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국내 쯔쯔가무시증 환자 혈액에서의 유행주 분석, 2014-2015년
  • 작성일2016-10-27
  • 최종수정일2016-10-27
  • 담당부서인수공통감염과
  • 연락처043-719-8460
  • 3,193

국내 쯔쯔가무시증 환자 혈액에서의 유행주 분석, 2014-2015년


질병관리본부 국립보건연구원 면역병리센터 인수공통감염과1
조선대학교 의과대학 감염내과2
인하대학교 의과대학 열대의학과3
충남대학교 의과대학 감염내과4
정행진1, 이정민1, 길병철1, 김동민2, 김동수3, 김연숙4, 이영선1*

* 교신저자: ysleenih@korea.kr, 043-719-8460

Abstract
Molecular epidemiology of Orientia tsutsugamushi from scrub typhus patients in South Korea, 2014-2015
Division of Zoonoses, Center for Immunology and Pathology, NIH, CDC
Jeong Hang Jin, Lee Jeongmin, Gill Byoungchul, Lee Yeong Seon
Department of Internal Medicine, School of Medicine, Chosun University
Kim Dong-Min
Departments of Parasitology and Tropical Medicine, Inha University School of Medicine
Kim Tong-Soo
Division of Infectious Diseases, Chungnam National University Hospital
Kim Yeon-Sook
BACKGROUND: Scrub typhus is an acute febrile mite-borne disease caused by Orientia tsutsugamushi, which is endemic to the Asia-Pacific region. In Korea , it is a seasonal disease which occurs in autumn and the incidence has been increasing steadily; 5,000-6,000 cases were reported from 2005 to 2011 and 9,513 cases were reported in 2015. The pathogen is antigenically diverse and divided into several types including Gilliam, Karp, Kato, and other regional genotypes. So far, the endemic genotype which is the most frequently found in Korea is known as Boryong. This study was conducted to identify the diversity and distribution of O. tsutsugamushi genotypes in scrub typhus patients in Korea, 2014-2015.
METHODOLOGY/RESULTS: Blood samples were collected from suspected patients for scrub typhus at Chosun University Hospital, Inha University Hospital in 2014 and 2015, and Chungnam National University Hospital in 2015. A total of 320 and 533 suspected patients were enrolled in 2014 and 2015, respectively, and clinical features were confirmed. The gene for 56-kDa type-specific antigen (TSA56) was amplified by nested PCR, and the nucleotide sequences of the PCR products were analyzed. Results showed that 197 (61.6%) and 271 (50.8%) samples were PCR-positive in 2014 and 2015, respectively, and the major genotype was Boryong (85.3% in 2014 and 90.4% in 2015). Other genotypes such as Karp, Jecheon, Pajoo, Kawasaki, Taguchi and Nishino were also identified. The majority of the patients were aged 70-79 and females in both 2014 and 2015. Symptoms such as eschar, fever, and rash were commonly found in those who were infected with scrub typhus.
CONCLUSION: Results revealed that the most prevalent genotype among scrub typhus patients was Boryong. However, other genotypes that originated from Korea and Japan were also found. Consecutive and nationwide survey for genotypes is needed for the control and prevention of scrub typhus in other endemic regions of Korea.


Ⅰ. 들어가는 말

쯔쯔가무시증은 Orientia tsutsugamushi에 감염된 털진드기(Leptotrombidium 속)의 유충에 물렸을 때 감염되는 질환이다. 쯔쯔가무시증은 주로 한국, 일본, 중국, 대만, 필리핀 등의 아시아 지역과 러시아 극동지역부터 호주 북부에 이르는 지역에서 주로 발생하고 있다. 원인균인 O. tsutsugamushi는 그람 음성의 절대 기생세균으로 16S rRNA 염기서열 분석을 기반으로 한 계통학적 유연관계 차이로 인해 1995년 Rickettsia 속에서 Orientia 속으로 구분되었다[1]. O. tsutsugamushi에는 다양한 유전형이 존재하는데, Gilliam, Karp, Kato가 오래전부터 널리 알려져 있으며, 각 지역에 특이적인 유행주들도 보고되고 있다[2]. 우리나라에서는 Karp, Gilliam 등 기존의 균주도 보고되고 있으나, Chang 등은 국내 환자 분리주에 대하여 단클론 항체를 이용하여 분석한 결과 새로운 혈청학적 특징을 보이는 균주가 확인되어 이를 Boryong으로 보고하였으며, 이외에도 Pajoo, Jecheon, Yonchon, Youngwori, Yeojoo 등의 지역별 새로운 유전형들도 보고되었다[3-5]. 2000년 이후 호남과 중부지역의 일부 병원에서 내원한 환자들을 대상으로 쯔쯔가무시증 원인균의 혈청형을 조사한 연구 결과, Boryong에 의한 감염이 가장 많이 발생한 것으로 확인되었으며, 그 외에 과거에는 해당 지역에서 보고되지 않았던 Kawasaki의 증가나 Kato, Gilliam, Neimeng-65 등이 확인되었다[6,7]. 이와 같이 쯔쯔가무시증 유행주의 지역적 분포에 대한 최근의 연구결과들을 보면, 국내 유행주가 Boryong인 것에는 큰 변화가 없으나, 우리나라에서 과거에 나타나지 않았던 균주들 또한 나타나고 있는 것을 확인할 수 있다.
쯔쯔가무시증의 효과적인 예방관리를 위해서는 숙주동물이나 매개체의 지역별 분포 및 보균율의 변화에 대한 연구와 더불어, 각 지역에서 유행하는 O. tsutsugamushi의 유전형에 대한 조사를 통하여 우리나라에 유행하는 지역별 유전형을 확인할 필요가 있다. 특히 이전에 보고된 유행주에 대한 조사는 대부분 2000년대 초반 발생한 환자를 대상으로 이루어졌으므로, 2012년 이후 급증하여 최근 1만 명에 달하는 국내 쯔쯔가무시증 환자 발생의 증가를 볼 때, 기후변화로 인한 매개체 서식 환경의 변화와 더불어 원인병원체 유행주의 변화를 점검하고 확인할 필요가 있다. 또한 각 균주의 유전학적 차이는 병원성과 관련이 있는 것으로 보고되고 있어, 지역에 따른 쯔쯔가무시증 환자의 임상증상과 혈청형과 연계 분석의 필요성도 제기되고 있다. 지역별 환자 검체를 대상으로 한 쯔쯔가무시 혈청형의 분포 조사를 통하여 우리나라 쯔쯔가무시증 유행주의 현황을 파악하고 이를 쯔쯔가무시증의 진단 및 효과적인 치료 및 관리의 기초자료를 제공하고자 이 연구를 수행하였다.


Ⅱ. 몸말

이 연구에서는 2014년부터 2015년까지 각 지역의 거점병원을 통하여 쯔쯔가무시증 의심환자의 검체(혈액)를 수집하였다(질병관리본부 기관생명윤리위원회 승인번호 2014-10-01-2C-A). 2014년에는 인하대학교병원과 조선대학교병원을 통하여 쯔쯔가무시증 의심환자 검체 320건을 수집하였고, 2015년에는 인하대학교병원, 조선대학교병원, 충남대학교병원을 통하여 쯔쯔가무시증 의심환자 검체 533건을 수집하였다. 쯔쯔가무시증 의심환자로부터 검체 수집 시 환자의 기초 정보(성별, 지역, 연령 등)와 임상 증상(발열, 발진, 가피의 유무)에 관한 자료를 함께 확보하였다. 채혈한 혈액에서 핵산(DNA)을 추출하고, 기관 시험검사법 표준절차서(KCDC-ZOO-OT-PCR-QIS-13-05)에 따라 O. tsutsugamushi의 특이 항원인 56-kDa type-specific antigen (TSA56) 유전자를 검출하는 중합효소연쇄반응을 실시하여, 쯔쯔가무시 병원체 감염 유무를 확인하였다. 이 연구에서 수집된 검체에 대한 쯔쯔가무시 유전자 검사 결과, 양성률은 2014년 61.6%(197/320), 2015년 50.8%(271/533)로 확인되었다(Table 1).
환자 검체 수집 시 확보한 정보를 바탕으로 지역, 성별, 연령, 임상적 특징(발열, 발진, 가피의 유무 등)을 비교 분석하였다. 유전자 검사 결과가 양성으로 나온 검체의 지역 분포를 보면, 전라남도가 2014년 139건(70.6%), 2015년 150건(55.4%)으로 가장 많았다. 그 다음으로 2014년도 검체에서는 충청남도가 23건(11.7%)으로 두 번째로 많았고, 2015년 검체에서는 대전 64건(23.6%), 충청남도 26건(9.6%) 등의 순으로 확인되었다(Table 2A). 유전자 검사 결과가 양성인 검체의 성별 분포는 여성이 2014년에 122건(61.9%), 2015년에 166건(61.3%)으로 기존에 보고된 전체 쯔쯔가무시증 환자 중 여성이 차지하는 비율(65% 내외)과 유사하였다(Table 2B). 연령별 분포를 보면, 2014년 검체에서는 70대가 76건(38.6%)으로 가장 많았으며, 60대 44건(22.3%), 50대 39건(19.8%)의 순이었다. 2015년 검체에서는 70대가 108건(39.9%), 60대 60건(22.1%), 80대 37건(13.7%)의 순이었다(Table 2C). 유전자 검사 결과가 양성인 검체 중 쯔쯔가무시증 환자의 임상적 특징인 발열․발진․가피에 대한 조사 정보가 있는 경우를 분석한 결과, 발열은 2014년 100건(79.4%), 2015년 194건(89.0%)에서 확인되었고, 발진은 2014년 79건(62.7%), 2015년 172건(78.9%)에서 확인되었다. 가피는 2014년 74건(58.7%), 2015년 161건(73.9%)에서 관찰되었다(Table 2D).
쯔쯔가무시 TSA56 유전자 검사 결과가 양성인 검체를 대상으로 염기서열 분석 결과, 2014년과 2015년 모두 우리나라의 대표적 유행주인 Boryong이 각각 168건(85.3%), 245건(90.4%)으로 가장 많이 확인되었다. 2014년 검체에서는 Boryong 다음으로 Karp가 19건(9.6%)으로 두 번째로 많았으며, Jecheon(2/197, 1.0%), Pajoo(1/197, 0.5%)와 더불어 일본에서 유래된 Kawasaki(3/197, 1.5%), Nishino(2/197, 1.0%), Taguchi(1/197, 0.5%)도 확인되었고, Gilliam(1/197, 0.5%)도 확인되었다. 2015년 검체에서는 Kawasaki(9/271, 3.3%)가 두 번째로 많았으며, Jecheon(3/271, 1.1%), Pajoo-related(1/271, 0.4%)와 더불어 Nishino(7/271, 2.6%), Taguchi(5/271, 1.8%), Ikeda(1/271, 0.4%)도 확인되었다. 이들의 유전자 염기서열을 토대로 계통수(phylogenetic tree)를 분석한 결과, 2014년과 2015년에 확인된 균주 중 Nishino는 기존의 연구에서 보고된 것처럼 Boryong과 클러스터를 형성하는 것을 확인할 수 있었고, Jecheon은 Karp와 같은 클러스터를 형성하는 것을 확인할 수 있었다. Pajoo는 일본 유래의 Saitamia와 같은 클러스터를 형성하였고, Kawasaki와 Taguchi도 동일한 클러스터에 존재하는 것을 확인하였다(Figure 1).


Ⅲ. 맺는 말

쯔쯔가무시증은 털진드기를 매개로 하여 발생하는 매개체 전파질환이다. 조기 진단 시 적절한 항생제로 치료 가능하나, 면역력이 약한 고령자나 매개체와 접촉 가능성이 높은 농촌 거주자에게는 위협이 될 수 있는 질병이다. 쯔쯔가무시증 환자 발생은 병원체뿐만 아니라 매개체와도 밀접한 관련이 있다. 국내 쯔쯔가무시증 환자는 2000년대 중반부터 2011년까지 연간 5천명에서 6천명 수준이었으나, 2012년 8,604명, 2013년 10,365명, 2014년 8,130명, 그리고 2015년 9,513명으로 최근 크게 증가하였는데(질병관리본부 감염병웹통계시스템 참고), 지역별 환자 발생(인구 10만 명당 발생률)을 보면 전라남·북도와 충청남·북도의 환자 발생이 점차 증가하고 있으며, 이러한 지역별 환자의 증가는 쯔쯔가무시 매개체 중 활순털진드기(L. scutellare)의 서식지 확대 및 밀도 증가와 밀접한 연관을 가지고 있는 것으로 알려져 있다[8]. 우리 기관에서 수행한 전국 24개 지역에서 설치류와 털진드기 매개체의 쯔쯔가무시 병원체 보균율 분석 결과를 보면, 해당 지역의 환자 발생률과의 상관관계를 찾기는 어려운 것으로 보이며, 숙주동물과 매개체의 보균율 보다는 농작물 작업이나 등산·산책과 같은 매개체와의 접촉할 빈도가 높은 인간의 행위와 더 관련이 있다고 여겨지고 있다[9]. 이번 연구에서는 최근 2년간 지역거점병원을 통하여 수집한 쯔쯔가무시증 의심환자 검체로부터 쯔쯔가무시 특이적인 유전자(TSA56)에 대한 분석을 통하여 최근 쯔쯔가무시 환자발생의 증가에 따른 유행주의 변화 – 새로운 유행주의 존재 여부 및 분포 변화를 확인하여 쯔쯔가무시증의 진단, 치료 및 예방관리 대책 수립 등에 활용 가능한 기초적인 정보를 얻고자 하였다.
이번 연구 결과, 환자 발생의 성별을 살펴보면, 여성이 2년간 60% 이상으로 남성에 비해 많은 수가 확인되었고, 연령별로는 주로 50대부터 80대까지가 유전자 양성 검체 중 75% 이상을 차지하였다. 환자의 연령이 높을수록 치료기간이 길어지거나 합병증으로 인한 사망률이 높은 것으로 알려져 있으므로[9] 고령자에 대한 보다 집중적인 예방교육과 더불어 조기 진단의 중요성에 대한 홍보가 필요하다고 할 수 있다. 이번 조사에서 나타난 지역별 양성률은 이전의 쯔쯔가무시증에 대한 역학적 특성 조사 결과와 대체로 일치하여 지역별로는 전라남도가 가장 많은 양성 건수(2014년 139건, 2015년 150건)를 보였고, 대전과 충청남도의 순이었다. 유전자 검사 양성 환자를 기준으로 발열과 발진은 60% 이상에서 확인되었고, 가피의 경우도 약 65%이상이서 확인할 수 있었다. 유전자 염기서열 분석 결과, Boryong이 2014년 168건(85.3%), 2015년 245건(90.4%)으로 가장 많이 확인되어, 이전의 보고에서 나타난 비율과 유사 또는 그 이상으로 여전히 Boryong이 우리나라 쯔쯔가무시증의 유행주임을 확인할 수 있었다. 그리고 일본에서 유래한 Kawasaki(12/468, 2.6%), Nishino(9/468, 1.9%), Taguchi(6/468, 1.3%)가 2년간 꾸준히 조사 지역에서 고르게 검출되는 것을 이번 연구에서 확인할 수 있었다. Karp와 Gilliam은 2014년에 전라도 지역에서 19건(19/197, 9.6%) 및 1건(1/197, 0.5%)이 확인되었으나 2015년에는 모두 검출되지 않았다. 이를 통하여 충청북도와 경기도 이외의 지역에도 Gilliam과 Karp가 존재한다는 것을 확인할 수 있었는데, 이는 이전의 연구에서 Gilliam과 Karp가 충청북도와 경기도에 주로 분포한다는 결과[3,10]와는 다른 분포 양상을 보여주는 것이다.
이번 연구는 2000년대 초반에 지역별로 보고된 쯔쯔가무시 유행주에 대한 조사 이후, 국내 쯔쯔가무시증 환자의 수가 크게 증가한 상황에서 국내 쯔쯔가무시 유행주에 대한 일부 지역별 분포를 확인하였다는 점에서 의미가 있다. 앞서 언급한 바와 같이 여전히 Boryong이 국내 유행주로 그 비율이 다소 증가하고 있음을 확인할 수 있었으며, 과거에는 확인되지 않거나 비중이 낮았던 다양한 균주들의 감염을 확인할 수 있었다. 각 혈청형은 병원성과 많은 연관이 있으므로, 보다 많은 지역에 대한 지속적인 유행주 조사를 통하여 지역별 유행주의 분포와 감염 균주에 따른 임상증상의 차이 등을 비교 분석함으로서 진단 및 치료 등에 참고자료로 사용할 수 있을 것으로 기대된다. 그리고 이러한 유행주 분석 결과와 환자 발생률 및 임상적 특징과 더불어 지역별 털진드기의 분포와 보균율 등을 종합적으로 비교하는 후속 연구가 필요하며, 이러한 조사 및 연구결과들은 국내에서 유행하는 쯔쯔가무시증에 대한 정확한 현황 파악 및 그를 기초로 한 예방과 관리 및 홍보·교육 대책 수립에 기초자료로 널리 활용될 수 있을 것으로 본다.


Ⅳ. 참고문헌

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9. 질병관리본부. 국내 쯔쯔가무시 숙주 및 매개체 보균율 조사. 주간 건강과 질병. 2015; 8(25): 572-577.
10. 국립보건연구원. 쯔쯔가무시증의 지역에 따른 분리균 특성에 관한 연구. 국립보건원보. 2005; 42: 57-76.
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