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2017년 국내 카바페넴분해효소생성 장내세균속균종(CPE) 감시 결과 분석 : 2012-2016년 감시 결과와의 비교
  • 작성일2018-11-22
  • 최종수정일2019-09-10
  • 담당부서의료감염관리과
  • 연락처043-719-7580
2017년 국내 카바페넴분해효소생성 장내세균속균종(CPE) 감시 결과 분석 : 2012-2016년 감시 결과와의 비교

질병관리본부 감염병관리센터 의료감염관리과
이은주, 이승재, 박현정, 김성남, 이형민*

*교신저자: sea2sky@korea.kr, 043-719-7580

Abstract

Analysis of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae (CPE) surveillance results for 2017 in Korea: Comparison with the surveillance results of the previous 5 years (2012-2016)

Lee Eunju, Lee Seungjae, Bahk Hyunjung, Kim Sungnam, Lee Hyungmin
Division of Healthcare Associated Infection Control, Center for Infectious Disease Surveillance & Response, KCDC

As the frequency of use of antibiotics increases, antibiotic-resistant bacteria are becoming a global problem. One of the healthcare-associated infections, carbapenem-resistant Enterobacteriaceae (CRE) and carbapenemase-producing Enterobacteriaceae (CPE) infection has rapidly increased since 2015 in Korea. In this report, the surveillance results were analyzed using CPE data reported from 2012 to 2017 through the national surveillance system. A total of 2,657 CPEs were reported in 2017, with an increase of 82.9% from the previous year. CPE infections are increasing rapidly every year due to an increase in the number of sentinels and an increase in the number of notifications and inspections mediated by the conversion of mandatory surveillance. Of the cases (2,657) of CPE reported in 2017, Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC) was the most isolated causative factor with 1,516 cases (57.1%). The proportion of CPE reporting units conducting active monitoring with rectal swabs and the CPE rate among reported CRE cases are steadily increasing. The prevalence of antibiotic-resistant bacteria is increasing worldwide. CRE infection will increase as the use of medical services increases. We hope that this report will be used as a basis for preparing a plan to strengthen the management of CRE, especially CPE, to prevent the spread of antibiotic resistance and health care-associated infections in national medical institutions.

Keywords: Carbapenemase-producing Enterobacteriaceae, Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae, Surveillance, Healthcare-associated infections, Antibiotic resistance


들어가는 말

최근 의료기관 내에서 사회적으로 이슈가 되는 감염 사고가 잇따라 발생함에 따라, 의료관련감염에 대한 관심이 높아지고 있다. 예전에 병원감염이란 용어로 의료기관 내 감염을 설명하였다면, 이제는 외래나 의료 관련 시설에서의 의료 제공과 연관된 감염까지 포함하는 보다 포괄적인 개념으로서 의료관련감염이라는 용어를 주로 사용한다[1]. 이는 감염관리의 대상으로 병원뿐만 아니라 지역사회까지 고려해야 함을 의미한다[2].
의료관련감염에 대한 관리가 중요한 문제로 떠오르면서 국가적 차원의 항생제 내성 감시 및 관리의 필요성이 제기되고 있다[3]. 이에 따라 정부는 2010년 12월 30일 다제내성균의 지정감염병을 고시하였으며, 현재 다제내성균 6종이 의료관련감염병으로 지정되어 표본감시로 운영되고 있다. 그 중 카바페넴내성장내세균속균종 (carbapenem-resistant Enterobacteriaceae, CRE)과 반코마이신내성황색포도알균(Vancomycin-resistant Staphylococcus aureus, VRSA) 감염증을 2017년 6월 3일부터 전수감시로 전환하여 관리하고 있다.
항생제 사용의 빈도가 늘어나면서 항생제 내성균이 전 세계적으로 문제가 되고 있으며, 특히 CRE 중에서도 카바페넴분해효소생성 장내세균속균종(carbapenemase-producing Enterobacteriaceae, CPE)에 의한 감염증의 경우 1993년 NMC(Not metalloenzyme carbapenemase)에 의한 CPE가 처음 보고된 이후 빈도가 증가하고 있다[4]. 국내에서도 표본감시 결과, CRE 감염증 및 병원체 보유자 신고 수가 2015년 이후 급격히 증가하고 있어, 2017년 6월 전수감시로 전환하고 의료기관 및 지역사회로의 확산을 방지하기 위해 민-관이 함께 노력하고 있다. 카바페넴 내성의 중요한 기전은 카바페넴 항생제를 분해할 수 있는 효소인 carbapenemase에 의한 것인데, 이들의 유전자는 plasmid를 통해 세균 간 쉽게 전파될 수 있기 때문에 카바페넴 내성의 확산에 대한 우려가 커지고 있다[5]. 이에 2017년의 질병관리본부의 표본 및 전수감시로 신고된 CPE 현황을 2012년부터 2016년까지의 감시 결과와 비교 분석하여 국내 CPE 발생 현황을 파악하고, 각 의료기관의 감염관리 전략을 세우는데 도움을 주고자 한다.

* 의료관련감염병
① 반코마이신내성황색포도알균(VRSA) 감염증(’17.6.3. 전수감시 전환)
② 반코마이신내성장알균(VRE) 감염증
③ 메티실린내성황색포도알균(MRSA) 감염증
④ 다제내성녹농균(MRPA) 감염증
⑤ 다제내성아시네토박터바우마니균(MRAB) 감염증
⑥ 카바페넴내성장내세균속균종(CRE) 감염증(’17.6.3. 전수감시 전환)


몸 말

국내 카바페넴분해효소생성 장내세균속균종(CPE) 현황 분석

1) 분석 방법

2012년부터 2017년까지 표본 및 전수감시체계(2017. 6. 3.~2017. 12. 31.)를 통해 신고된 카바페넴분해효소생성 장내세균속균종(CPE) 신고 자료를 사용하였으며, 카바페넴내성장내세균속균종(CRE) 감염증의 전수감시 전환 이후에는 CRE 전수감시 신고 자료에서 해당 표본감시기관의 입력 자료만 추출하였다. 2017년 의료관련감염병 표본감시기관은 상급종합병원 43개소, 종합병원 및 병원 123개소, 공공기관 23개소로 총 189개소였으며, CRE 신고일을 기준으로 월별, 카바페넴 분해효소별, 분리균별 등으로 나누어 분석하였다.

2) 총 건수 및 월별 분석 결과

2017년에 카바페넴분해효소생성 장내세균속균종(CPE)은 총 2,657건이 보고되었으며, 전년도에 비해 82.9% 증가하였다. 국내 CPE 신고는 2012년 39건, 2013년 91건, 2014년 175건, 2015년 565건, 2016년 1,453건, 2017년 2,657건으로 매년 급격히 증가하는 추세로, 이는 표본감시기관 수의 증가, 전수감시 전환으로 인한 신고 및 검사 건수 증가 때문인 것으로 추정된다. 2017년에 신고된 2,657건 중에 전수감시 전환(2017. 6. 3.) 이후 1,837건으로 월 평균 262건이 보고되어, 전수감시 전환 이전 표본감시체계의 보고 건수 820건, 월 평균 대비 164건에 비해 유의하게 증가한 사실이 이를 뒷받침한다. 전수감시체계에서는 모든 의료기관에서 CRE를 반드시 신고하도록 하고 있으며, 진단된 CRE균에 대해 분해효소(CPE) 검사를 적극적으로 시행하도록 독려하고 있다(Figure 1).

Figure 1.


2017년에 전체 보고 건수 2,657건 중 2개 이상의 분해효소가 동시 분리된 환자는 216명으로 이를 보정한 전체 보고된 환자 수는 2,439명이었다(Figure 2). 전체 보고 환자 수 역시 전수감시 전환(2017. 6. 3.) 이전 788명, 전수감시 전환 이후 1,651명이 보고되어, 전수감시체계 전환 이후 CRE 환자에 대한 감시가 더 적극적으로 이루어지고 있는 것을 알 수 있다. 감시체계에 보고된 건수가 가장 많았던 달은 2014년, 2016년, 2017년은 8월, 2013년은 7월, 2015년에는 11월이었으며, 대체로 6월 이후 하반기에 많이 보고된 것으로 나타났다(Figure 3).

Figure 2.
Figure 3.

3) 분해효소별 분석 결과

2017년 분해효소별 분포를 살펴보면 CPE로 보고된 2,657건 중 K. pneumoniae Carbapenemase(KPC)가 1,516건(57.1%)으로 가장 많이 분리되었으며, NDM 713건(26.8%), OXA-48 299건(11.3%), VIM 50건(1.9%), GES 49건(1.8%), IMP 30건(1.1%) 순이었다. 각 연도별로 가장 많이 분리된 분해효소는 2012년 NDM 20건(51.3%), 2013년 OXA-48 45건(49.5%), 2014년 OXA-48 54건(30.9%)으로 나타났고, 2015년 이후로는 KPC가 가장 많이 분리되었다(Figure 4). 이는 한 의료기관에서 OXA-48(OXA-232)이 유행하면서 그 후로 CRE에 대한 능동감시를 시행하였으나, 2015년 국내 메르스 발생을 기점으로 의료기관 내 감염에 대해 적극적인 감시를 시행하면서 신고 건수가 늘어나고 CPE 유행기관 보고가 증가함에 따른 것으로 분석된다. CPE의 보고는 1월부터 8월까지 증가되다가 이 후 감소되는 경향을 보였지만 월별로 큰 차이가 없는 것으로 나타났다(Figure 5).

Figure 4.

Figure 5.

4) 분리균별 분석 결과

2017년 CPE 균이 보고된 총 2,489건 중 분리균별로는 K. pneumoniae가 1,564건(62.8%)으로 가장 많이 분리되었으며, 그 다음으로는 E. coli 496건(19.9%), Enterobacter spp. 215건(8.6%), C. freundii 75건(3.0%), K. oxytoca 45건(1.8%), 기타 39건(1.6%), Serratia marcescens 34건(1.4%), Raoultella ornithinolytica 8건(0.3%), Enterobacter cloacae 7건(0.3%), Enterobacter aerogenes 6건(0.2%) 순이었다. 2개 이상의 균이 동시 분리된 환자는 50명이었고, 이를 보정한 총 보고환자 수는 2,439명이었다(Table 1, Figure 6).

Table 1.
Figure 6.

2017년 가장 많이 분리된 K. pneumoniae는 2012년 21건(53.8%), 2013년 60건(65.9%), 2014년 105건(60.0%), 2015년 450건(79.6%), 2016년 1,208건(83.1%)으로 2012년부터 매년 가장 많이 분리되었으며, 그 다음으로 많이 분리된 균종을 살펴보면 2012년부터 2015년까지는 Enterobacter spp, 2016년부터는 E. coli 균으로 나타났다(Figure 7). 미국 질병통제센터(CDC)에 따르면 미국에서도 K. pneumoniae에 의한 CPE가 가장 많은 것으로 보고하고 있으며(2012년 총 9,300 사례의 CPE 중에서 7,900 사례가 K. pneumoniae에 의한 CPE임), 국내의 발생 양상과 유사한 것으로 분석되었다.

Figure 7.

5) 검체 종류별 분석 결과

직장도말검체(대변 포함)에서 CPE가 분리되어 보고된 건수는 CRE 신고 건수가 본격적으로 증가하기 시작한 2014년 이후 전체 검체에서 차지하는 비율이 해마다 증가하고 있다. 2017년 보고된 2,439건의 CPE 분리 검체 건수 중 직장도말검체(대변포함)에서 1,393건(57.1%)으로 가장 많이 분리되었으며, 객담 404건(16.6%), 소변 296건(12.1%), 혈액 124건(5.1%), 상처 및 농양 107건(4.4%), 체액 84건(3.4%), 기구/카데터 26건(1.1%), 기타 5건(0.2%) 순이었다(Figure 8).

Figure 8.

직장도말검사를 사용한 능동감시를 시행하여 CPE를 보고한 의료기관은 2012년(2개소) 2.0%, 2013년(3개소) 3.0%, 2014년(4개소) 4.0%, 2015년(10개소) 10.0%, 2016년(38개소) 32.8%, 2017년(78개소) 41.3%로 매년 증가 추세에 있다. CRE 전수감시 전환에 따라 유행기관의 능동감시 중요성에 대한 인식이 확산되고 있으며, 향후 직장도말검체 비율은 더욱 늘어날 것으로 예상된다(Table 2).

Table 2.

6) 신고기관 등 분석 결과

CPE 신고기관은 전체 표본감시 기관 중 2012년 14개소(14.0%), 2013년 12개소(12.0%), 2014년 29개소(29.0%), 2015년 44개소(44.0%), 2016년 75개소(65.2%), 2017년 130개소(68.8%)로 최근(2014년 이후) 증가 추세로 나타났다(Table 3, Figure 9).

Table 3.

 CRE 신고 건수 중 CPE 분리 비율 역시 2012년 4.0%, 2013년 4.9%, 2014년 8.1%, 2015년 21.9%, 2016년 38.5%, 2017년 44.7%로 꾸준히 증가하는 추세로 나타났다. 이는 앞에서 언급하였듯이 CRE의 전수감시체계 전환 및 CPE에 대한 의료진들의 인지도 상승으로 CRE 분해효소(CPE) 검사 시행 비율이 증가했기 때문인 것으로 추정하며, CPE 분리 비율이 표본감시에서 39.2%였으나, 전수감시에서 47.7%로 증가한 것이 이를 뒷받침한다. 그 외 능동감시 증가, 분해효소(CPE) 검사 보험 적용 등으로 수가 개선의 영향도 있을 것으로 생각된다(Figure 10).

Figure 9.

Figure 10.


맺는 말

2012년부터 2017년까지의 국내 표본 및 전수감시 자료를 살펴본 결과, 국내의 CRE 신고 건수는 매년 증가하고 있으며 특히 전수감시체계로 전환한 이후 더욱 가파르게 증가하고 있는 추세다. 신고된 CRE 건수 중 CPE가 보고되는 비율 역시 지속적으로 증가하고 있는 것으로 나타났다. 이 수치에는 국내 CPE 균주의 빠른 확산 정보도 반영되어 있을 것이나, 전수감시 과정에서 의료기관들의 CRE 능동감시 증가, 의료진들의 CPE 인지도 상승, CPE 검사 수가 적용 등도 적지 않은 영향을 주었을 가능성이 있다.
현재 CRE로 확인을 위해 각 의료기관에서 VITEK, MicroScan 등의 자동화 장비(Automated microbial identification)를 사용하여 균 동정을 하고 있다. CPE 여부를 확인하기 위한 검사는 염기서열분석, Xpert 등 유전자 진단 시설이 갖춰진 의료기관 혹은 외부수탁기관, 보건환경연구원 등에서 시행되고 있다[6]. 감시체계에 신고된 결과는 실험실 정도 관리에 따라 차이가 있을 수 있으나, 이 글에는 이러한 차이가 반영되지 않아 향후 추가적인 분석이 필요할 것으로 사료된다.
KPC 유전자형의 분해효소를 생성하는 CPE 균은 1990년대 후반부터 분리되기 시작하였으며, 2000년대 중반부터 일부 지역에서 KPC 생성 K. pneumoniae가 토착화되고 있다는 보고가 있었다[7]. KPC 생성 K. pneumoniae에 감염될 경우 환자의 사망률이 유의하게 증가하는 것으로 보고되었다[8,9]. 이 감시 결과에 따르면, 국내에서 신고된 CPE 중 KPC 생성 K. pneumoniae의 비율이 가장 많은 것으로 분석되었다. 국내의 한 대학 병원에서 4년간의 CPE 발생을 분석한 연구결과도 이와 다르지 않았다[10]. 최근 유럽에서 KPC 생성 K. pneumoniae의 colistin 내성률이 증가한다는 보고들이 있으며, 국내의 의료기관에서도 발견된 대부분의 CPE가 다제내성을 나타내었다는 연구 결과가 있다[8-10]. CPE의 빠른 전파 속도와 항생제 내성률 증가를 고려하면, 국내의 CPE 감염 관리를 위해 강화된 관리 방안 마련이 필요할 것으로 생각된다. 이를 위해 향후 전수감시 데이터가 축적되는 대로 CPE 균주의 국내 지역별, 의료기관 특성별, 분해효소별 발생 특성에 대한 심층 분석이 필요하다.
전 세계적으로 항생제 내성균이 증가하고 있으며, CRE 역시 빠른 속도로 발생이 증가하고 있다. 의료서비스 이용 증가에 따라 의료관련감염으로서 국내 CRE 발생 증가는 피할 수 없을 것이다. 그러나 아직 국내 토착화되지 않은 CRE에 대해 적극적인 감시, 관리 강화를 통해 그 속도를 최대한 늦추는 것은 가능하다. 카바페넴은 현재 의료기관에서 최후 단계에 쓰이고 있는 항생제로서, 새로운 항생제가 개발될 때까지 내성 전파 속도를 늦추는 것은 상당한 의미가 있을 것이다. 이 글이 국내 의료기관의 항생제 내성 및 의료관련감염병 전파를 막기 위한 CRE, 특히 CPE 관리 강화 방안 마련의 기초 자료가 되길 바란다.


참고문헌

1. Kim SW. Improving patient safety through prevention of healthcare associated infections. J Korean Med Assoc. 2015;58(2):116-122.
2. Yoo JH. Principle and perspective of healthcare-associated infection control. J Korean Med Assoc. 2018;61(1):5-12.
3. Kim SD, Sohn DW et al. The present Status and Counterplans of Nosocomial Infection. Korean J UTII. 2007;2:1-11.
4. Nordmann P, Naas T, Poirel L. Global spread of carbapenemaseproducing Enterobacteriaceae. Emerg Infect Dis. 2011;17:1791-1798.
5. Nordmann P, Cuzon G, Naas T. The real threat of Klebsiella pneumoniae carbapenemase- producing bacteria. Lancet Infect Dis. 2009;9:228-236.
6. 질병관리본부. 법정감염병 진단검사 통합지침. 2017.
7. Chen L, Mathema B, Chavda KD, DeLeo FR, Bonomo RA, Kreiswirth BN. Carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae: molecular and genetic decoding. Trends Microbiol. 2014;22:686-696.
8. Monaco M, Giani T, Raffone M, Arena F, Garcia-Fernandez A, Pollini S. Colistin resistance superimposed to endemic carbapenemresistant Klebsiella pneumoniae: a rapidly evolving problem in Italy, November 2013 to April 2014. Euro Surveill. 2014;19.
9. Tumbarello M, Trecarichi EM, De Rosa FG, Giannella M, Giacobbe DR, Bassetti M, et al. Infections caused by KPC producing Klebsiella pneumoniae: differences in therapy and mortality in a multicentre study. J Antimicrob Chemother. 2015;70:2133-2143.
10. Ahn SY, Sung JY, et al. Molecular Epidemiology and Characterization of Carbapenemase-Producing Enterobacteriaceae Isolated at a University Hospital in Korea during 4-Year Period. Ann Clin Microbiol. 2016;19:39-47.
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