Background: Acute flaccid paralysis (AFP) is described as sudden onset of flaccid paralysis in one or more limbs in children and may be caused by poliovirus infection. AFP surveillance was undertaken by the World Health Organization (WHO) to monitor the progress of poliomyelitis eradication. Since 1998, the Korea Center for Disease Control and Prevention has conducted its surveillance system. This study was an overview of the surveillance of AFP conducted in the Republic of Korea in 2015.
Methods: The AFP surveillance was conducted through reporting and laboratory testing according to WHO recommendations. Conventional tube cell culture method was used for virus isolation. The molecular methods were used for further characterization to improve specificity. For genotyping, semi-nested RT-PCR was used to amplify part of the viral protein 1 gene.
Results: Patients below five years of age accounted for the largest proportion of cases, and a positive association between age and incidence was found. Among the total of 83 cases, meningoencephalitis was the major leading cause of AFP. Moreover, Guillain-Barré Syndrome, acute demyelinating encephalomyelitis, transverse myelitis, encephalitis, and meningitis caused AFP in some patients. Enterovirus 71 was detected in 12 cases and Coxsackievirus (C) A16, CA10, CB1, and Echovirus (E) 6 were also detected in some patients.
Conclusion: The present study represented a country-based survey of AFP in the Republic of Korea. This surveillance could provide better understanding of the epidemiologic pattern and clinical manifestations associated with specific genotypes of AFP in the Republic of Korea.


Ⅰ. 들어가는 말

급성이완성마비(Acute Flaccid Paralysis, AFP)란 영유아 및 소아의 팔 혹은 다리의 근육 긴장도가 약화 혹은 상실되면서 나타나는 마비 증상을 의미한다. 폴리오바이러스 감염에 따라 나타나는 주요증상이므로 각 국에서는 폴리오바이러스의 발생을 감시하기 위해 AFP 환자를 대상으로 감시체계를 운영하고 있다. 폴리오바이러스는 피코나바이러스과(Family Picornaviridae), 엔테로바이러스속(Genus Enterovirus)에 속하며, 세 개의 혈청형(type 1, 2, 3)으로 분류된다[1]. 예방백신으로는 약독화된 Sabin poliovirus의 구강투여 백신(oral polio vaccine, OPV)과 주사용 불활화 백신(Salk formalin-inactivated polio vaccine, IPV)이 사용되고 있다. 예방접종의 확대는 폴리오 퇴치에 큰 역할을 수행하였으며[2], 우리나라의 경우 1962년도에 IPV, 1965년도에 OPV를 도입하였으나, OPV 접종 후 백신 유래 폴리오바이러스에 의한 마비 증상 등 합병증을 유발할 수 있어 2004년부터는 IPV 만을 접종하고 있다. 국내 야생폴리오바이러스(wild poliovirus) 감염 환자는 1983년에 5명이 마지막으로 보고되었으며, 2000년 세계보건기구로부터 폴리오 박멸국 지위를 획득하여 매년 재인증을 받고 있다.
세계보건기구의 보고에 따르면 폴리오바이러스의 박멸 진행은 철저한 예방접종과 급성이완성마비 환자의 진단감시에 의해 가능하였다고 한다[3]. 폴리오바이러스 박멸계획은 1988년부터 시작 되어 야생 폴리오바이러스 혈청형 2는 2015년 9월에 전 세계에서 박멸을 선언하였다. 그러나 혈청형 1과 3는 아프가니스탄, 나이지리아, 파키스탄에서 아직 발생하고 있는 상황이다[4]. 따라서 이미 박멸된 국가라 할지라도 폴리오바이러스가 발생하는 국가에서 유입되어 발생할 위험이 있으며, 실례로 2011년 파키스탄에서 발생하는 야생폴리오바이러스 type 1이 중국에서 분리된 보고가 있다[5].
질병관리본부 국립보건연구원 백신연구과에서는 1991년 세계보건기구로부터 폴리오 국가표준실험실로 지정 받았으며, 세계보건기구와의 협력사업을 통하여 우리나라의 폴리오바이러스의 박멸을 확인하고, 야생폴리오바이러스주의 해외 유입을 감시하기위한 AFP감시사업을 1998년부터 시행하고 있다. 이에 본 글을 통하여 2015년 동안 국내에서 발생한 AFP 환자에 대한 모니터링 결과를 공유하고, AFP 감시사업을 홍보함으로써 해외에서 유입되는 폴리오바이러스를 조기 탐지하고, 발생 가능성에 대비하고자 한다.


Ⅱ. 몸 말

본 조사는 2015년 AFP 실험실 감시사업 결과로 전국의 50개 참여 의료기관으로부터 의심환자 83명의 검체(발병 2주 이내에 24-48시간 간격으로 채취한 분변검체)와 임상 증상 정보를 제공 받아 실시하였다.
실험실 검사는 세포접종을 통한 바이러스 배양과 엔테로바이러스 특이 유전자 검출을 통한 유전자 진단법을 사용하였다. 바이러스 배양은 세계보건기구가 제공한 L20B 세포와 RD-A 세포를 사용하여 국제적으로 표준화된 배양법에 따라 진행하였다. 분변검체에 10㎖ phosphate buffer saline(PBS)와 1㎖ chloroform을 처리하여 5분 동안 진탕하고, 원심분리하여 상층액을 분리 후, L20B세포와 RD-A세포에 각각 200㎕씩 접종하였다. L20B 세포주는 폴리오바이러스, RD-A 세포주는 엔테로바이러스에 대해 감수성(특이적 바이러스증식)을 가지며, 접종 후 발생하는 세포 병변(Cytopathic effect)의 양상에 따라 결과를 판정한다. 세포접종은 2차례에 걸쳐 진행하였고, 바이러스 배양 튜브에 1x105cell/㎖의 세포를 부착 후 전처리 된 검체를 접종하여 36℃, 5% CO2 incubator에서 배양하였다. L20B 및 RD 세포 모두에서 병변이 발생하면, 교차접종(L20B 배양액 → RD-A, RD-A 배양액 → L20B)을 실시하며, 병변이 발생하지 않으면 동일 세포(L20B 배양액 → L20B, RD-A 배양액 → RD-A)에 재접종하여 5일 동안 세포변화를 관찰하였다. 판정 기준은 1차 접종 및 교차접종 결과 L20B와 RD-A 세포 모두 병변이 발생한 경우 폴리오바이러스 양성으로, RD-A 세포에만 병변 발생시 non polio enterovirus로 판정하며, 동일 세포주에 2차 재접종하여 5일 동안 병변이 없을 경우 음성으로 판정하였다.
엔테로바이러스 유전자 진단검사 방법은 검체로부터 핵산을 추출하여, 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(real time RT-PCR)을 수행하였으며, 유전자형 확인은 구조 단백질인 viral protein 1(VP1)을 PCR 방법으로 증폭하여, 유전자 산물의 염기서열과 표준주의 염기서열의 비교 분석을 통하여 최종적으로 유전자형을 확인하였다.
세계보건기구에서는 AFP 감시사업 수행을 평가하는 지표로 non-polio AFP rate를 산출하여 1 이상인 경우를 적절한 것으로 보고 있다. Non-polio AFP rate란 15세 미만 아동 100,000명당 AFP 1건을 보고하는 것을 의미하며, 국내 AFP 감시사업은 지속적 개선 작업을 통해 2012년부터 1 이상의 값을 유지하고 있다(Table 1). 적정 검체는 AFP 환자로부터 증상발생 14일 이내에 24-48시간 간격으로 2회의 분변 검체를 채취하는 것이며, 2015년에 이러한 기준을 준수한 적정 검체 건수는 전체 68건(81.9%)으로 전년도에 비해 다소 감소하였다(Table 1).
2015년에 AFP환자의 연령 분포는 5세 미만이 가장 큰 비율(62%)을 차지하였고(Figure 1) 다음으로는 6-10세, 10-15세로 5세미만의 비중이 다른 나라에 비해 높은 편이었다[6]. 2015년도 AFP환자의 지역별 분포는 경기도(25건, 30.1%), 서울(11건, 13.3%), 경상도(36건, 43.4%), 충청도(11건, 13.3%)순으로 나타났다(data not shown).
83명의 AFP 환자 중 30명(36.1%)에서 엔테로바이러스가 검출되었으며, EV71이 12건(40%)으로 가장 큰 비중을 차지하였고, 그 외에 CA16이 3건(10%), CA10, CB1, E6은 각 1건(3.3%)이 검출되었다(Table 2, Figure 2). 이는 2009년부터 EV71이 서태평양지역 및 국내에서 발생한 유행(outbreak)의 영향인 것으로 보인다[7]. AFP 환자의 임상적 특징은 수막뇌염(meningoencephalitis)이 가장 많은 29건(34.9%)이며, 이 중 엔테로바이러스 양성은 9건으로 EV71, CA10, CB1, E6가 검출되었다(Table 2). 그 다음으로는 길랑-바레 증후군(Guillain-Barré Syndrome)이 13건 (15.7%)으로 이 중 엔테로바이러스는 CA16가 검출되었다. 그 외에 급성 파종성 뇌척수염(acute demyelinating encephalomyelitis), 횡단성 척추염(transverse myelitis), 뇌염(encephalitis), 뇌수막염(meningitis)은 각각 10건(12.0%), 7건(8.4%), 3건(3.6%)로 나타났다(Table 2, Figure 2).


Ⅲ. 맺는 말

본 보고서에서는 2015년 국내 AFP환자 감시 현황과 바이러스학적 데이터, 임상 및 실험적 정보를 서술하였다. 국내의 AFP 환자의 발생은 폴리오바이러스 감염이 아닌 non-polio enterovirus의 감염에 의한 것으로 확인하였다. 따라서 국내 엔테로바이러스 발생의 역학적인 조사와 마비를 일으키는 기전에 대한 추가적 연구가 필요할 것으로 보인다. 또한, 2015년 국내 AFP환자에 대한 실험실 감시결과로 폴리오 박멸국 인증을 위한 주요 기준인 non-polio AFP rate[8]는 1 이상을 나타내었지만, 적정 검체의 채취율은 전년 대비하여 다소 감소함을 나타내어, 질병관리본부와 참여 의료기관과의 지속적 협력을 통해 적정 검체 확보를 위한 시스템 개선이 필요하다. 그리고 전세계 폴리오바이러스 혈청형 2의 박멸선언에 따라, 국내 폴리오바이러스 발생에 대한 감시체계를 강화할 필요가 있으며, 감시결과의 보다 신뢰도 높은 자료를 산출하기 위해 환자를 직접 상대하는 소아신경전문 의료진의 적극적 참여가 요구된다. 2016년에는 적정검체의 수집율 향상과 참여율을 높이기 위해 참여 의료기관에 검체 채취법에 대해 홍보하고 있으며, 전년 대비 개선될 것으로 기대하고 있다.
백신연구과에서는 앞으로도 폴리오 국가표준실험실을 운영하고, 폴리오바이러스의 해외 유입 및 국내 발생에 대하여 AFP 감시시스템을 체계적으로 운영하여 폴리오 박멸 국가 지위를 유지할 계획이다.


IV. 참고문헌

1. Savolainen-Kopra C, Blomqvist S. Mechanisms of genetic variation in polioviruses. Rev Med Virol 2010;20(6):358-371.
2. Dowdle WR, De Gourville E, Kew OM, Pallansch MA, Wood DJ. Polio eradication: the OPV paradox. Rev Med Virol 2003:13(5):277-91.
3. CDC. Global Polio Eradication Initiative Strategic Plan. MMWR 2004;53(5):107-8.
4. The Global Polio Eradication Initiative. 2012. Polio this week. http://polioeradication.org/Dataandmonitoring/Poliothisweek.aspx.
5. WHO. Confirmed international spread of wild poliovirus from Pakistan. Wkly. Epidemiol. Rec 2011;86:437-444.
6. Lam RMK, Tsang THF, Chan KY, Lau YL, Lim WL, Lam TH, Leung NK. Surveillance of acute flaccid paralysis in Hong Kong: 1997 to 2002. Hong Kong Med J 2005;11(3):164-73.
7. Cardosa MJ, Perera D, Brown BA, Cheon DS, Chan HM, Chan KP, Cho H, McMinn P. Molecular epidemiology of human enterovirus 71 strains and recent outbreaks in the Asia-pacific region: comparative analysis of the VP1 and VP4 genes. Emerg Infect Dis 2003;9(4):461-8.
8. Hull BP, Dowdle WR. Poliovirus surveillance: building the global polio laboratory network. J Infect Dis 1997;175(Suppl 1):S113–S116.