색으로 인한 바이오마커(탐지) 기능으로 완벽한 방제력를 발휘할 수 있을 것임  

 

 

 

어디에 쓸 수 있나

 

실내 SFTS 예방용, 집먼지진드기 제거용 및 집먼지진드기 탐지기능의 바이오마커용 바이오 소재 등으로 활용될 수 있을 것임

 

 

 

실용화까지 필요한 시간은

 

실내외 실험 및 인축 독성실험을 통해 2년 이내에 실용화 가능할 것으로 기대하고 있음

 

 

 

실용화를 위한 과제는

 

살인진드기 및 집먼지진드기의 방제를 위한 바이오소재 및 바이오마커의 실용화를 실내외 실험 및 독성 연구

 

 

 

연구를 시작한 계기는

 

언론매체에서 살인진드기에 존재하는 SFTS 바이러스에 의해 우리나라에서 36명 감염자 중에 17명이 사망했다는 사실과 백신 및 항바이러스제가 아직 개발되지 않았다는 사실을 알고 국가 과학발전에 이바지 할 수 있는 방법이 무엇일까 생각하다 본 연구를 진행하였음

 

 

 

꼭 이루고 싶은 목표는

 

1. 본 바이오소재에 대한 실내외 및 독성연구를 통한 실용화 연구를 통하여 국민건강에 이바지 하고 싶음.

2. 본 연구팀의 대학원생과 같이 더 깊은 연구를 통하여 후학 발전에 이바지 하고 싶음.

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