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2011년 국내 카바페넴분해효소 생산 장내세균 발생과 특징
  • 작성일2012-05-04
  • 최종수정일2012-08-24
  • 담당부서감염병감시과
  • 연락처043-719-7173

2011년 국내 카바페넴분해효소 생산 장내세균 발생과 특징
Emergence and charcteristics of Carbapenemase-Producing Enterobacteriaceae(CPE) in Korea, 2011

질병관리본부 국립보건연구원 감염병센터 약제내성과
유정식

  


Ⅰ. 들어가는 말
  장내세균속균종(Enterobacteriaceae)은 장내 상재균으로서 지역사회 또는 의료관련 폐렴, 요로감염, 균혈증, 복막염의 주요 원인이 되고 있다[1]. 주요 치료 항생제는 베타-락탐(β-lactam), 아미노글리코사이드(aminoglycoside), 플로로퀴놀린(fluoroquinolone)계 항생제 등으로서 대부분 잘 치료가 되지만 1980년대 중반부터 ESBL(Extended-spectrum β-lactamase) 등의 β-lactamase 생산균의 증가 등에 의해 내성률이 꾸준히 증가하고 있다. 카바페넴계 항생제는 이러한 ESBL 생산균의 치료에 매우 효과적이고 내성률도 낮은 수준으로 유지되어 사용이 증가하게 되었는데 10여년전부터 카바페넴계 항생제를 분해하는 카바페넴분해효소(carbapenemase)를 생산하는 균종이 출현하였고[2], 전 세계적으로 점차 확산되는 경향을 나타내고 있다. 또한 carbapenemase 유전자를 보유한 균은 다른 내성유전자를 함께 획득하여 비 베타락탐계 항생제에도 내성을 갖는 경우가 많아 다제내성을 나타내는 경우가 흔하다. 
  Carbapenemase를 생산 하는 균종에 감염되거나 집락화 되었을 때  높은 병원내 사망률, 경제적 손실을 유발한다는 보고[3]가 있어 공중보건에 큰 위협이 되고 있다.
  지금까지 보고된 carbapenemase 중 장내세균에서 흔히 보고되는 종류는 Klebsiella pneumoniae carbapenemase(KPC), New Delhi metallo-β-lactamase(NDM), Verona integron-encoded metallo-β-lactamase(VIM), imipenemase(IMP), OXA-48 등이다[4]. 인도, 파키스탄 등지[5]에서 짧은 기간내에 전세계로 확산된 NDM-1은 국내에서도 2011년 12월 4건이 분리된 바 있고[6], 외국에서는 K. pneumoniae 뿐만 아니라 다양한 장내세균 및 비발효성 그람음성균인 Acinetobacter spp. 등으로 점차 다양화 되고 있으며[7] 인도 등지에서는 환경검체에서도 분리되고 있어 앞으로도 지속적인 확산이 예상되고 있다[8]. NDM-1 이외에도 최근 들어 KPC-2 생산 K. pneumoniae ST258의 발생이 전 세계적으로 지속되고 있다. 동 클론에 의한 환자발생은 미국을 비롯하여 그리스, 이스라엘 등에서 집단발생 양상을 보이고 있으며[9] 세계 각국으로 전파되어 발생이 증가하고 있는 추세로서[10] 이스라엘의 경우 National Infection Control Plan을 도입하여 확산을 감소시키기도 하였다. 우리나라에서는 2010년 ST11[11], 2011년 ST258에 의한 환자 발생사례가 보고되었고[12] 2011년 상반기까지 5례의 ST258 발생 건이 질병관리본부 실험실감시사업을 통해 추가로 확인되었다[13].
  OXA-48의 경우 지중해지역을 중심으로 터키, 튀니지, 이스라엘 등지에서 보고되고[9] 있으며 유럽으로 확산되기 시작하였다. VIM, IMP는 오래전부터 발생이 보고되었으며 크고 작은 병원 내 집단감염(outbreak)을 일으키기도 하였다. 우리나라의 경우 VIM type 은  여러 장내세균종에서 산발적으로 보고된 바 있으며[14,15], IMP type은 2010년 1건이 보고되었고[13] OXA-48은 아직까지는 발생이 보고되지 않았다.
  이와 같이 NDM-1, KPC-2등의 carbapenemase를 생산하는 장내세균의 전 세계적인 확산 및 발생증가와 함께 우리나라에서도 지속적으로 카바페넴분해효소 생산 장내세균(carbapenemase-producing Enterobacteriaceae; CPE)가 확인됨에 따라 감시를 강화할 필요성이 증가하였다.
  국립보건연구원 약제내성과에서는 실험실 감시사업을 통해 2010년 10월부터 NDM-1등의 carbapenemase 생산 장내세균에 대한 확인검사를 수행하고 있으며, 이 글은 2011년 1월부터 12월까지 1년간 실험실 감시사업 결과를 정리한 것이다.

Ⅱ. 몸 말
  1. 연구방법
  2011년 1월부터 12월까지 표본감시기관으로 지정된 100개1)의료기관을 포함한 전국의 중·소형병원, 임상검사 센터로부터 의뢰된 카바페넴 항생제인 메로페넴, 이미페넴 또는 얼타페넴에 내성을 나타내는 장내세균의 확진검사를 수행하였다.
  의뢰된 균주는 16S rRNA 유전자를 염기서열 분석하여 재동정하였고 E-test를 이용해 카바페넴 항생제 감수성시험을 수행하여 최소억제농도(Minimal Inhibititory Concentration, MIC) 값을 확인하고 Clinical  and Laboratory Standards Institute(CLSI) 기준에 따라 내성을 정의하였다[16]. CPE로 확인된 균주는 한천배지희석법(agar dilution)을 이용하여 항생제의 MIC 를 확인하였고 티거사이클린(tigecycline)은 E-test를 사용하였다. Modified Hodge test, EDTA-synergy test를 통해 카바페넴분해효소 생산여부를 스크리닝하고 IMP, VIM, KPC, NDM-1, GES, OXA-48 등의 카바페넴분해효소 유전자에 대한 중합효소연쇄반응검사(PCR) 및 염기서열분석을 수행하였다.

  2. 연구결과
  1) 발생현황
  2011년 1월부터 12월까지 전국적으로 57개 기관에서 총 339주의 CPE 의심 균주에 대해 확인검사를 의뢰하였다. 이 중 E-test를 통해 카바페넴 내성으로 확인된 균은 165주(48.7%)였으며 균종별로 보면 K. pneumoniae가 98주(59.4%)로 가장 많았고 Escherichia coli 24주, Morganella morganii 14주, Enterobacter aerogenes 11주 등이 확인되었다.
  본 실험실감시사업을 통해 카바페넴분해효소 유전자가 확인된 경우는 20례였으나 표본감시 시스템에 신고만 된 경우를 포함하여 2011년 한 해 동안 국내에서 총 26주의 CPE가  확인되었다(Figure 1). 2010년 10월 실험실 감시사업 수행 이후 다양한 CPE 가 확인되고 있으며 그 숫자도 증가하는 추세이다. NDM-1이 8주로 가장 많았고 IMP type 7주, KPC-2 5주, VIM type 5주, GES-5 1주가 확인되었다. 균종은 K. pneumoniae가 가장 많았고 Enterobacter spp., Citrobacter freundii, E. coli 등에서도 확인되었다(Table 1).

  2) 국내에서 분리된 카바페넴분해효소 생산 장내세균의 특징
  국내에서 분리된 CPE 분리주의 항생제감수성, 유전학적 특징을 조사하기 위해 실험실 감시사업을 통해 확인된 20주의 CPE 특성을 분석하였다.
  CPE가 분리된 검체는 소변(urine)이 8건(40%), 담즙(bile acid)이 2건(10%), 가래(sputum)가 2건(10%), 직장스왑(rectal swab)이 2건(10%)등 이었는데 특히 KPC-2 생산 균주는 모두 소변검체에서 확인되었다.
  CPE 중에서 시험한 항생제에 모두 내성인 균주는 없었으나 콜리스틴(colistin), 티거사이클린등 몇몇의 항생제를 제외한 대부분의 항생제에 내성을 나타내는 다제내성균으로 확인되었다. 티거사이클린 내성주는 없었으나 콜리스틴 내성은 IMP type, VIM-2, NDM-1 분리주 일부에서 확인되었다.
  이미페넴(imipenem)에 대한 MIC range는 2→256 ㎍/ml, MIC50값은 64 ㎍/ml였고 메로페넴(meropenem)에 대한 MIC range는 2-256 ㎍/ml, MIC50값은 32 ㎍/ml이었다. MIC 값이 중등도 내성에 해당하는 균주가 1주 확인되었고, 3주는 4 ㎍/ml로서 비교적 낮은 내성을 나타냈으나 나머지는 16 ㎍/ml 이상의 비교적 높은 MIC 값을 나타냈다.

  3) 국내에서 분리된 카바페넴분해효소 생산 장내세균의 분자역학적 특징 
  국내에서 발생한 CPE의 역학적 특성은 잘 알려져 있지 않지만 대부분의 경우가 병원에 입원 중인 환자에서 발생하였고 CPE 발생이 많은 외국에서의 여행력이나 치료력은 보고된 바 없다.
  NDM-1을 생산하는 K. pneumoniae 5주는 서울의 종합병원에서 분리되었으며 기존 발생지역으로의 해외 여행력이 없는 입원환자에서 검출되었고 2010년 분리주와 동일한 sequence type(ST340) 이었으며 PFGE 상에서도 90%이상의 유사한 양상을 나타냈다.
  NDM-1을 생산하는 E. coli는 경상지역  종합병원에서 분리되었으며 해외 여행력이 없는 입원환자에서 검출되었고 유전형은 ST101-B1 type으로서 최근 영국, 독일, 파키스탄 등 여러 나라에서 보고된 것과 동일한 유형이었다.
  KPC-2는 모두 K. pneumoniae에서 확인되었고, 1개 요양병원과 2개 종합병원에서 총 5주 분리되었다. 유전형은 최근 전 세계적으로 확산되고 있는 ST258형 이었다. 환자간에 역학적 연관성이 없음에도 불구하고 PFGE 결과, 유전학적 유사도가 90% 이상으로 높았고 2010년 분리주와 동일한 타입이었으며 KPC-2 유전자를 갖는 동일한 크기의 plasmid (IncFIIAs type)를 공유하였다. 
  IMP-1을 생산하는 K. pneumoniae 4주는 경상지역 종합병원에서 분리된 것으로 첫 분리주 외에는 active surveillance를 통해 확인된 경우로서 동일한 균으로 확인되었다.
 


Ⅲ. 맺는 말


  결핵 조기퇴치를 실현하기 위한 다차원적 전략 중 국민의 인식과 태도와 행동을 변화시키는 것은 매우 중요한 사안으로 2012년부터 결핵 조기퇴치를 위한 「중·장기 2020 커뮤니케이션 플랜」이 수립되어 체계적인 사업이 실행되고 있다. 
  본 연구를 통해 도출된 바와 같이, 저조한 지식수준, 결핵에 대한 낮은 위협수준 및 낙관적 편견 등을 다차원적으로 고려해 볼 때 현재 결핵의 대국민 커뮤니케이션 행동변화 단계(process of behavior change)에 있어 인지 전 단계(pre-knowledgeable stage)에 있는 것으로 판단된다. 현재와 같은 인지 전 단계에서의 결핵퇴치를 위한 커뮤니케이션 캠페인은 일반 국민에게 결핵이 얼마나 심각한 질병이고 누구에게나 취약한 질병이라는 것을 알리는 것이 1차적 목표가 되어야 한다. 이와 함께 일반국민에게 결핵 증상에 대한 지식을 가지고 결핵검진과 적절한 치료를 통해 충분히 완치될 수 있다는 질병이라는 것을 심어줄 수 있는 효능감 차원의 메시지도 함께 전달될 필요가 있다.
  이러한 개인수준에서의 목표와 함께 결핵퇴치를 위한 사회적 수준의 커뮤니케이션 목표도 중요하게 고려되어야 한다. 이러한 사회적 수준의 목표는‘사회동원(social mobilization)’이라는 개념으로 대변되는데‘사회동원’이란 스스로의 노력을 통해 특정의 개발목적을 성취하고자 사람들의 참여를 유도하기 위한  광범위한 수준의 사회운동을 말한다. 결국 결핵조기퇴치에 있어 사회동원이란 성공적인 결핵퇴치를   위한 사회적, 문화적, 정책적으로 지지기반을 구축·형성하고 더 나아가 결핵을 범사회적인 의제로 설정하기 위해 각계각층의 참여를 구동시키는 것을 말한다. 결핵조기퇴치를 위한 커뮤니케이션 캠페인 수행에 있어 근본적인 목적 중 하나는 목표 대상에게 메시지 노출을 극대화하기 위한 것이며, 실제로 메시지에 대한 노출은 해당 캠페인의 성공을 결정짓는 필요조건이다. 노출 극대화를 위한 전략적 사항 중 수용자 세분화(audience segmentation)가 있다. 현 단계가 인지 전 단계라는 점을 고려해본다면 주요 목표   대상은 일반국민 중 특히 20-30대로 설정하는 것이 효과적이다. 이번 연구의 결과에서도 20-30대와 남성의‘낙관적 편견’정도가 매우 높은 것으로 나타났는데 높은 수준의 낙관적 편견은 결핵예방행동의  심각한 장애요인으로 작용될 수 있다. 이와 함께, 행동변화의 초기단계(예를 들면, 인식과 지식, 설득 등)에서 중요한 전략 중 하나는 매스미디어를 활용한 전략이 효과적이다. 결핵 이슈에 대한 전파 및   이슈에 대한 대상간의 소통 유도, 그리고 캠페인 목표 대상의 태도변화 등을 위한 채널로서 활용될 수 있기 때문이다. 또한 사회적 수준의 커뮤니케이션 목표를 달성하기 위해서는 TV 등 매스 미디어를   활용한 지속적인 공익광고와 함께 건강과 관련된 방송프로그램, 다큐멘터리 등을 통한 간접적 접근   전략도 지속적으로 요구된다고 할 수 있다.
  모든 연구결과를 종합해 볼 때, 결핵 조기퇴치를 위한 커뮤니케이션 캠페인은 인식의 변화단계 후에 있어 결핵예방과 치료성공률 향상 등 태도 및 행동단계에 이르기 전까지는 지속적으로 매스미디어 채널을 통한 결핵 관련 지식수준을 향상시키고, 결핵에 대한 심각성과 개연성을 높이기 위한 목표의 설정과  함께 그에 따른 메시지 전략을 수립하여 실행할 필요가 있다. 국내의 결핵실태를 고려해 볼 때 심각한 상황이 아닐 수 없다. 결국 제한된 자원을 효율적으로 이용하고 이를 위해서는 정확한 메시지를 전략적으로 설정된 목표 대상에게 효과적인 채널을 통해 전달하고 확산시키며 그에 대한 지속적인 캠페인   평가와 피드백을 통해서 성공적인 결핵조기퇴치의 목표를 실현시킬 수 있는 밑거름이 될 수 있다.
  이번 결핵 조기퇴치 미디어 캠페인 매체효과 및 커뮤니케이션 효과 평가가 1회성 자료 조사에 그치는 것이 아니라 향후 지속적인 캠페인의 방향 및 전략 수립에 필요한 기초자료로 활용됨으로써 결핵 관리 선진국으로 나아갈 수 있는 계기가 되었기를 기대해본다.

                                                                                                                                                                                         

1) 자기 효능감(self-efficacy, 自己 效能感): 특정한 문제를 자신의 능력으로 성공적으로 해결할 수 있다는 자기 자신에 대한 신념이나 기대감


Ⅳ. 참고문헌

1. 질병관리본부, 2010 결핵환자 신고현황 연보. 2011
2. 질병관리본부, 결핵조기퇴치를 위한 미디어캠페인 평가보고서. 2011
3. 이병관, 헬스커뮤니케이션 연구의 접근방법. 헬스커뮤니케이션 연구. 2009
4. Sheeran, P., & Abraham, C. The health belief model.In Conner & Norman(Eds.), Predicting health behavior (pp. 23-61). Buckingham: Open University Press. 2001

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