Abstract

Epidemiologic investigation and the follow-up result for unexplained respiratory illness in a university laboratory

Chun Byung Chul
Department of Preventive Medicine, Korea University College of Medicine
Yoo Kwang Ha
Department of Pulmonology Allergology, Konkuk University Medical Center
Kim Eun Kyoung, Choi Eun Kyung, Moon Sangjun, Lee Sangwon
Division of Public Health Emergency Management, Center for Public Health Emergency Preparedness and Response, KCDC

In 2015, an unexplained respiratory illness occurred in a university laboratory. As a result, an epidemiologic investigation was conducted by the Korea Centers for Disease Control and Prevention (KCDC) and civilian experts. The epidemiologic investigation led us to suggest that the unexplained respiratory illness is likely to be organic dust toxic syndrome (ODTS) caused by endotoxin, etc., in the feeds. Patients with symptoms showed a rapid clinical progression and no possibility of human-to-human transmission. Symptomatic cases were followed up with low-dose chest computed tomography (CT) after discharge (totaling 4 times) according to expert opinion. Although follow-up CT scans showed that cases had remained single or as multiple small nodules, the overall size and number of lesions showed a decease, indicating that additional follow-up observations for the remaining lesions may be unnecessary.

Keywords: Unexplained respiratory illness, Epidemiologic investigation, Organic dust toxic syndrome (ODTS)


들어가는 말

2015년 10월 27일 한 대학교에서 원인을 알 수 없는 호흡기 질환자가 3명 발생하였고 환자가 내원한 의료기관에서 환자들이 교내 특정건물(동물생명과학관) 생활자에서 집중된 점을 의미 있게 보고 질병관리본부로 신고 및 조사를 의뢰하였다. 보건소 기초 조사 중 같은 층 실험실 근무자에게서 유사 사례를 추가로 확인 후 질병관리본부에서는 민간전문가와 함께 원인균을 밝히고 감염경로를 규명하기 위해 역학조사를 착수하였다. 원인 규명을 위한 역학조사 중 유소견자를 대상으로 병변의 경과를 파악할 필요가 있다는 전문가의 의견에 따라 환자 퇴원 후 2년 동안 네 차례에 걸쳐 추적관찰을 실시하였다. 이 글에서는 2015년 10월부터 실시한 역학조사 결과와 2017년 12월 마지막 추적관찰이 종료되어 유소견자를 대상으로 실시한 추적관찰 결과를 소개하고자 한다.


몸 말

2015년 10월 27일 한 대학교 실험실에서 폐렴 의심환자가 신고된 후 건물 폐쇄일까지 21명의 환자가 보고되었다. 환례 정의는 10월 8일 이후 대학교 동물생명과학관 실험실 방문자 중 37.5℃ 이상의 발열과 함께 흉부 방사선 촬영상 폐렴의심 소견이 있는 경우로 정의하였다. 실험실에 근무하는 사람들을 대상으로 설문과 흉부 방사선 촬영을 하여 정의에 부합하는 환자를 찾아내어 환례 정의에 맞는 55명과 4명의 무증상 환례를 포함하여 총 59명의 환례와 환례가 포함된 실험실에 근무하는 254명에 대한 역학조사를 실시하였다(발병률 23.2%).
민간전문가와 함께 실시한 심층 역학조사는 임상적, 환경적, 영상의학적, 진단검사의학적 측면 등으로 유행의 원인에 대한 가설을 도출하였고 환자의 임상증상 및 흉부 방사선 촬영 결과와 사료를 취급하는 실험실의 특수성으로 인수공통감염병 등을 고려하였으며 초기 다양한 자극원에 의한 과민성 폐장염(Hypersensitivity pneumonitis)과 진균에 의한 폐렴 등을 의심하였다.
역학조사 진행 결과 일부 환자 검체에서 광학현미경상 방선균을 지지하는 소견이 제기되었으나 사료에서 곰팡이는 검출된 반면 방선균은 나오지 않았고, 다른 환자 검체에서 세균 및 방선균이 모두 음성이었으며 차세대염기서열분석(Next Generation Sequencing, NGS)에서 특이소견이 없어 과민성 폐장염일 가능성은 낮다고 결론지었다. 최종적으로 대학교 실험실에서 발생한 원인 불명 폐질환은 동물 실험을 통해 사료에 포함된 엔도톡신 등에 의한 유기분진독성증후군(Organic dust toxic syndrome, ODTS)의 가능성이 높은 것으로 추정하였다.
감염경로에 대한 조사는 가스 확산 실험 등의 결과에 따라 해당 건물 5층에서 가스가 발생하면 4∼7층까지 확산되는 것으로 확인하였고, 사료를 많이 취급하는 실험환경에서 곰팡이, 세균 등 유기분진과 관련된 병원체의 증식이 이루어졌으며 가동이 중단되었던 환기 시스템을 통해 타 실험실 근무자에게 확산된 것으로 판단하였다.
한편, 증상을 보인 환자는 임상 경과가 급속히 좋아지고 사람 간 전파의 가능성이 없다는 것을 확인한 후에 격리해제 및 퇴원시키기로 결정하였다. 임상증상은 없으나 폐결절이 남아있는 환자는 추적관찰이 필요하다는 전문가의 의견에 따라 퇴원 후 1개월, 6개월, 1년, 2년 시점에 저선량 흉부 전산화단층촬영을 실시하였다. 1년 추적관찰 결과, 대상자 72명(환례 53명, 무증상 유소견자 6명, 추적관찰을 원하여 검사를 시행한 사람 14명 중 추적불가 1명 제외) 중 47명(65.3%)이 유소견 후 호전되었고, 정상이 17명(23.6%) 이었으며 첫 검사 이후 추가 검사를 하지 않았거나 유소견이 없이 정상인 경우가 8명(11.1%)이었다. 2년 경과한 시점에서 추적관찰을 실시한 전문가는 유기분진독성증후군에 관해 일반적으로 후유증이 없다고 보고된 이전 연구들과 달리 저선량 흉부 전산화단층촬영 결과 단일 또는 다발성 소결절의 형태로 잔존하는 것을 확인하였지만 시간이 경과됨에 따라 병변의 크기와 개수가 줄어드는 양상을 보여 현재 보이는 병변에 대한 추가적인 추적관찰은 불필요하다고 결론지었다.


맺는 말

유기분진독성증후군은 미생물에 오염된 고농도의 유기분진(죽은 생물체 또는 이들로부터 배출되는 대사산물 및 떨어져 나오는 가죽, 털, 피부, 꽃가루 등의 파편)에 노출된 후 나타나는 호흡기 및 전신질환으로 노출된 지 4∼12시간 후에 발열, 오한, 전신쇠약감, 두통, 근육통, 기침 등의 증상 발생이 대표적이며, 돼지나 닭을 기르는 축사와 밀폐된 비닐하우스 등이 우려되는 환경이지만 대부분 급성 상기도감염(감기)으로 오인하고 증상이 저절로 호전되는 경우가 많아 병원을 찾지 않기 때문에 실제 발생률에 대한 연구나 증례보고는 드물다[1-3]. 유기분진독성증후군의 치료는 대증요법과 지지요법을 사용하며 유기먼지에 노출되지 않도록 주의하는 것이 필수적이다[1]. 이번 대학교 실험실에서 발생한 원인 불명 폐질환은 장시간 사료를 방치해 두고 환기 시스템이 중단되어 사료를 분쇄하는 과정에서 유기분진이 해당 실험층뿐 아니라 다른 층까지 확산되고 실험실 근무자들이 반복적으로 노출되어 나타난 유기분진독성증후군의 가능성이 높았으며, 저선량 흉부 전산화단층촬영 결과 폐결절이 일부 남아있었지만 유소견자 대부분이 임상증상이 소실되고 병변의 크기와 개수가 줄어드는 등 호전되는 양상을 보였다.
역학조사와 동시에 해당 건물의 정상화 조치 이전에 소독 등 환경관리를 실시하였고, 위험물 관리실태 점검(교육부) 및 유사 실험실에 대한 특별 점검(과학기술정보통신부)을 시행하였다. 또한 유사사례 발생 예방 및 실험실 안전 환경 개선을 위해 교육부, 과학기술정보통신부 등 다부처 협력방안으로 안전교육 강화, 위험물 관리시스템 및 실험실 유형별 안전관리 매뉴얼 개발‧보급, 안전환경 조성비 지원 등을 시행하고 있으며, 원인을 알 수 없는 질병 신고 시 신속한 대응을 위해 즉각 대응체계를 구축하고, 지자체, 의료기관 뿐 아니라 다부처가 공동으로 대응할 수 있도록 원인 불명 질병 대응지침을 제작 중에 있다.

※ 대학 실험실에서 발생한 원인미상 폐질환의 발생원인 규명과 전파경로 확인 및 유소견자 추적관찰을 위해 ｢OO대 원인미상 호흡기질환의 유행원인, 전파경로 및 의학적 특성 규명을 위한 조사연구｣와 ｢대학실험실 원인불명 호흡기질환 추적관찰연구｣로 실시되었음을 알립니다.


참고문헌

1. Seifert SA, Von Essen S, Jacobitz K, Crouch R, Lintner CP. Organic dust toxic syndrome: a review. J Toxicol Clin Toxicol. 2003;41(2):185-193.
2. Linaker C, Smedley J. Respiratory illness in agricultural workers. Occup Med. 2002;52(8):451-459.
3. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). Request for Assistance in Preventing Organic Dust Toxic Syndrome. DHHS (NIOSH) Publication No. 94-102.