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크로이츠펠트-야콥병 국가 실험실 진단・검사 현황(2011-2015)
  • 작성일2016-11-24
  • 최종수정일2016-11-24
  • 담당부서인수공통감염과
  • 연락처043-719-8460
  • 2,646

크로이츠펠트-야콥병 국가 실험실 진단・검사 현황(2011-2015)

질병관리본부 국립보건연구원 면역병리센터 인수공통감염과
김수연, 현재욱, 이영선*

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

Abstract
Laboratory diagnosis for Creutzfeldt-Jakob Disease (2011-2015)
Division of Zoonoses, Center for Immunology and Pathology, NIH, CDC
Kim Su Yeon, Hyeon Jae Wook, Lee Yeong Seon

Creutzfeldt-Jakob disease (CJD) is the most representative human prion disease caused by abnormal accumulation of misfolded prion protein. The diagnosis is determined on the basis of the WHO criteria, using the features observed on magnetic resonance imaging and electroencephalogram, and according to the presence of elevated 14-3-3 protein and prion protein gene polymorphisms. First, protein detection and gene polymorphism analysis were performed, and then, clinicians determined the diagnosis as CJD or non-CJD combining epidemiological opinions. We examined 705 CSFs for the detection of 14-3-3 protein and analyzed 452 bloods for the genotyping of prion protein gene for the past five years. Almost all the cases were from the age group of 60–80 years, and the numbers of male and female patients were similar. The 14-3-3 protein was detected in an average of 43.9% of the cases, and the genetic pathogenic factors of inherited CJD were observed in 16 cases. We considered that the active surveillance for at-risk patients and development of alternative specific diagnostic biomarkers were needed to improve and provide an accurate diagnosis for patients in the early stages of the disease.


사람의 프리온 질환 가운데 가장 대표적인 크로이츠펠트-야콥병(Creutzfeldt-Jacob Disease, CJD)은 감염 경로별로 산발성(sporadic), 유전성(genetic), 획득성(acquired or infectious)으로 분류된다. 1986년 영국에서 대규모 광우병(Bovine Spongiform Encephalopathy, BSE) 소가 발생하고 사람에서도 유사 증상의 변종CJD(속칭: 인간광우병, vCJD) 환자 사례가 발생하면서 원인병원체가 종간 장벽을 넘어 사람에게 전파된다고 여겨져 전 세계적으로 우려와 관심이 높아지면서 의심환자도 지속적으로 보고되고 있다[1-3].
우리나라에서도 2008년과 2012년에 광우병 발생국으로부터의 소고기 수입 문제와 최근 노인인구의 증가로 치매증상의 뇌질환 및 CJD에 대한 관심이 확대되면서 이에 따른 의심환자의 검사 의뢰 건도 매년 증가 경향을 보이며 일정 수 이상으로 보고되고 있다. 또한 영국 등 여러 서양국가에서 발생한 CJD 환자들(특히, vCJD)의 프리온 유전자 코돈 129번의 메티오닌 동형접합체(M129M)가 높은 비율을 차지한다고 밝혀지면서 M129M 형을 보이는 환자의 발병 감수성에 대한 관심이 더욱 증폭 되었다. 그런데, 한국을 포함한 중국, 일본 등 동양인들의 90% 이상에서 코돈 129번 메티오닌 동형접합체을 갖고 있는 것으로 나타나 약 30% 내외를 나타내는 서양인들과 비교하여 프리온 질환의 발병 감수성을 분석할 필요가 있다고 여겨져 왔다[4].
질병관리본부에서는 2001년부터 CJD를 지정 전염병으로 고시하여 대상 의료기관을 중심으로 표본감시체계를 가동해 오다가, 2010년 12월에 제3군 감염병으로 변경, 고시하여 의심환자에 대한 전수 역학조사를 수행하여 감시를 강화하고 있다. 국립보건연구원 인수공통감염과에서는 CJD에 대한 실험실 진단 업무를 수행하고 있으며 실험 항목으로 의심환자의 뇌척수액에서 지표 단백인 14-3-3 단백 검출과 혈액에서 프리온 유전자의 염기서열을 분석하는 검사를 실시하고 있다[5]. 2010년에 14-3-3 단백 검출법으로 웨스턴 블롯을 이용한 표준시험절차서(SOP)를 제정하여 실험실 검사법으로 활용하고 있다. CJD 환자 판정은 WHO 가이드라인에 따라 실험실 진단결과와 임상 진단결과로 이루어지지만 대부분 의심 및 추정환자로 분류되고 있으며, 확진을 위해서는 생검이나 부검조직을 이용한 검사가 필요하다. 그러나 국내 장례문화 정서상 환자의 생검이나 부검 조직을 얻기가 어려워 실험실에서 이용 가능한 검체를 활용한 조기진단법의 개발이 절실한 상황이다.
본 글에서는 2011년부터 2015년까지 실험실 진단・검사의 결과를 토대로 국내 CJD 진단현황을 소개하고자 한다. 전국의 의료기관으로부터 프리온 질환으로 의심되는 환자들의 검체(뇌척수액, 혈액)를 의뢰 받아 실험실 검사가 수행 되었다. 의심환자들의 검체는 잠재적 위험성을 감안하여 외부 노출이나 변형 등을 방지하기 위해 3중 포장상태로 운반된다. 뇌척수액은 SDS-PAGE를 통해 단백질을 분리하고 14-3-3 단백과 결합하는 특이 항체를 이용하여 정상대조군 대비 증폭 여부를 확인하는데 이용되었다. 혈액은 DNA를 추출하여 프리온 단백질을 코딩하는 부위를 중합효소연쇄반응(PCR)을 통해 증폭시킨 뒤 염기서열을 분석하여 유전자 다형성 및 변이 여부를 분석하는데 이용되었다.
검사의뢰 건들은 60대~80대의 연령대가 438명, 약 55.3%로 대부분을 차지했으며 40대 중·장년층도 74명으로 9.3% 이상을 차지했다(Table 1). 주목할 만 한 수는 아니지만 20대도 23건이 의뢰되어, CJD의 감염경로별 분류에 따라 낮은 연령대에서도 나타날 수 있는 종류가 있고, 치매 증상이 노인성으로 분류되기는 하더라도 임상증상의 경계가 모호하기 때문에 중·장년층과 청년층에서도 관심을 가져야할 것으로 생각한다.

최근 5년간 CJD 의심환자로 검사 의뢰된 건은 증가 양상을 보이는 것으로 나타났다. 2011년부터 2015년까지 14-3-3 단백 검사의 양성 건 비율은 평균 약 43.5%로, 대체로 음성 건 비율과 비슷하게 유지가 되는 것을 관찰할 수 있었다. 변종CJD의 발병에 감수성이 높은 것으로 알려진 프리온 유전자의 코돈 129 메티오닌 동형접합체 형은 연도별로 2011년 94.5%, 2012년 93.3%, 2013년 87.8%, 2014년 94.5%, 2015년 95.3%로 대다수에서 나타났다. 코돈 129번의 동형접합체 형은 서양에서 vCJD 발병의 감수성이 높은 유형으로 보고되고 있어 주목하고 있기 때문에 국내에서도 구체적인 병인학적 조사연구가 필요한 부분이라고 생각한다(Table 2).
특히 2011년, 2012년, 2014년에 확인된 E200K형, 2012년, 2014년에 확인된 V180I형과 2013년, 2014년, 2015년에 확인된 D178N형과 P102L형은 유전적 프리온 질환의 대표적인 위험 발병 인자로 보고되어 있어 환자 판정에 중요한 지표라고 할 수 있다(Table 3).

CJD 의심환자에 대한 실험실 진단·검사는 질환의 진행 단계별로 검사를 할 수는 없는 상황이고 의뢰 시기의 체액을 이용한 생화학적 검사로서 환자판정의 결정적 기준은 아니기 때문에 환자 판정을 위해서는 반드시 임상진단 검사 자료가 필요하다. 그리고 14-3-3 단백질은 CJD 뿐 아니라 다른 뇌질환에서도 증가되기 때문에 특이도가 낮아, 전문기관에서는 임상자료의 검토 후 필요 시 Tau단백질이나 S-100단백질과 같은 뇌질환 지표단백질들을 함께 검사하기도 한다. 국내에서도 프리온 질환 의심환자 대상으로 Tau 단백질들을 복합 적용하여 민감도와 특이도가 개선되는 것을 확인한 바 있다[6].
전 세계적으로 CJD에 대한 치료법이나 예방법이 없고 개인 잠복기에 따라 발병차이가 나며 국내에도 극소수의 임상의들을 제외하고는 조기 임상진단에 어려움이 있어 관리와 통제를 하는데 많은 제약이 있다. 또한 CJD의 병인학적 원인으로 밝혀진 바에 의하면 타 퇴행성뇌질환들의 발병 기작과 임상적 증상이 많이 중첩되는 부분이 있어 환자의 조기 판정이 매우 애매 한 것으로 알려져 있다[7]. CJD 의심환자의 검체들은 생물학적밀폐시설 2등급(BL2)이상 수준의 시설에서 취급되어야 하고 발병하면 모두 사망하는 치명적인 질환으로 의료기관에서도 꺼리는 질환이기 때문에 명확한 실험검사 결과를 의료기관에 통보하여 최종 환자로 진단되기까지의 일련의 과정들을 국가에서 주도적으로 운영함으로써 국내 CJD 환자 사례조사와 더불어 감염 경로를 파악하는 것이 중요하다. 인수공통감염과에서는 새로운 진단 지표물질 개발 및 병인학적 조사 연구를 꾸준히 진행하고 있으며 현재 일부 후보물질에 대해서는 생물학적 검증 단계에 있다. 국민의 사회적 불안감 해소와 국가 보건 의료 분야의 경제적 손실을 최소화하기 위해 기초 연구자와 임상 연구자의 긴밀한 협조가 필요한 질환이기 때문에 다양한 인프라를 구축하고 집중적인 관심을 지속적으로 기울이는 것이 예방관리를 위한 최적의 방법이 될 것이다.


<참고문헌>

1. Collinge J. Prion diseases of humans and animals: Their causes and molecular bases. Annu. Rev. Neurosci. 2001;24:519-550.
2. Will RG, Ironside JW, Zeidler M, Cousens SN, Estibeiro K, Alperovitch A, Poser S, Pocciari M, Hofman A, Smith PG. A new variant of Creutzfeldt-Jakob disease in the UK. Lancet 1996;347:921-925.
3. Aguzzi A, Christina S. Mathias H. Molecular mechanism of prion pathogenesis. Annu. Rev. Pathol. 2008;3:11-40.
4. Jeong BH, Nam JH, Lee YJ, Lee KH, Jang MK, Richard IC, Lee HD, Ju YR, Jo SM, Park KY, Kim YS. Polymorphisms of the prion protein gene(PRNP) in Korean population. Journal of Human Genetics 2004;49:319-324.
5. 보건복지부, 질병관리본부, 대한의사협회. 2016 법정감염병 진단・신고 기준. 질병관리본부 2016;182-191.
6. Hyeon JW, Kim SY, Lee JM, Park JS, Hwang KJ, Lee SM, An SS, Lee MK, Ju YR. Alternative application of Tau protein in Creutzfeldt-Jakob disease diagnosis: Improvement for weakly positive 14-3-3 Protein in the laboratory. Scientific Report 2015;5:15283.
7. Lim JS, Kwon HM, Jang JW, Ju YR, Kim SY, Park YH, Park SY, Kim SY. Characteristics of Korean patients with suspected Creutzfeldt-Jakob disease with 14-3-3 protein in cerebrospinal fluid: Preliminary study of the Korean Creutzfeldt-Jakob disease active surveillance program. Prion 2015;9:136-143.
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