2008-2010년 크로이츠펠트-야콥병 국가 실험실 진단현황
Current status of laboratory diagnosis for Creutzfeldt Jakob disease in South Korea, 2008-2010

질병관리본부 국립보건연구원 면역병리센터 신경계바이러스과             
현재욱             

Ⅰ. 들어가는 말
  인간을 포함한 여러 포유동물의 중추신경계에 나타나는 신경변성 질환인 프리온 질환은 다양한 신경 증상의 발현과 세포의 소실, 성상교세포증(astrogliosis), 뇌실질의 공포화(vacuolization) 1) 및 아밀로이드 플라크의 형성과 같은 병변이 나타난다[1]. 프리온 질환의 발병 메커니즘은 정상 프리온 단백(PrPC)이 비정상적 감염성 프리온 단백(PrPSc)으로 그 구조가 변하여 병원성을 갖게 되며, 그 단백이  독성을 나타내는 것으로 의견이 모아지고 있다. 처음으로, 1996년 영국에서 광우병에 걸린 소를 섭취한 환자가 변종 크로이츠펠트-야콥병(variant Creutzfeldt-Jakob disease; vCJD)에 걸린 사례 이후로 전 세계적으로 CJD 환자는 꾸준히 보고되고 있다[2].
  크로이츠펠트-야콥병(Creutzfeldt-Jakob disease; CJD)은 산발성(sporadic), 의인성(iatrogenic),   가족성(familial), 그리고 변종(variant)으로 구분되며 산발성의 경우, 유전적 돌연변이에 의해서 인구 100만 명당 0.5-1.0명 정도 생기는데 인종, 문화, 경제적 수준 등에 무관하게 일정한 수준으로 발병한다. 의인성의 경우는 의료시술 과정에서 감염성 프리온에 오염된 기구나 조직(tissue)에 의한 2차 감염으로 발생하고 가족성은 유전적 소양을 보인다. 전체 CJD 대부분이 산발성이며 광우병에 감염된 소고기의  섭취와는 관계없이 나타나고 있다. 산발성 CJD는 비교적 특징적인 임상소견을 보이기 때문에 경험이  있는 전문의가 임상적 진단을 하기에 그리 어렵지 않으나 발병 이후 임상적으로 진단을 확신하게 될 때까지는 다양하고 비특이적인 증상과 징후를 보이므로 진단에 혼란이 있게 된다.
  우리나라에서도 최근 노인인구의 증가와 소고기 수입 문제로 CJD에 대한 관심이 고조되고 있는데, CJD 의심환자수도 매년 일정 수준 이상 지속적으로 보고되고 있다. 미국, 유럽, 일본 등 선진국을 중심으로 CJD에 대한 연구는 활발히 진행되어 오고 있으며 이러한 연구의 축적에 따라 CJD 환자를 분류하고 진단하는 기술과 관련 근거들이 발전해 오고 있다. 국내에서도 질병관리본부 국립보건연구원 신경계바이러스과에서 한림대학교 일송생명과학연구소 진단협력센터와 함께 CJD를 포함한 프리온 질환에 대한 연구를 활발히 진행 해 오고 있다. CJD 국가 실험실 감시체계를 운영하는 것은 국내의 CJD 의심환자 발생 동향을 파악함으로써 위험 예측을 할 수 있을 뿐만 아니라 더 나은 진단법과 예방치료에 있어서 필요한 중요한 자료로 활용 될 수 있다.
  질병관리본부 국립보건연구원 신경계바이러스과에서는 CJD에 대한 실험실 진단 업무를 수행하고   있으며 실험 항목은 의심환자의 뇌척수액에서 CJD 지표 물질인 14-3-3 단백 검출과 혈액에서 프리온 유전자의 염기서열을 분석하여 CJD와 관련된 프리온 질환의 위험성이 내재되어 있는 특정 부위의 유전자 다형성을 확인하고 있다. 6년여에 걸친 노하우와 숙련된 실험 안정성을 바탕으로 2010년에는 웨스턴 블롯을 이용한 14-3-3 단백 검출법으로 진단검사법 표준절차서(Standard Operating Procedures)를 제정하여 실험실 진단을 표준화하였다. CJD 환자진단을 위해서는 상기 실험실 진단결과와 임상진단결과가 요구되지만 이들은 모두 추정환자(probable)와 의심환자(possible)로 진단되는 것이며, 확진을 위해서는 생검이나 부검이 필수적이다[3]. 그러나 국내 문화적 여건상 환자 조직을 확보하기 어려워 실험실에서 이용되는 검체를 활용한 진단법의 강화가 매우 절실한 상황이다. 본 글에서는 2008년부터 2010년까지 최근 3년간 질병관리본부에서 수행한 CJD 의뢰환자 실험실 진단 현황을 소개하고 앞으로 해결해야 할 점들을 제시하고자 한다.

Ⅱ. 몸 말
  최근 3년간 전국의 중·소형병원, 요양병원, 의료기관 으로부터 담당의사가 CJD로 의심된다고 판단되는 환자들의 샘플(뇌척수액, 혈액)과 병적 소견들을 접수 받아 실험실 진단이 수행 되었다. 의심 환자들의 샘플은 3차적인 포장상태로 운반되어 외부 노출이나 변형 등을 예방 하였다. 뇌척수액은 SDS-PAGE를 통해 단백질을 분리하고 14-3-3 항체를 이용해 의심환자의 14-3-3 단백 증폭 여부를 검사하였다. 14-3-3 단백은 정상인에서도 소량 발현되는 것인데 신경계 관련 질환이 발병 할 경우 14-3-3 단백이 증가하기 때문에 검출의 개념이 아닌 증폭의 개념이 진단에서 적용된다. 혈액에서는 DNA를 추출하여 프리온 단백질을 코딩하는 Exon II 부위의 760여개의 염기를 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction; PCR)을 통해 증폭시킨 뒤 염기서열을 분석하여 유전자 다형성 여부를 검사하였다. 
  매년 질병관리본부로 의뢰되는 CJD 의심환자의 의뢰건수는 증가해 왔다. Figure 1을 보면 2008년에는 55건이던 의뢰건수가 2년 사이 101건까지 증가 하였다. 이러한 증가에는‘프리온 파동’에 따른 임상   연구자들과 신경과 전문의들의 의식 개선 및 2010년 대한신경과학회에 CJD 안내 홍보 책자를 배포하고 검체에 대한 수송부터 실험 과정, 결과 안내까지 자세한 내용들을 홍보한 결과로 사료된다. 의뢰   건수가 증가 한 것은 의심환자의 전체적인 발생 건수가 증가 했다기보다는 CJD 환자와 다른 노인성  치매 환자의 임상적 증상이 매우 비슷하기 때문에 CJD를 간과하고 다른 노인성 치매로 자칫 잘못 진단을 내릴 수 있는 확률이 감소했다고 볼 수 있다.
                               
  14-3-3 단백 양성 건수는 14-3-3 단백 음성 건수보다 더 많은 결과를 차지하고 있다(Figure 2A). 2008년부터 2010년까지 순차적으로 32, 38, 52건으로 14-3-3 단백 양성 결과가 나왔고, 14-3-3   단백 음성 결과는 19, 24, 42건 순이었다. 2010년 총 검체수가 증가 했을 때도 14-3-3 양성과 음성이 차지하는 비율은 일정하게 유지가 된 것을 관찰할 수 있다. Figure 2B에서 보는 바와 같이 코돈 129번 다형성에서는 대다수의 결과가 129 M/M형을 나타내고 있다. 전체 혈액 검체 중 순차년적으로 45, 56, 49건이 129 M/M 이었다. 이는 각각 92.9%, 96.6%, 95.2%에 해당 한다. 이 중 기타 CJD 관련 프리온 질환에 대한 감수성이 보고된 유전자 다형성 결과도 관찰되었다(Figure 2B Others). 2008년에는 68 P/P, 232 M/R, 203 V/I, 219 E/K 그리고 2009년에는 180 V/I와 219 E/K. 2010년은 200 E/K와 219 E/K가 나타났으며 자세한 내용은 Table 1과 같다.
  또한 CJD 의심환자수가 60-70대 연령대에서 거의 대부분을 차지하였는데(Figure 3), 노인성 치매  질환으로 분류되는 CJD는 40-50대 중·장년층 뿐만 아니라 CJD의 병인학적 분류에 따르면 20-30대  청년들에게도 나타 날 수 있는 질병이다. 때문에 노인성 치매라고는 하지만 노인의 경계가 모호하기  때문에 중·장년층 까지 관심을 확대해 나가야 할 것으로 사료된다.
                                 
                                  
  한편, 질병관리본부에서는 2001년부터 CJD를 지정감염병 으로 지정·고시하고 신경과가 개설되어 있는 의료기관을 중심으로 표본감시체계(2010년 기준, 307개 기관)를 가동 하여 왔고, 2010년 12월에는 제3군 감염병으로 변경되어 모든 의료기관을 대상으로 감시를 강화하고 있다. 법정감염병 감시체계를 통하여 보고된 크로이츠펠트-야콥병의 발생건 수는 다음과 같다(Table 2)
                 

Ⅲ. 맺는 말

  CJD 의심환자에 대한 실험실 진단은 14-3-3 단백 검출과 프리온 유전자 다형성 분석으로 이루어지며, 뇌척수액내 14-3-3 단백 증가는 CJD 의심환자 판정의 중요한 지표이다. 그러나 이 지표단백질은 CJD 뿐만 아니라 다른 뇌질환에서도 증가되기 때문에 특이도가 낮아, 국외 일부 전문기관에서는 Tau나 S-100b 단백과 같은 지표물질을 함께 측정하고 있다 [4]. 질병관리본부 국립보건연구원 신경계바이러스과에서는 현재 뇌척수액에서 이러한 관련 마커 단백질의 복합적인 검출과 비정상적 감염성 프리온 단백(PrPSc)의 직접적인 확인을 통하여 더 나은 실험실 진단법을 구축 해 나가기 위해 노력하고 있다.  기존의 14-3-3 항체보다 좀 더 특이적인 항체를 선별하고 Tau 단백을 정량적으로 측정하여 결과 판정의 정확성을 높이는 방향으로 개선하고 있다. 또한 의료기관 뿐만 아니라 검체 수송업체들에게도 CJD 의심환자의 검체 취급절차를 정확하게 홍보하여 보다 유기적인 CJD 의뢰건수 확보에 노력하고 있다.  진단 실험과정에 있어서도 반복성과 재현성에 중점을 두어 실험적 오류를 줄이고 있다.
  CJD는 아직까지도 정확한 치료법이나 예방법이 구체화 되어 있지 않고 개인 잠복기에 따라 발병차이가 나기 때문에 관리·통제하는데 많은 어려움이 있는 것이 사실이다. 또한 CJD의 병인학적 원인으로 현재까지 밝혀진 바에 의하면 타 퇴행성뇌질환들의 발병 메카니즘과 임상적 증상이 많이 중첩되는 부분이 있다. CJD에 대한 정확한 정보와 관심이 부족한 상태로 의료기관에서 일반적으로 알려진 노인성치매의 일부로 잘못 진단되어 환자 관리에 어려움이 있다. 이를 위하여 조기 알츠하이머 치매 환자들의 프리온 유전자 변이를 스크리닝(screening)하여 CJD 의심환자를 선별해야 한다는 의견이 제시되고 있다. CJD 의심 환자가 발생하여 그 샘플들을 BL3 수준의 실험실에서 명확한 실험적 결과를 내고 의료기관에   통보하여 최종 환자가 진단되기까지의 일련의 과정들을 국가에서 주도적으로 운영함으로써 국내 CJD 환자 사례조사와 더불어 감염경로를 파악하는 것이 무엇보다 중요하다.
  CJD의 개인별 감수성, 개선된 진단법 구축, 새로운 특정 마커의 발굴 등 기초연구를 수행하여 의심환자에 대한 조기발견과 사전조사가 이루어져야 할 것이다. 또한 국민의 사회적 불안감 해소와 국가 보건의료 분야의 경제적 손실을 최소화하기 위해 기초 연구자와 임상 연구자가 협조하여 연구 인프라를   구축하고 CJD에 대한 집중적인 관심을 지속적으로 기울이는 것이 예방을 위한 최적의 방법이 될 것이다.

1) 공포화(空胞, vacuolization): 세포 원형질 내에 액포가 생기는 과정

Ⅳ. 참고문헌

1. Aguzzi, A., et al., (2008) Molecular mechanism of prion pathogenesis. Annu Rev Pathol  3, 11-40.
2. Ahn, S.S., (2009) History of prion and future. Medical Postgraduates 37(1), 27-41.
3. 크로이츠펠트-야콥병 표본 감시·관리지침 (2009) 질병관리본부
4. Satoh, K., Shirabe, S., Eguchi, H., Tsujino, A., Eguchi, K., Satoh, A., Tsujihata, M., Niwa, M., Katamine, S., Kurihara, S., Matsuo, H. (2006) 14-3-3 Protein, Total Tau and Phosphorylated Tau inCerebrospinal Fluid of Patients with Creutzfeldt-Jakob Disease and Neurodegenerative Disease in Japan. Cellular and Molecular Neurobiology 26, 45-52.