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1. 개요
生物安全度 / Biosafety Level (BSL)| 영화 아웃브레이크의 인트로 씬[1] |
생물 안전도는 각 병원체의 위험성을 평가해서 감염 확산을 방지하기 위해 필요한 주의 수준을 단계화한 것으로, 생물 안전도가 올라갈수록 이 병원체는 이 정도의 위험성을 가지고 있다. 따라서 이 정도의 주의와 방호가 필요하다는 것을 경고하는 용도로 이해하면 된다.
2. 단계
의학에서는 각종 박테리아나 바이러스들을 생물안전 단계(Biosafety Level)로 구분하여 관리하며, 각 레벨에 따라 관리 방식이 크게 달라진다. 국내에서는 '감염병예방법 제 23조' 및 '유전자변형생물체법 23조'에서 생물 안전도와 그에 적합한 시설 기준 등을 규정하고 있다.한 가지 알아둘 점은, 같은 '종(species)'에 해당하는 생물체라도 '아종(subspecies)'이나 '균주(strain)' 에 따라 다른 생물안전도를 가질 수 있다. 예컨대 BL3에 해당하는 박테리아[3] 이나 바이러스[4] 의 경우에도, 백신 제조나 동물실험, 또는 자연적인 진화를 통해 약독화(attenuated)된 균주들의 경우 그보다 낮은 BL2로 취급되는 경우.
반대의 경우도 가능해서, 일반적으로는 BL2에 해당하는 인플루엔자 바이러스의 경우, 고병원성 조류인플루엔자 바이러스주는 BL3로 취급해야한다. 유전자 조작등을 통해 병원성이 획득된 균주등도 원종보다 높은 위험도를 부여할 수 있다.
위의 설명에서 알 수 있듯이, 행정 편의상 안전도는 4단계로 구분하지만 위험도 자체는 자연수로 떨어지는 것이 아니기 때문에, 아래의 내용처럼 각 단계의 중간정도에 해당하는 (BL2+/BL3+) 세분화된 수칙등이 존재한다.
각 단계는 다음과 같이 구분된다.
2.1. 1단계
건강한 성인에게 질병을 일으키지 않는 생물체이다. 개간염, 일부 대장균, 고초균과 같이 생체 기생 시 감염으로 분류되지 않는 종류다. 장갑과 마스크 정도로 전이를 막을 수 있고, 일상생활과 별 차이가 없는 수준의 살균 처리[5]만으로도 충분히 제거가 가능하다. 이 정도면 웬만한 대학 연구 시설이나 설비가 잘 갖추어진 고등학교 생물 실험실 정도에서도 다룰 수 있다고 보면 된다. 연구소에서는 오토클레이브(autoclave)라는 일종의 압력솥으로 멸균한다.사실 BL1에 해당하는 미생물은 거의 존재하지 않는데, 그 이유는 자신의 일반적인 생활환경에서 병원성이 없다고 하더라도 체내의 특정한 부분에 들어올 경우 증식하는 것만으로 염증반응을 유발하기 때문이다. 통제된 환경 내에서만 생존가능하거나 숙주특이성이 아주 높아서 조금만 벗어나도 죽어버리는 미생물들에게 가능한 분류.
2.2. 2단계
증세가 경미하고 예방 및 치료가 용이한 질병의 원인 생물체이다. 이 단계부터 '감염'으로 분류되며, 1단계의 균들보다 피해가 크거나 에어로졸화로 감염시키기 어려운 부류이다. 여기엔 A, B, C 등의 인간 간염, 인플루엔자, 살모넬라 등이 있다. 2단계부터 상처를 통한 혈액 감염의 가능성이 생기므로 날카로운 물건을 다룰 땐 매우 주의해야 하며, 바이러스 격리용 캐비닛 안에서 작업을 진행한다.참고로, 프리온도 2단계에서 실험, 취급한다. 하지만 실험복과 기사용 부수기재만큼은 반드시 프리온 소독 규정에 따라 처리해야 한다. 중소규모 물품은 폐기해야 하며, 폐기가 용이하지 않은 실험 장비는 차아염소산나트륨(일명 락스), 수산화 나트륨, LpH와 같은 강염기성 세정제[6]로 매우 정밀하게 청소, 소독해야 한다.
대한민국 내에는 약 1,000여 개의 BL2급 연구 시설이 현재 신고되어 있다.
2.2.1. BL2+
BL2 실험실에서 향상된 안전성을 위해 일부 BL3 기준(음압시설, 개인 방호구등)을 차용하는 경우 이를 BL2+라고 지칭한다.2.3. 3단계
증세가 심각하거나 치명적일 수 있으나 예방 및 치료가 가능한 질병의 원인이 되는 생물체이다. 연구원들은 방독면 착용과 무균복의 착용이 의무다. 대표적으로 인플루엔자, 원숭이두창 사스와 코로나19를 비롯한 코로나바이러스 일부, 탄저균, 티푸스, 결핵, 로키산홍반열, HIV[7] 등이 속하며, 이 단계부터 연구소 내의 공기 외부 유출을 차단한다. 예외로는 프리온이 있으며, 예방 및 치료가 불가능하지만 전염성이 낮아 3단계로 분류된다. 4단계뿐만 아니라, 3단계 또한 아웃브레이크가 여러번 일어났으며 최근에 대규모 유행으로 문제를 일으킨 병원체들 대부분이 바로 이 등급이다.[8]대한민국에서는 2022년 기준으로 80여 개의 BL3 연구 시설이 허가[9]를 받은 상태이며 현재까지 알려진 구체적인 연구 시설은 다음과 같다.
- 고려대학교 BL3,ABL3 (2개 시설이 하나로 연결되어 있다)
- 국군화생방방어연구소
- 국방과학연구소
- 국제 백신 연구소
- 국립환경과학원 산하 생물안전연구동
- 국립야생동물질병관리원
- 결핵연구원
- 서울대학교병원 BL3 (혜화동)
- 서울대학교병원 의생명연구실 BL3 (혜화동)
- 분당서울대병원
- 연세대학교의료원 에비슨의생명연구센터
- 보건복지부 질병관리청
- 건국대학교 ABL3, BL3
- 순천향대학교
- 전북대학교 인수공통전염병연구소 - 아시아 최대 BL3 시설 (BL3, ABL3 - 소동물, ABL3 대동물)
- 국립마산병원 BL3
- 충남대학교병원
- 충북대학교 BL3
- 한국과학기술원(KAIST) 생물안전 3등급 연구시설#
- 한국생명공학연구원
- 한국화학연구원
- 안전성평가연구소 ABSL3
- 한국파스퇴르연구소
- 한림대학교 한림종합연구센터
- GC녹십자
- 각 시·도 소재 보건환경연구원[10]
2.3.1. 3+단계
시에라리온 에볼라 사태 당시 여러 국가에서 에볼라 연구 및 치료를 위해 환자의 혈청을 연구하고자 했으나 에볼라 바이러스는 BSL4연구실에서만 연구가 가능한 바이러스로 BL3 연구실만을 가진 대다수의 국가에서는 연구가 불가능했다. 이를 가능하게 하기 위해 BSL3연구실에 특수 격리 텐트 및 환기구, BL3+ 안면부 밀폐 보호복을 이용하여 BL3+등급을 지정함과 동시에 시설들을 개설하였다. BSL3+연구실에서는 BSL4에서 연구하는 대다수의 질병을 연구할 수 있지만 검사속도 및 신뢰도, 안전성 측면에서 BSL4 연구 시설에 비해 떨어진다.국내 규정상 동물이용 BL3인 ABL3가 건축 및 운영 난이도가 3+ 단계로 볼 수 있다.
2.4. 4단계
증세가 매우 심각하거나 치명적일 수 있고 예방 및 치료가 어려운 질병의 병원체이다.[11] 천연두, 에볼라 바이러스[12], 라싸열, 마버그 바이러스 등이 있다. 이 실험실의 경우 안전 관리가 워낙 어려워 실험실의 개수가 극히 한정되어 있다.[13] BL4 시설에서는 다큐멘터리에 나오는 우주복 비슷한 오염 방지복을 입으며, 실험실 음압 처리와 자외선 살균 등으로 철저하게 오염의 발생과 전파를 방지한다.세계에 55곳 밖에 없는 시설이며, BL4 실험실의 경우 2014년 기준으로 미국에 14곳이 있었으며,[14] 영국에선 포턴 다운에 두 곳[15]을 포함해 8곳이 위치해 있다.[16] 3곳 이상 보유한 국가는 독일·프랑스·인도·스위스·일본이며, 2곳을 보유한 국가는 중국·대만·러시아·호주·헝가리·이탈리아·브라질이 있다.
일본의 BL4 시설은 세 개인데, 무사시무라야마에 있는 것은 2015년까지, 츠쿠바에 있는 것은 지금까지도 지역 주민의 반대로 BL3 수준의 감염균까지만 다룬다. 중국의 BL4 시설은 두 개로, 그 중 하나가 우한에 있다.
대한민국 내에 설치된 BL4 연구시설은 오송읍에 위치한 보건복지부 질병관리청이 유일하다. 2017년 3월 설치를 완료하고 운영에 들어갔다. 구체적인 운영 방식, 연구 대상은 밝혀져 있지 않으나, 북한이 보유하고 있을 것으로 예상되는 생물 무기와 관련된 연구가 과제 중 하나라고 알려져 있다. 구체적인 연구 인원의 신상 정보는 비밀로 취급하며, 질병관리청장도 이 실험실의 위치와 개략적인 제원만 알 수 있을 뿐, 시설에 접근할 권한을 갖고 있지 않을 정도로 보안이 삼엄하다. 직접 연구 및 실험에 관련된 사람만 출입 인가를 내고 있기 때문. 연간 운영 비용은 인건비를 제외하고도 70억원 정도로 알려져 있다.
각각의 BL4 연구시설은 만일의 사태를 대비한 자체 격리 및 폐기 시스템을 갖추고 있다. 국내의 질병관리청 BL4 실험실 역시 폐기 시스템을 갖추고 있는데, 과산화수소, 차아염소산나트륨 등의 화약약품과 고압의 초고온증기로 연구 자원을 순식간에 폐기하는 시스템을 갖추고 있다.
간혹 미국 애틀랜타의 CDC는 세계 최대 BL4 시설이라 정상적 절차로는 막대한 표본을 파괴할 수 없어서 자폭 장치가 설치된 것으로 알고 있는 사람도 있다. 하지만 이는 드라마 워킹 데드의 창작으로, 실제로 폭발을 일으키면 오히려 광범위한 오염을 일으킬 수 있어 사용되지 않는다. 실제로는 국내와 마찬가지로 연구소 내 락스 살포 장치와 격리실 오토클레이브 장치가 설치되어 있을 가능성이 크다. CDC의 전면적 전력 차단 사태는 그동안 이미 여러번 있었는데 한번도 자폭 시퀀스가 작동하지 않은 것 역시 그런 장치는 없다는 사실을 입증한다.
참고로, 2000년대 초반까지만 해도 오염 방지복 소재가 천에 고무를 촘촘히 입힌 '직조 고무'이고, 이것을 덧 기워서 방호복을 만들었기 때문에 영화 아웃브레이크에서처럼 구멍이 나거나 찢어지는 등의 관통 손상이 일어나는 경우가 종종 있었다. 하지만 현재는 인장강도와 경도가 매우 높은 합성 수지를 이용하고[17], 이것을 한 번에 사출해 방호복을 만들기 때문에 과거와 같은 관통 손상 현상은 현저히 줄어들었다. 하지만 방호복은 연구자의 생명과 직결되기 때문에, 입실 전 방호복의 점검은 반드시, 무조건적으로 이루어진다.
2.5. 생물안전도별 설치 및 운영기준
| 보건복지부에서 고시한 유전자재조합실험지침에 따른 기준표 |
3. 관련 문서
[1] 1단계에서는 직원들이 마스크도 없이 작업하고, 2단계에서는 보건용 마스크를 쓰며, 3단계에서는 보안경과 함께 필터가 달린 마스크를 쓴다. 4단계에서는 따로 보안 절차를 통과해야 할 정도로 출입자 관리가 엄격하며, 입장 시 살균 및 전신 방호복으로 복장 교체가 의무화된다.[2] 연구실안전관리시스템의 생물안전 정의[3] 자연상태로는 병원성이 매우 높은 야토균 (Francicella tularensis) 등[4] 황열병 바이러스 등[5] 항균 비누와 세제로 손과 기구 세척, 항균 스프레이 살포 등.[6] 이들은 단백질을 가수분해하고, 단백질의 3차원 구조를 파괴하므로, 프리온 소독에 활용할 수 있다.[7] 완벽한 치료는 불가능하나 바이러스가 활동을 반영구적으로 못하게 하는 것은 가능하고 전파경로와 예방법이 명확하게 드러났기 때문에 3단계이다.[8] 스페인 독감을 일으키고 2009년 대유행을 또 일으킨 H1N1 바이러스, 전세계를 뒤집어 엎은 코로나19, 2번 연속으로 국제적 방역 비상사태를 일으킨 원숭이두창과 같은 최강급 병균과 바이러스들이 이 등급으로 분류되었다.[9] BL3 시설부터는 신고가 아닌, 보건복지부 장관의 허가가 필요하다.[10] 보건환경연구원법에 따라 특별시, 광역시, 각 도의 지자체에서 반드시 설립해야 하는 공공보건연구기관이다. 2008년 신종플루 사태 이후, 지역 거점별로 전염병에 선제적으로 대응할 만한 BL3 시설이 없다는 지적이 잇따르자 이후 각 연구원별로 BL3 시설을 설치하였다.[11] 경우에 따라 치료제가 아예 없는 병원체도 존재한다.[12] 단 단순 비활성화 및 진단은 3단계에서도 가능하다. WHO 진단 가이드라인[13] 후술한 것처럼 생물안전 규정만 봐도 최고 수준의 공학적 기술을 요구한다. 4등급에서만 적용되는 규정도 군데군데 있는데다 3등급에서는 권장으로 넘어가는 것도 4등급은 전부 필수다. 3등급에서도 필수인 것들이 4등급에서는 더 강화되어 HEPA 필터 설치를 2중으로 한다든가 내압 수준이 훨씬 더 높게 해야한다는 규정도 탑재되어 있다.[14] 미국의 BL4 실험실 15개중 14개가 정부기관이며, 텍사스 생물의학연구소만이 개인소유이나 이마저도 정부의 보조금 및 계약 때문에 정부의 입김이 강하게 들어가 있다.[15] 한쪽은 보건부, 한쪽은 생화학무기 연구용. 보통 포턴 다운이라고 하면 영국군 생화학무기 실험실을 뜻한다.[16] 런던에 있는 3곳 중 밀힐에 있던 것은 2017년 폐쇄, 이듬해 철거.[17] 일반적인 커터칼은 아예 흠집도 못 내며, 아예 작정하고 송곳으로 찔러야 겨우 흠집이 나는 정도이다. 대신, 화기에는 녹아내릴 수 있어서 취약하다.