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감염병 매개체 생물자원 확보 현황
  • 작성일2017-03-30
  • 최종수정일2021-04-15
  • 담당부서질병매개곤충과
  • 연락처043-719-8560
  • 5,285
감염병 매개체 생물자원 확보 현황

질병관리본부 국립보건연구원 면역병리센터 질병매개곤충과
김태규, 장창원, 김현우, 노종열, 주영란*
*교신저자: juyran@korea.kr, 043-719-8560
Abstract

Collection status of infectious disease vectors
Division of Medical Entomology, Center for Immunology and Pathology, NIH, CDC
Kim Tae-Kyu, Jang Chang-Won, Kim Hyunwoo, Roh Jong Yul, Ju Young Ran

BACKGROUND: Climate changes and vector-borne diseases are global issues. Accordingly, some regions in Korea have shifted towards subtropical climate in recent years, and the incidence of patients with vector-borne diseases is gradually increasing. Thus, a threat of importation of vector-borne diseases has become a public health concern.
METHODOLOGY/RESULTS: In recent years, there has been increased effort to obtain standard bio-resources to support fundamental studies for disease vectors and to establish efficient prevention and control programs. A “Study on Collection of Disease Vector Resources (2016-2018)” has been initiated for mosquitoes, which are known as the most significant vector of pathogens. Mosquitoes were collected on a national scale, and selected vectors were stored through three different preservation methods of drying, freezing, and immerging for standard bio-resources. A database system which provides all information on vector resources is under development. 3,760 individuals of mosquito resources belonging to 29 species in seven genera were collected from 18 different regions in Korea in 2016.
CONCLUSION: This result is a mid-term report based on the results of the first year. We expect that the three-year result of this study could be used for various researches related to vector-borne diseases in Korea.


들어가는 말

전 세계적으로 매년 약 830,000명을 사망에 이르게 하고 있는 모기는 말라리아(malaria), 뎅기열(dengue fever), 일본뇌염(Japanese encephalitis) 등과 같은 많은 질병들을 매개하는 감염병 매개체이다[17]. 최근 기후변화와 더불어 국가 간의 교류확대로 인해 감염병 매개체의 국가 간 이동이 용이해짐에 따라 해외유입 매개체 전파질환의 국내발생 및 토착화 질환의 발생 증가에 대한 대비가 필요하다. 실례로, 우리나라에서의 매개체 전파질환 현황에 대한 최근 보고에 따르면, 작은빨간집모기(Culex tritaeniorhynchus)에 의해 매개되는 일본뇌염은 환자가 최근 5년간 다시 증가추세를 보이고 있고[10,11,12], 털진드기가 매개하는 것으로 알려진 쯔쯔가무시증(scrub typhus)은 2004년 급격한 발생증가 이후 지속적으로 증가하여 2016년 11,610명의 환자가 보고되었다[10,13,14]. 그리고 참진드기에 의해 매개되는 질병 중 하나인 중증열성혈소판감소증후군(Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome)은 2013년 국내에 처음 보고된 이후 환자 발생이 점차 증가하고 있다[10,15,16]. 또한 뎅기열 및 지카바이러스감염증 등 해외유입 환자가 지속적으로 증가하고 있는 추세이다[10]. 이러한 변화로 국립보건연구원 질병매개곤충과에서는 매개체 전파질환 발생의 인지, 유행예측, 원인규명, 전파차단, 살충제 저항성 등의 연구에 필요한 감염병 매개체 생물자원 확보의 필요성이 증대됨에 따라 ‘질병매개곤충 표본자원 확보 연구(2016∼2018)’를 수행하게 되었다. 이번 보고에서는 2016년 수행한 감염병 매개체 생물자원 확보 연구를 통해 확보한 모기자원 현황을 요약하고자 한다.


몸 말

인류의 사망률에 가장 큰 영향을 미치고 있는 모기는 세계의 온대지방과 열대지방 및 극지방에도 분포하는 매우 큰 생물군으로 현재까지 41속 3,600 여 종이 알려져 있다[3,5,18]. 습도에 민감한 모기는 높은 습도를 선호하는 습성에 비례하여 열대 우림 환경에 가장 다양한 종이 알려져 있으며, 현 기록 종수의 3∼5배 가량의 종이 더 존재할 것으로 예상하고 있다[4,5]. 한국의 최초 모기 기록은 1907년 Anopheles yesoensis[현재의 중국얼룩날개모기(An. sinensis)]였고, 그 이후 Yamada와 Kobayashi 등 일본 학자에 의해 3속 18종이 기록된 뒤[9], 현재는 11속 56종이 보고되어 있다[3]. 분류학적으로 파리목(Diptera)에 속하는 모기과(Culicidae)는 먹이활동을 위한 긴 주둥이(proboscis)와 가늘고 긴 다리에 의해 다른 곤충들과 구분이 되며, 성충모기는 몸에 뒤덮여 있는 인편(비늘)이 종 동정하는데 유용하게 사용된다.
모기는 대부분이 지상 수 미터 내에서 생활하고, 종별 수직적 분포 양상은 먹이 선호도에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 비행시간과 먹이활동 시기는 종에 따라 다르며, 무리들의 활동시간에 따라 야간 또는 황혼에 활동하는 야간활동성과, 낮 시간 동안 활동하는 주간활동성 무리들로 나뉜다[5,9]. 모든 수컷과 많은 종의 암컷은 꿀, 단 물, 과일즙 등 식물의 액체를 섭취하지만[5], 일부 종의 암컷은 알의 발육을 위해 동물성 단백질이 필요하기 때문에 산란의 필수조건으로 흡혈을 해야 한다[9]. 모기는 이러한 흡혈을 하는 동안 사람과 가축에 질병을 매개하게 되며, 모기에 의해 전염되는 병원체는 바이러스, 선충류 및 원생동물이 포함된다[5]. 국내 분포가 확인 된 모기 중에서 질병을 매개하는 주요 종으로는, 말라리아와 사상충증을 매개하는 중국얼룩날개모기(An. sinensis), 일본뇌염을 매개하는 작은빨간집모기(Cx. tritaeniorhynchus), 사상충증을 매개하는 토고숲모기(Aedes togoi), 그리고 지카바이러스를 매개하는 능력이 있는 흰줄숲모기(Ae. albopictus) 등이 있다[9]. 전 세계적으로 볼 때, 이러한 감염병 매개는 얼룩날개모기속(Anopheles), 숲모기속(Aedes) 및 집모기속(Culex)에 주로 국한되는 약 150종에 의해 이뤄지며, 모기는 그 어떤 다른 생물보다 인류 사망률에 가장 높은 영향을 미치는 분류군으로 알려져 있다[5,17]. 하지만 그들의 의학적 중요성과 오랜 기간의 연구역사에도 불구하고 모기에 대한 계통 및 분류학적 연구와 종별 생태학적 특성에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다[5,6,7,8].
질병매개곤충과에서는 감염병 매개체 생물자원 확보의 일환으로 2016년 한국산 모기 확보 연구를 수행하였다. 전국을 경위도 각각 1°씩 구획한 18개 격자 내에서 산림, 늪(습)지 축사(우사) 및 도심환경에서 조사하였다. 환경별 조사지역 선정은 보호림 또는 산림보존지역(설악산 외 8개 국립공원 등)을 산림환경 조사지역으로, 습지보호구역 또는 자연화가 진행되고 있는 소류지[두웅습지(태안), 곶자왈(제주) 등]를 늪(습)지 조사지역으로 선정하였다. 축사의 경우는 질병매개곤충과에서 감염병 매개체 전파질환 관리를 위한 감시사업의 일환으로 진행하고 있는 일본뇌염 유행예측사업 및 기후변화 대응 감염병 매개체 감시사업의 수행을 위해 선정된 축사 등에 협조를 얻어 조사하였다. 도심의 경우는 인구 수 기준의 대도시를 중심으로 보건소 및 보건환경연구원 등의 협조를 얻어 조사를 진행하였다. 채집방법으로는 직접조사(manual collecting)와 고정트랩[BG-Sentinel trap, 유문등(black light trap)]을 이용한 조사방법을 병행하였다. 산림과 늪(습)지에서는 직접조사 및 BG-Sentinel trap 각 2기씩을 설치하여 조사하였고, 도심과 축사에서는 유문등 각 1기를 이용하였다(Figure 1).

본 연구를 통해 확보한 감염병 매개체 생물자원은 고정트랩을 통해 확보한 자원과 직접조사를 통해 확보한 자원으로 나누어 자원화 작업을 진행하였다. 먼저 고정트랩을 이용하여 확보한 성충모기는 주요 형질인 인편이 손상되기가 쉬어 종별 형태적 정보 등을 확보하는 데 어려움이 있기 때문에 조사시기와 채집지 별로 구분 및 분류를 하여 풀링(pooling)하였고, 추후 모기에 의해 전파되는 감염병 유행 연구에 활용할 수 있도록 초저온 냉동 보관하였다. 현장에서 직접조사 방법으로 확보한 알이나 유충은 항온항습의 사육실 조건에서 채집지 별로 사육을 진행하였고, 유충에서 번데기가 된 개체들은 미소채집지 별로 격리 우화시켜 형태적 형질이 잘 보존된 성충모기 자원으로 확보하였다. 확보한 성충모기 자원은 문헌[1,2]과 분류형질을 비교하여 종 동정한 뒤, 냉동 보관하였다. 확보된 생물자원은 Gaffigan 등[3]과 Wilkerson 등[18]의 분류체계를 따라 목록으로 정리하였고, 채집지 정보와 연계하는 작업을 진행하여 종별 미소서식지 등의 생물자원 정보를 축적하였다. 냉동 보관된 자원 중 형태적 형질이 잘 보존되어 있는 자원은 건조표본으로 제작 후, 주요 형질들을 영상자원으로 확보하여 각 종별로 형태적 정보를 축적하는 자원화 과정을 진행하고 있으며, 확보한 자원의 정보들은 추후 목록집으로 정리하여 감염병 매개체에 대한 기초정보를 공유할 수 있도록 할 계획이다.
본 연구에서 직접조사를 통해 확보한 한국산 모기 생물자원은 국내에 기록된 모기 56종 중 29종(51.8%)이 확보되었고, 시기적으로는 봄 조사(4월∼6월)에서 1,927개체, 여름 조사(7월∼9월)에서 1,833개체, 총 3,760개체가 확인되었다. 서식환경 별로는 인공용기에서 558개체, 늪(습)지에서 169개체, 바위물웅덩이에서 2,098개체, 그리고 나무구멍에서 935개체가 채집되었다. 조사에서 가장 많은 개체수를 확보한 모기 종은 한국숲모기(Ae. koreicus)로 1,345개체가 확보되었으며, 일본숲모기(Ae. japonicus)가 843개체, 노랑줄숲모기(Ae. flavopictus)가 263개체 순으로 뒤를 이었다. 특정 서식환경에서 10개체 이상 확보된 종으로는 흰뒷등숲모기(Ae. alboscutellatus)가 바위물웅덩이에서 12개체, 등줄숲모기(Ae. dorsalis)가 늪(습)지에서 39개체, 일본얼룩날개모기(An. lindesayi japonicus)가 바위물웅덩이에서 12개체, 이나토미집모기(Cx. inatomii)와 줄다리집모기(Cx. vagans)가 늪(습)지에서 각각 29개체, 13개체가 조사되었다(Table 1).

본 연구는 확보한 알 또는 유충의 사육을 통해 외부형태 형질의 손실이 적은 양질의 성충모기 자원을 확보하였다는데 큰 의의가 있다. 또한 확보한 생물자원은 형태분류학적 연구를 위해 건조표본, 분자적 연구를 위해 냉동표본으로 보관되고 있다.


맺는 말

감염병 매개체 생물자원의 체계적인 확보는 한반도의 일부지역에서 아열대화가 진행되는 시점에 수의 및 인의분야에서 해당질환의 발생, 감시 및 감염경로와 기초연구에 있어서 무엇보다 중요하다. 일반 곤충을 비롯한 농업 해충과 산림 해충에 대한 자원 확보는 국립생물자원관(인천), 국립농업과학원(완주), 그리고 국립수목원(포천)을 중심으로 지속적으로 이루어지고 있다. 그러나 감염병 매개체에 대한 연구의 중요성과 필요성에도 불구하고 매개체 자원의 확보는 미흡하였다. 따라서 본 연구에서 수행한 한국산 모기 생물자원 확보를 시작으로 최근 환자 보고가 증가하고 있는 쯔쯔가무시증과 라임병의 주요 매개체로 알려져 있는 털진드기와 참진드기의 생물자원도 연차적으로 확보될 계획에 있다. 이렇게 확보한 생물자원은 각 종에 대한 분류학적 연구, 한국산 감염병 매개체의 유전체 연구 및 매개되는 감염병 전파기작의 기초 연구와 방제연구 뿐 아니라 질병발생 감염경로 및 예방관리 대책 마련의 목적으로도 활용 될 수 있을 것이다.


참고문헌

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