2010년도 국내 일본뇌염바이러스 활동
Activity of Japanese encephalitis virus in the Republic of Korea, 2010

질병관리본부 국립보건연구원 면역병리센터 신경계바이러스과             
정영의            
  

Ⅰ. 들어가는 말
    일본뇌염(Japanese encephalitis)은 플라비비리데과(family: Flaviviridae) 플라비바이러스속(genus: Flavivirus)의 일본뇌염바이러스가 원인 병원체로 사람과 돼지, 말 등에서 감염을 일으키는 인수공통  감염병이다[1]. 자연계에서 바이러스는 특정 모기종(국내에서는 작은빨간집모기가 주요 매개종)을 매개로 하여 돼지나 물새(왜가리, 해오라기 등)의 체내에서 증폭된 후 다시 흡혈을 통해 다른 모기로 감염되는 전파고리를 형성하고 있다. 사람의 경우(특히 소아연령대가 주요 환자층임) 바이러스를 함유한 모기에게 물리는 것으로 바이러스에 감염된다[2]. 그러나 사람은 우연숙주이자 dead-end host로서 체내 바이러스 존속기간이 수일 이내로 짧고 역가도 낮기 때문에 환자 흡혈을 통한 모기의 감염이나 사람 간 전파   가능성은 없다[1]. 일본뇌염은 감염 환자의 99% 이상이 병증을 보이지 않는 불현성 감염이지만, 일단 뇌염으로 진전되면 치사율이 20-30%에 이르고 생존자의 30-50%정도가 신경학적인 후유증을 보인다는 점에서 심각한 질병이다[3, 4]. 일본뇌염은 1924년 일본에서의 대유행(6,000명 이상 환자)을 시작으로 현재는 거의 대부분의 아시아 지역으로 확산되었다. 우리나라를 포함하여 중국, 대만, 베트남, 태국,   말레이시아, 미얀마, 인도, 네팔, 스리랑카 등지에서 유행하거나 토착화 되었으며, 1990년대 중반 이후에는 오스트레일리아 북부까지 전파되었다[1, 2]. 정확한 집계는 이루어지지 않고 있지만 아시아 지역을 중심으로 매년 35,000-50,000명의 환자가 발생하는 것으로 추산되며 이 중 80% 이상이 중국에서   보고되고 있다[3, 4]. 
  일본뇌염은 백신으로 예방이 가능한 대표적인 질병으로서 첫 백신(inactivated mouse brain-derived)이 공급된 지 반세기가 지났고 차세대 백신이 지속적으로 개발되고 있다[5]. 일본뇌염 바이러스의 유전형은  5가지로 나뉘지만 혈청형은 단일하여 현재 유전형 3형의 바이러스에 근간한   백신이 활용되고 있다. 따라서 일본뇌염은 갑작스런 항원학적 변이가 일어나지 않는 한 현재의 백신  활용과 매개체 관리 등을 통해 충분히 제어될 수 있는 질병에 속한다. 실례로 우리나라에서는 1946년에 처음으로 일본뇌염이 보고된 이래 1968년까지 수백에서 수천 명 수준의 유행이 지속되었으나 1967년 사백신 도입을 전후하여 1969-1981년까지 연간 일본뇌염 환자는 18-286명 수준으로 감소하였다[6]. 이후 1982년과 1983년 갑작스레 환자수가 1,197명과 139명으로 늘었는데 이를 계기로 1983년부터는 기존의 자발적 백신접종을 필수접종으로 전환하여 3세 때 기초 2회를 접종하고 15세까지 매년 추가  접종을 하도록 하였다. 결과적으로 1990년대 말에는 소아층의 백신접종률이 97%에 달했고 일본뇌염은 발생하지 않는 해가 많아졌고 환자규모 또한 수 명 미만으로 급감하였다. 이후 집단 면역수준이 일정수준에 도달한 점과 과도한 추가접종에 수반되는 이상반응 등을 고려하여 1995년부터는 추가접종 횟수를 6회로 축소하였고, 2000년에는 이를 다시 2회(만 6세, 12세)로 줄였다. 접종시기 또한 일본뇌염 주의보 발령에 맞춰 늦봄에서 초여름으로 지정했던 것을 연중 상시접종으로 전환하였다. 또한 2005년부터는  학교에서 단체로 해오던 추가접종을 개별접종으로 전환되기에 이르렀다[6]. 일본뇌염 백신도입과 함께 1975년부터는 「일본뇌염유행예측사업」이라는 매개체 감시사업이 시작되었다. 이 사업은 크게 세 개의 분야(1.일본뇌염매개모기의 첫 출현시기와 주별 발생밀도 조사, 2. 돼지의 일본뇌염 감염률 조사, 3.   매개모기의 바이러스 감염률 조사)로 나뉘어 수행되었다. 이들 조사 결과를 근거로 일본뇌염의 발생   가능 시기를 예측, 주의보와 경보 발령을 통해 대중을 계몽하고 예방접종을 시작함과 동시에 방역당국에서는 모기방제를 강화하는 일련의 조치를 통해 환자발생을 억제하고자 하였다. 이와 같이 우리나라에서는 사회 전반적인 경제수준의 향상, 도시화, 농약 사용의 증가, 벼 경작지 감소, 돼지 사육환경 개선 등의 부차적 요인과 더불어 강력한 백신접종정책을 통해 전체적인 집단면역수준을 높였고 집중적인   매개체관리를 통해 일본뇌염은 퇴치수준에 이르게 되었다. 그러나 과거 수 명 수준에 머물던 환자수가 2010년에는 26명으로 급증하였고 1990년대 이후 환자 보고가 없었던 강원도 지역에서 5명의 환자가 발생하여 이에 대한 원인분석과 대응이 요구된다. 이 글에서는 일본뇌염유행예측사업과 실험실 진단을 통해 얻은 자료에 근거하여 2010년도 국내 일본뇌염바이러스의 활동을 기술하고자 한다. 

Ⅱ. 몸 말
  1. 실험실 환자감시
  일본뇌염 실험실진단은 일차적으로 체외진단용으로 시판되는 ELISA 시약(JE-DEN Combo IgM ELISA, Panbio, Australia)을, 항체역가는 간접면역형광항체법을, 바이러스 검출은 유전자검출법 (RT-PCR)을 활용하였다(질병관리본부 SOP No., KCDC-JEV-IFA-SOP 001/KCDC-JEVPCR-SOP 002). 법정감염병 진단·신고기준에 따라 바이러스 특이적인 IgM 항체가 검출되거나 급성기와 회복기  사이의 혈청 항체역가가 4배 이상 상승하였을 때, 바이러스가 검출되었을 때 양성으로 판정하였다. 2010년에는 전년 대비 64건이 늘어난 388건의 검체가 접수되어 이 중 30명이 일본뇌염 항체양성을  보였으나 임상증상과 종합하여 판단한 결과 26명이 일본뇌염환자로 확진되었다. 이는 과거 수 명 수준에 머물던 것에 비해 급격히 증가한 수치이다(Figure 1). 환자의 중간값 연령(median age)은 51.5세(범위, 14-77세)로 40대 이상의 성인층에 편중되어있었다. 환자발생 시기는 환자가 증상을 자각한 날에 기준할 때 8월초부터 10월 중순까지로 확인되었다(Figure 2). 
                                  
  2. 증폭숙주(돼지)의 일본뇌염 감염률 조사
  일본뇌염바이러스의 증폭숙주인 돼지에서의 바이러스 감염률 조사는 8개 지역(전남·북, 경남·북, 충남·북, 강원, 제주) 보건환경연구원에서 7월부터 11월 중순까지 수행하였다. 각 보건환경연구원에서는 주 1회 지역 도축장에서 돼지의 혈청을 취하여 Immunochromatographic test kit(특허 제 10-0877913호)으로 일본뇌염 항체검사를 수행하였다. 2010년에는 1,819건의 돼지혈청에서 557건(30.6%)이 일본뇌염 양성으로 확인되었다. 2009년부터 도축 돼지의 농장 소재지를 기재토록 하여 정확한 바이러스 활동지역을 파악할 수 있었는데 이에 따르면 감염률의 차이는 있으나 2010년 역시 전국적으로 바이러스가 활동하였음을 알 수 있다(Table 1).  
                                  

  3. 매개모기의 바이러스 감염률 조사
  9개 보건환경연구원과 2개 검역소에서는 매개모기 밀도조사를 위해 채집한 모기 중 작은빨간집 모기만을 선별하여 RT-PCR법에 바이러스검출 실험을 수행하였다. 2010년에는 총 24,401마리(505 pools)에서 1건의 바이러스를 검출하였다(Table 2). 제한된 부위이기는 하나 검출된 바이러스의 염기 서열을 분석한 결과 2010년 바이러스주는 1994년부터 2009년까지 국내에 활동했던 바이러스주(유전형 1형)와 98% 이상의 상동성을 보였다.

Ⅲ. 맺는 말

   2010년에는 실험실 진단결과 26명의 일본뇌염환자가 확인되어 2009년 7명에 비해 급작스런 증가세를 보였다. 환자 수는 예년과 마찬가지로 경기도가 9명으로 가장 많았다. 특기할 점은 1990년대 중반 이후로 발생 보고가 없었던 강원지역에서 5명의 환자가 발생한 것이다. 강원도 화천지역의 50대 이상 주민 76명에 대한 혈청검사를 실시한 결과 총 6명이 비교적 최근 수개월 이내에 일본뇌염바이러스에 감염되었음을 알 수 있었다(불현성 감염). 올해 일본뇌염 환자는 2000-2009년까지 사례에 비해 일주일 정도 빠른 8월 초에 첫 환자가 발생하여 9월 초순에 10명으로 집중되었고 10월 중순까지 꾸준히 발생하였다. 8월 초에 환자가 발생한 것은 2000년대 와서는 드문 일이나 과거에도 몇 차례의 사례가 있어 크게 유의할 사항은 아닌 것으로 보인다(1982년 8월 6일, 1987년 8월 11일, 1998년 8월 6일). 이와 관련하여 최의 보고서[7]에서 2010년 일본뇌염 환자 발생일을 11월 말까지로 보고하였는데 이는 환자 신고일을 기준으로 작성된 것이므로 바로잡아야 함을 밝힌다. 매개모기에서는 총 1건의 일본뇌염바이러스를 검출하였다. 제한적인 염기서열분석 결과 기존의 유행주와 98% 이상의 상동성을 보이는 것으로 보아 2010년 급작스런 환자증가는 바이러스주의 변이일 가능성은 낮을 것으로 보인다. 돼지의 일본뇌염 감염률 조사에서는 총 1,819두의 돼지를 검사한 결과 557(30.6%) 건이 일본뇌염바이러스에 감염된 것을 확인하였다. 2009년도의 전국 평균 10.9%(115/1,535)에 비해 3배 정도 높아진 것이나 이는 각 기관 실험결과를  그대로 옮긴 것으로서 확인 실험이 종료되면 경험상 양성률은 다소 떨어질 것이다. 또한 연도별 사업방식의 차이나 표본 크기, 표집 방법 등을 고려하지 않고 단순히 이 수치만을 가지고 지역별, 연도별 감염률에 대한 추론통계를 하는 것은 무리가 있다. 상기 자료는 전국적으로 여전히 바이러스가 활동하고  있다는 것을 알려주는 것이며 돼지의 농장소재지를 정확히 파악하고 있으므로 방역을 위한 자료로 활용할 가치가 크다고 할 수 있겠다. 실제 강원도 철원지역 사육 농가 2곳에 출하되어 7월 27일자로 도축된 돼지 20마리 중 13(65%)마리에서 일본뇌염 항체가 검출되었는데(한 농가는 10마리 중 8마리가 감염되었고, 다른 농가는 10마리 중 5마리가 감염되었음) 이러한 자료가 해당 지역의 모기 방제 구역 설정이나 주민홍보에 활용된다면 질병 억제에 크게 기여할 수 있을 것이다.
  이와 같이 갑작스런 환자발생 증가에 대하여 유행예측사업의 결과로부터 그 원인을 분석하고자 하였으나 2010년도 전체 또는 지역별 매개모기 발생 밀도는 평년(2005-2009년) 대비 비슷하거나 다소   감소한 양상이었고 검출된 바이러스 역시 2000년 이후 분리주와 흡사하였다. 우리나라는 30년 이상  광범위한 백신정책과 매개체 관리가 이루어지고 있어 유행의 가능성이 낮은 상황이다 보니 현재와 같은 매개모기 밀도조사나 돼지항체 검사 등이 질병의 유행을 예측하는 지표로 활용되기에는 어려운 것이  사실이다. 즉, 매개모기의 밀도나 바이러스 검출률 또는 증폭숙주의 일본뇌염 감염률과 환자발생 간에 상관성이 높을 것이라고 기대하지만, 실제로는 모기방제, 백신 등의 인위적인 행위가 매개변수로 작용하기 때문에 상기 변수들 간의 상관성은 백신접종이 이루어지지 않은 채 일본뇌염이 유행하거나 토착화된  지역에서나 보여지는 현상이다. 또한 상기 변수들이 환자발생 위험성을 대변할 수 있기 위해서는 상당히 정교한 실험 설계가 필요하다[8, 9]. 일본뇌염바이러스는 인간의 백신접종 여부와 무관하게 모기-돼지(물새)-모기의 전파 고리를 통해 활동하고 있다. 따라서 외견상 환자수가 줄었다고 해서 자연계에서   바이러스 활동이 감소된 것은 아니고 매개모기나 증폭숙주의 급작스런 서식환경 변화, 환경개선이나  모기 방제 등 매개체 관리가 느슨해지면 언제든지 기습적인 유행이 일어날 여지가 있다. 2010년의 급작스런 환자 증가 원인을 분석함에 있어서 환경개선이나 소독방제로 대변되는 매개체 관리가 어떻게 이루어졌는지에 대한 자료를 확보하지 못한 점이 아쉽다. 단기적으로 환자발생을 억제하기 위해서는 전국에 8,000 가구 가까이 되는 돼지 농가와 매개모기가 상습적으로 창궐하는 지역에 대해 여름철 모기 방제를 철저히 하고 보건소 단위에서는 주민 홍보를 강화하여 사람-바이러스간 접촉요인을 줄이는 것이 가장 효과적인 조치일 것이다. 한편 질병관리본부에서는 국내 30대 이상 성인층의 일본뇌염면역도 조사를 수행할 계획에 있으며 이를 통해 조만간 성인층에 대한 관리정책이 마련될 것을 기대한다.  

Ⅳ. 참고문헌

1. Chambers TJ, Hahn CS, Galler R, Rice CM: Flavivirus genome organization,expression, and replication. Annu Rev Microbiol 44:649-688,1990.
2. Endy TP and Nisalak A. Japanese encephalitis virus: Ecology and Epidemiology. Curr Top Microbiol Immunol. 267: 11-48, 2002.
3. Solomon T, Dung NM, Kneen R, Gainsborough M, Vaughn DW, Khanh VT. Japanese encephalitis. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 68:405?15, 2000.
4. World Health Organization. Japanese encephalitis vaccines. Wkly Epidemiol Rec. 81:331?40, 2006.
5. Wilder-Smith A, Halstead SB. Japanese encephalitis: update on vaccines and vaccine recommendations. Curr Opin Infect Dis. 23(5):426-31, 2010.
6. Sohn YM. Japanese encephalitis immunization in South Korea: Past, Present, and Future. Emerg Infect Dis. 6(1): 17-24, 2000.
7. 최영준.  2010년도 일본뇌염발생현황. Public Health Weekly Report. 4(9), 2010.
8. Murty US, SatyaKumzr DV, Sriam K, Rao KM, Sing TG, Smuel PP. Seasonal prevalence of Culex vishnui sugroup, the major vectors of Japanese encephalitis virus in an endemic district of Andhra Pradesh, India. J A, Mosq Contro Associ. 2002, 18(4):290-293.
9. Rajendran R, Thenmozhi V, Tewari SC, Satyanarayana K. Longitudinal studies in South Indian villages on Japanese encephalitis virus infection in mosquitoes and seroconversion in goats. Trop Med In Health. 2003, 8(2):174-181. encephalitis virus infection in mosquitoes and seroconversion in goats. Trop Med In Health. 2003, 8(2):174-181.