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라임병 의심환자에 대한 분자면역학적 실험실 진단 및 특성 분석(2010-2012)
  • 작성일2013-10-18
  • 최종수정일2013-10-22
  • 담당부서감염병감시과
  • 연락처043-719-7168
라임병 의심환자에 대한 분자면역학적 실험실 진단 및 특성 분석(2010-2012)
Sero-immuno diagnosis and characterization analysis for suspected patients of Lyme Borreliosis in Korea, 2010-2012


질병관리본부 국립보건연구원 면역병리센터 인수공통감염과
노윤태, 황규잠, 엄지혜, 김수연


Ⅰ. 들어가는 말

  라임병(Lyme Borreliosis, LB)은, 보렐리아균(Borrelia burgdorferi, B. burgdorferi)에 감염된 참진드기의 교상으로 병원체가 전파되면서 발생하는 질병이다[1]. 라임병의 원인 병원체인 보렐리아균은 1975년 미국의 라임(Lyme) 지역의 숲 근처에서 활동하는 어린이들에게 단체로 관절염 증상이 나타난 원인을 분석하는 과정 중 진드기에게 물린 자국들이 공통적으로 발견되면서, 이를 연구하던 Burgdorfer 박사에 의해 처음으로 원인 병원체가 분리되었다. 임상증상은 초기에는 진드기에 물린 부위를 중심으로 피부에 특징적인 유주성홍반(Erythema migrans, EM)이 나타나고, 열, 근육통, 피로감, 관절통 등 감기 증상을 보이며, 만성으로 진행될 경우 관절염이 나타난다[1,2].

  미국에서 라임병 발생건수는 1982년에서 1996년까지 47개 주에서 약 100,000건, 1997년부터 2000년까지 평균 약 15,000건, 2000년 이후로는 평균 약 20,000여 건 이상의 환자가 지속적으로 발생되고 있다[1]. 영국, 스페인, 오스트레일리아, 캐나다, 아시아의 중국 및 러시아뿐만 아니라 일본에서도 매년 약 5-20명의 라임병 환자 발생이 보고되고 있다[1,2]. 국내에서는 1992년 참진드기 및 야생쥐에서 보렐리아균이 처음 분리 보고되었고, 단클론항체 및 일부 유전자 분석결과 B. garinii, B. afzelii 종으로 나타났으며, 해남 지역의 분리주는 B. burgdorferi sensu lato의 다른 종에 속하는 것으로 나타나 국내에서도 지역적 환경과 숙주에 따라서 다양한 종의 보렐리아균이 존재할 수 있음을 제시했다[3,5,8].
  
 국내에서 라임병은 해외유입에 대한 보고가 있을 뿐 국내 발생에 대한 정확한 원인을 알 수 없었지만, 1990년대 초 국내 불명열 환자 검체 67건을 대상으로 보렐리아균에 대한 항체가를 조사한 결과 7명(10.4%)의 검체에서 항체가 양성 결과가 나타난 보고가 있으며, 다른 연구결과에서는 불명열 환자 검체 283건 중 8건(2.8%)에서 보렐리아균의 유전자가 검출된 보고도 있다[4]. 또한, 2009년 질병관리본부 국립보건연구원에서 전국 사슴농장 종사자를 대상으로 실태조사를 한 결과 총 516명의 대상자 중 라임병 항체 양성자 13명(2.5%)이 확인된 바 있다[9]. 라임병의 혈청학적 진단을 위해 미국 질병관리본부에서는 1단계 검사로 효소면역검사(Enzyme Immunoassay, EIA) 또는 간접면역형광항체법 (Immunofluorescence Assay, IFA)를 실시하고 양성인 검체는 임상 증상 및 감염 기간을 고려하여, 2단계 확인진단 검사인 웨스턴 블럿(Western blot) 실험으로 IgG과 IgM을 진단하는 가이드라인을 제시하고 있다[1]. 국내 질병관리본부 국립보건연구원에서도 1993년부터 라임병의 1단계 혈청학적 진단 검사로 IFA를 실시하여, 급성기 혈청이 IgG 1:256 이상 또는 IgM 1:16이상이거나, 급성기 및 회복기 항체가 변화가 4배 이상 상승 할 경우 양성으로 판정하며, 2단계 확인진단 검사는 Western blot 실험으로 IgG, IgM 항체 검사를 실시하고 있다(Figure 1)[10].

  2005년부터 2009년까지 실험실 진단으로 의뢰된 1,897 검체 중 항체가 양성건수는 53건(2.8%)으로 확인 보고한 된 바 있다. 이 중 20건이 참진드기 교상으로 보고되었는데, 5건이 국내에서 교상당한 경력이 있는 경우였다[6]. 2010년 라임병이 제 4군 법정감염병으로 지정된 후 2012년 6월 화천 화악산을 등반하던 주부가 진드기에 물린 후 유주성홍반 및 발열, 오한, 피로감, 근육통, 관절통의 증상을 보이며, 라임병 임상 증상, 역학조사, 실험실 검사결과 모두 양성을 보여 국내 발생 확진 환자로 최종 확인되었다[7].
이 조사에서는 라임병이 제 4군 법정감염병원으로 지정된 2010년부터 2012년까지 3년간 질병관리본부 국립보건연구원에 라임병으로 진단 의뢰된 검사 결과를 분석하여, 분자면역학적 결과를 토대로 의심환자에 대한 기본적인 역학정보 및 임상정보의 특성을 알아보고자 한다.


Ⅱ. 몸말

  2010년부터 2012년까지 전국 의료기관에서 라임병이 의심되어 국립보건연구원에 진단 의뢰된 검체는 총 2,304건(2010년 541건, 2011년 917건, 2012년 846건)이었다. 검체종류는 혈청이 1,770건, 뇌척수액이 471건, 혈액이 63건이었으며, 이 중 보렐리아균 배양으로 의뢰된 검체는 70건, 항체가 검사로 의뢰된 검체는 2,234건 이었다(Table 1). 의뢰된 검체의 성별 비율은 남성 1,150건, 여성 1,070건 확인이 불가한 84건으로 크게 차이를 보이지 않았다(Figure 2). 월별 의뢰 검체수는 특정 월에 관계없이 전반적으로 고르게 의뢰되었다(Figure 3). 의뢰 검체의 연령은 30대에서 70대까지 고루 나타났으며, 20대 이하 및 80대 이상에서는 낮은 분포를 보였다(Figure 4).

  실험실 1단계 진단검사인 IFA 항체가 검사는 B. burgdorferi sensu stricto, B. afzelii, B. garinii 3종의 항원이 고정된 슬라이드에 검체를 1:16부터 2배씩 단계희석하여 37℃에 30분 반응한 뒤, Phosphate Buffered Saline(PBS)로 3번 세척하였다. 이 후 2차 항체 FITC conjugated-human IgG 또는 IgM을 37℃에 30분 반응하고 PBS로 3번 세척한 후, 슬라이드에 mounting solution을 떨어뜨리고 cover slide로 고정하여 형광현미경으로 관찰하였다. 항체가 분석 결과는 table 2와 같다. 진단 기준에 따라 1단계 검사에서 단일 혈청 항체가 IgG 1:256 이상 또는 IgM 1:16 이상인 검체는 2010년 13건, 2011 1건, 2012년 4건이었고, IgM이 양성인 검체는 1건이었다. 혈청학적진단은 급성기와 회복기의 검체가 의뢰되어 진단되어야하나 18건의 양성 검체 중 3건 만이 확진 검사를 위해 2회 의뢰된 검체였다. 확인 검사를 위한 2단계 검사는 외국에서 라임병 감염 경력이 있는 환자 3번을 제외하고, 보렐리아균의 p100, VlsE, p41, p39, OspA, OspC, p18 항원이 부착된 상용화된 Strip kit(MIKROGEN diganostik, Germany)을 이용하여 Western blot을 수행하였다. 18건 중 Western blot 양성 검체는 7건이었으며, 2번 의뢰된 검체는 2건이었다(Table 3).
  

 IFA 및 Western blot 에서 모두 양성반응을 나타낸 검체는 7건(0.3%)으로 분석되었다. 총 7명의 환자 중 감염 중기 이후에 발현되는 보렐리아 p100, VlsE와 항체 교차반응 확인을 위한 p41에서 모두 IgG 항체 양성인 검체는 4건으로 확인되었으며, 보렐리아균의 병원성인자로 잘 알려진 OspC 항원에는 5명의 환자가 IgG 또는 IgM 항체에서 양성으로 나타났다. 이 중 IgG 와 IgM 항체에 모두 양성반응을 나타낸 환자는 3건(0.1%)이었다. 두 진단검사에서 모두 양성 반응이 나타난 1, 3, 12번 환자는 외국인으로 해외에서 감염이 확인 된 경우였다. 2012년의 13, 14번 환자의 경우는 참진드기에 물려서 유주성홍반이 나타나는 등 전형적인 라임병 증상을 가지고 있었으며, 역학 조사, 임상증상, 실험실 진단에서 모두 양성을 보인 국내 환자 발생의 확진 환자로 진단되었다. IFA에서 양성이었던, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 15번은 Western blot에서 일부 항원에서 양성반응이 있었지만, 결과는 음성으로 판정되었다 (Table 3).


Ⅲ. 맺는 말

  미국 및 유럽에서 1년에 수만 명의 환자가 발생하고 있는 라임병은 국내에서도 해마다 의심환자 진단의뢰 건수가 증가 하고 있다. 다른 인수공통감염병들에 비해 사망률이 낮고, 발생빈도에 대한 조사 자료가 없을 뿐 아니라 전문가도 부족하여, 항상 국가의 현안 질병에서 제외되어 왔다. 1993년부터 국립보건연구원에서는 라임병 실험실 진단을 수행하고 있으며, 2010년 법정감염병으로 지정되기 이전까지 일부 의심환자의 사례보고와 항체가 조사 이외에 실험실 진단에서 양성인 의심환자의 추적조사, 감시 및 보렐리아균 매개체 감시를 위한 실태조사가 이루어지지 않고 있어 국내 현황에 대한 정확한 통계 자료 및 과학적 근거자료가 부족한 상황이다. 현재까지 국내 감염환자에서 보렐리아균을 분리한 사례는 아직 보고된바 없다.

  이 글의 조사 분석에서 2010년부터 2012년까지 1차와 2차 검사에서 모두 양성이었던 검체는 7건 이었으며, 이 중 3건은 외국인, 4건은 내국인이었다. 내국인 4건 중 2012년 2건은 역학조사, 임상증상, 실험실 진단이 모두 라임병에 해당하는 확진 환자였다. 이러한 증거들을 기반으로 라임병은 간헐적으로 유행할 가능성이 있어 계속 그 발생을 감시하고 방역대책 수립이 필요한 감염병임을 인지하여야 하며, 최근 많은 질병들의 해외유입이 증가하고 있으므로, 매개체 및 숙주동물 전파 질환인 라임병의 질병 예방을 위해서는 환경에서의 매개체 감시, 고위험군 직업에 대한 실태 조사 등의 능동적인 환경 감시와 국내 병원체에 대한 특성 연구가 필요하다고 생각된다.


Ⅳ. 참고문헌
1. Maria E. Aguero-Rosenfeld, Guiqing Wang, Ira Schwartz, Gary P. Wormser. Diagnosis of Lyme Borreliosis. CMR 2005;18(3):484-509.
2. Guiqing Wang, Alje P. Van Dam, Ira Schwartz, Jacob Dankert. Molecular Typing of Borrelia burgdorferi Sensu Lato:Taxonomic, Epidemiological, and Clinical Implications. CMR 1999;12(4):633-653.
3. Sunho Kee, Kyu-Jam Hwang, Hee-Bok Oh, Moon-Bo Kim, Jea-chul Shim, Han-Il Ree, Kyung-Seok Park. Isolation and Identification of Borrelia burgdorferi in Korea. J. Korean Soc. Microbiol 1994;29(4):301-310.
4. Yeon-joo Choi, Seung-Hoon Han, Jin-Mi Park, Kyung-Min Lee, Eun-Mi Lee, Seung-Hyun Lee, Hyeon-Je Song, Young-Sang Koh, Keun-Wha Lee, Won-jong Jang, Kyung-Hee Park. First Molecular Detection of Borrelia afzelii in Clinical Sample in Korea. Microbiol. Immunol 2007;51(12):1201-1207.
5. Kyung-Hee Park, Woo-Hyun Chang, Tom G. Schwan. Identification and Characterization of Lyme Disease Spirochetes, Borrelia burgdorfien Sensu Lato, Isolated in Korea. J.Clin. Microbiol 1993;31(7):1831-1837.
6. Sang-Hee Park, Kyu-Jam Hwang, Hyuk Chu, Mi-Yeoun Park. Serological Detection of Lyme Borreliosis Agents in Patients From Korea, 2005-2009. Public Health Res Perspect 2011 2(1), 29-33.
7. Shinje Moon, Jin Gwack, Kyu Jam Hwang, Donghyuk Kwon, Suyeon Kim, Yoontae Noh, Jongyul Roh, E-hyun Shin, Kungjin Jeong, Wonseok Seok, Seung-Ki Youn. Autochthonous Lyme Borreliosis in Humans and Ticks in Korea. Osong Public Health Res Perspect 2013 4(1), 52-56.
8. Sunho Kee, Kyu Jam Hwang, Hee Bok Oh, Kyung Seok Park. Identification of Borrelia burgdorferi siolated in Korea using Outer Surface Protein A(OspA) serotyping system. Microbiol. Immunol. 1994 38(12), 989-993
9. 질병관리본부 국립보건연구원 면역병리센터 인수공통감염과, 전염병대응센터 전염병관리과, 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단. 2009년 전국사슴농장 종사자 큐열 및 라임병 실태조사. 2010.제 3권 14호.
10. 보건복지부, 질병관리본부, 대한의사협회. 2011 법정감염병 진단 신고 기준. 59-61.

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