경기도 김포시 길고양이에서 기생충 감염 실태조사 및 장내 세균총 분석

Abstract

2022년 조사에 따르면 우리나라 인구 5천만 명 중, 1,500만 명이 반려동물을 키우고 있으며, 반려묘 가구 비율과 길고양이 입양 건수도 지속적으로 증가하고 있는 것으로 나타났다. 이처럼 사람과 고양이가 근접한 환경에서 생활하는 빈도가 높아짐에 따라 고양이가 지니고 있는 다양한 인수공통 병원체(zoonotic pathogens)에 대한 실태를 파악하는 것이 보건학적으로 매우 중요한 상황이다. 특히, 길고양이(stray cat)는 위생적으로 열악한 환경에서 생활하며 다양한 감염에 노출되어 있어 집고양이(household cat)보다 병원체에 대한 높은 감염률을 나타내고 있으며, 사람들에게 인수공통 병원체를 전파할 우려가 높다. 더불어, 새로운 분자생물학적 도구의 개발로 인해 장내 세균총(gut microbiota) 연구가 용이해지고, 장내 세균총은 주변 환경과 상호작용을 히는 것으로 밝혀지고 있다. 특히, 숙주에 감염된 병원체가 장내 세균총 변화를 유발할 수 있다는 연구 결과가 보고되고 있는 가운데, 기생충성 병원체 감염에 따른 장내 세균총 변화에 대한 연구가 필요하다. 따라서 이번 연구에서는 경기도 김포시 길고양이를 대상으로 인수공통 기생충(zoonotic parasites) 감염의 유병률과 장내 세균총(gut microbiota)을 조사하였다. 또한, 사람과 고양이에서 대표적인 인수공통 기생충인 톡소포자충(Toxoplasma gondii)의 특이 항체 유무에 따른 감염 숙주의 장내 세균총 분포 차이를 살펴보았다. 이를 통해 원헬스(One Health)적인 관점에서 길고양이로부터 잠재적 위해 우려가 되는 인수공통 감염병의 예방 및 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 길고양이의 기생충 감염률을 확인하기 위해 현미경 검경, PCR, ELISA를 수행하였고, 장내 세균총을 확인하기 위해 16s rRNA를 대상으로 한 메타게놈 차세대염기서열분석(metagenomic NGS)을 실시하였다. 분변 현미경 검경 결과, Toxocara spp. 26.7%(27/101), Spirometra spp. 2.0%(2/101), Clonorchis sinensis 1.0%(1/101), Trichuris spp. 1.0%(1/101)가 발견되었다. 가장 높은 감염률을 보인 Toxocara spp.의 경우, 길고양이의 연령을 추산할 수 있는 무게와 감염률이 반비례하는 경향을 보였으며, 민물고기를 통해 전파되는 C. sinensis에 감염된 길고양이가 발견된 점이 특징적이다. 길고양이 분변에서 추출한 DNA를 이용한 원충 검사에서는 톡소포자충(T. gondii) 16.8%(17/101), Cryptosporidium felis 4.0%(4/101), Enterocytozoon bieneusi 4.0%(4/101)의 유전자가 확인되었다. 혈청 톡소포자충(T. gondii) 특이 항체 검사결과는 IgG 21.1%(50/237), IgM 21.9%(52/237)으로 높은 혈청 양성률을 나타내었다. 길고양이 장내 세균총을 분석하기 위한 메타게놈 차세대염기서열분석(metagenomic NGS) 검사에서는 Campylobacter spp., Escherichia spp., Streptococcus spp. 등 잠재적 병원성을 나타낼 수 있는 세균들을 일부 발견하였다. 혈청 톡소포자충(T. gondii) 특이 항체 유무로 집단을 나누어 장내 세균총을 비교하였을 때, 톡소포자충(T. gondii) 특이 항체 양성군은 음성군에 비해 장내 세균총의 다양성이 유의하게 낮았다. Escherichia coli는 양성군에서 약 2배가량 분포 비율이 높은 것으로 나타났으며, 이는 톡소포자충(T. gondii) 감염에 따른 염증 반응과 관련이 있을 것으로 추정된다. 또한 양성군에서는 Roseburia spp., Bifidobacterium spp. 등 항염증 작용 미생물의 분포 비율이 감소한 것으로 나타났다. 이번 연구를 통해 김포시 길고양이의 높은 기생충 감염 현황 및 장내 세균총 분포를 확인하였으며, 특히 톡소포자충(T. gondii) 감염에 따른 장내 세균총의 차이를 확인할 수 있었다. 길고양이의 높은 기생충 감염률은 공중보건에 있어 잠재적인 위험성을 나타내지만, 실제로 사람의 인수공통 기생충 감염은 고양이와의 직접적인 접촉보다는 환경이나 오염된 음식에 의한 간접적인 경로를 통하는 것으로 알려져 있다. 이러한 점을 고려할 때, 원헬스적 관점에서 사람과 주거환경을 공유하는 고양이의 감염 실태조사뿐만 아니라 다양한 감염경로에 대한 역학조사 등 지속적인 보건학적 연구 및 관리가 필요하다. 또한, 톡소포자충(T. gondii) 감염에 따른 길고양이 장내 세균총의 유의미한 차이는 기생충 감염이 길고양이 장내 생태계에 영향을 미치고 있음을 시사한다. 앞으로 톡소포자충(T. gondii)을 포함한 여러 기생충의 감염이 동일한 숙주의 장내 세균총 뿐만 아니라 숙주 전반에 미치는 영향과 그 기전에 대한 심도 있는 연구도 필요할 것으로 생각된다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 사람과 근접한 환경에서 생활하는 길고양이에 대한 인수공통 기생충 및 장내 세균총에 대한 지속적인 모니터링과 관리가 필요할 것으로 보이며, 본 연구는 원헬스적 관점에서 길고양이로부터 직접적 혹은 간접적으로 전파될 수 있는 잠재적 위해 우려가 되는 인수공통 감염병의 예방 및 관리를 위한 기초자료를 제공하였다는 데 의의가 있다고 볼 수 있다.;In 2022, out of Korea's 50 million people, 15 million owned pets, and there was a growing trend in cat ownership and stray cat adoptions. A study was conducted in Gimpo, near Seoul, focusing on zoonotic parasitic infections and gut microbiota in stray cats. The samples were analyzed using microscopy, PCR, ELISA, and 16S rRNA metagenomic NGS. The study revealed high infection rates of Toxocara spp. (26.7%), Toxoplasma gondii (16.8%), and other parasites. T. gondii-specific antibodies were found in 21.1% (IgG) and 21.9% (IgM) of the serum samples. Cats positive for T. gondii antibodies showed significantly lower gut microbiota diversity and higher levels of Escherichia coli, suggesting an inflammatory response. Potentially harmful bacteria such as Campylobacter spp., Escherichia spp., and Streptococcus spp. were identified in the gut microbiota. The study emphasizes the public health risks associated with high parasitic infection rates in stray cats, which could spread zoonotic pathogens. It calls for continuous monitoring, epidemiological studies, and One Health management strategies to address these risks. The study also highlights the impact of T. gondii infection on the gut microbiota of stray cats, indicating that parasitic infections influence the gut ecosystem. Understanding the mechanisms of how these infections affect the host's overall health is crucial. This research provides essential data for developing preventive measures and managing zoonotic diseases from stray cats, thereby contributing to public health safety from a One Health perspective.