Abstract


Background: As an early warning system for Japanese encephalitis (JE) a nationwide surveillance program, JE Epidemic Forecast Program, has been implemented since 1976 in the Republic of Korea. Here, we describe the results of JE surveillance as well as laboratory diagnosis conducted in 2013.
Methodology: Laboratory diagnosis for JE was conducted using RT-PCR, IgM ELISA and indirect immunofluorescence assay in serum or cerebrospinal fluid. A lateral-flow immunochromatographic test was used to detect anti-JEV antibodies in sera from slaughtered pigs. Mosquitoes were caught on a weekly basis and pooled mosquitoes were subjected to real-time RT-PCR so as to detect several flaviviruses in a single reaction.
Results: A total of 14 JE patients were confirmed by serological tests in 2013. Among the 2,320 unvaccinated pigs' sera, 292 (12.6%) were positive to JEV. Twelve mosquito pools were found to be JEV positive by RT-PCR and sequence analysis. In addition, ten pools of mosquitoes (Aedes vexans) were identified as Chaoyang virus positive.
Conclusions: The results demonstrate that JEV was still active throughout the country from early August to late October. By analyzing the surveillance data, we could provide the public with information as to when and where the Japanese encephalitis virus was active, which may be helpful to reduce the victims by the virus.


I. 들어가는 말


  일본뇌염은 플라비비리데과(Flaviviridae family), 플라비바이러스속(Flavivirus genus)의 일본뇌염바이러스(Japanese encephalitis virus, JEV)가 원인 병원체이다[1]. 바이러스는 집모기속(Culex genus)의 모기를 매개로 하여 돼지나 왜가리, 해오라기 등의 물새에서 증폭된 후 흡혈을 통해 다른 모기에게 옮겨지거나 우연 숙주인 사람이나 중대형 동물에게 전파된다[2]. 일본뇌염은 사백신이 도입된지 60년이 넘었고 바이러스에 감염된 경우라도 5%미만 정도만 뇌염으로 진행하지만, 치사율이 20-30%에 이르고 회복환자의 30-50%가 신경학적 후유증을 보인다는 점에서 심각한 질병이다. 세계보건기구에서는 연간 60,000여 명의 환자가 발생하는 것으로 추산하고 있다[3].

우리나라에서는 1940년대 이후 수백에서 천 여명에 이르는 유행이 2-3년 간격으로 지속되다가 1960년대 후반에 백신도입을 계기로 환자수가 급감하여 1983년 193명이 보고된 것을 끝으로 더 이상의 유행은 발생하지 않고 있다[4]. 또한 1975년부터는 매년 봄철에서 가을까지 “일본뇌염유행예보사업”을 수행하여 자연계에 존재하는 바이러스 활동을 감시해오고 있다. 이 사업은 1)일본뇌염 매개모기의 첫 출현시기와 주별 발생밀도 조사, 2)매개모기에서의 바이러스 분리(검출), 3)증폭숙주인 돼지의 항체 검사를 수행한다. 이를 통해 일본뇌염의 유행을 조기에 예측하여 일본뇌염 주의보와 경보를 단계적으로 발령함으로써 대규모의 유행을 방지하고자 하는 조치였다. 또한 조사사업 수행에서 얻은 국내 모기종 분포나 바이러스 분석은 일본뇌염 관리정책의 과학적 근거로 활용되고 있다.

이 글에서는 2013년도에 수행한 일본뇌염 실험실 환자 진단과 증폭 숙주인 돼지의 항체 검사 및 모기에서의 바이러스 검출 결과를 기술하고자 한다.

II. 몸말


환자 진단을 위한 일차 스크리닝 검사에서는 역전사중합효소연쇄반응법(Reverse tranion-polymerase chain reaction, RT-PCR)과 IgM ELISA(Enzyme-linked immunosorbent assay) 시약을 사용하여 바이러스 유전자 검출과 항체 검출 시험을 수행하였다. 일차 검사에서 IgM 항체 양성 결과가 나오면 2차 혈청을 요청하여 두 검체 간 항체 역가의 상승을 조사하였다[5]. 법정감염병 진단‧신고기준(보건복지부 고시 제2012-123호)에 따라 일본뇌염바이러스의 특이적 IgM 항체가 검출되었거나 급성기와 회복기 혈청 간의 항체 역가가 4배 이상 상승한 경우 또는 바이러스가 검출되었을 때에 일본뇌염 환자로 판정하였다. 2013년에 799건의 일본뇌염 진단 의뢰를 받았으며 그 중 14명이 일본뇌염으로 확진되었고 이중 3명이 사망하였다(Table 1). 환자의 평균 연령은 57.5세(43-73)였고 40대 3명, 50대 5명, 60대 4명, 70대에서 2명 순으로 나타났으며, 환자발생 시기는 발병일 기준으로 8월 초순에서 10월 하순까지였다.

증폭 숙주인 돼지의 항체검사는 전국 8개 보건환경연구원(강원, 충북, 충남, 전북, 전남, 경북, 경남, 제주)에서 7월부터 10월까지 수행되었으며, 매주 관내 도축장 및 가축위생시험연구소로부터 10-20건의 혈청을 확보하여 면역크로마토그래피 검사 키트로 시험하였다. 검사대상 돼지의 사육 농가 소재지 정보를 확보하여 실제 바이러스 활동 지역을 추정하였고 또한 추후 방제지역 설정에 활용하고자 하였다. 총 2,320건의 백신 미접종 돼지혈청에서 292건(12.6%)의 항체 양성이 확인되었고, 돼지 사육 농가수로는 총 208개 중 55.3%에 해당하는 115개 농장에서 항체 양성을 보였다.

매개모기에서 일본뇌염바이러스 검출은 8개 보건환경연구원(강원, 충북, 충남, 전북, 전남, 경북, 경남, 제주)과 3개 국립검역소(군산, 마산, 부산)에서 채집한 모기를 대상으로 수행하였으며, 실험법은 Yang등에 의해 보고된 SYBR Green Ι을 이용한 실시간 역전사 중합효소연쇄반응법(real-time RT-PCR)을 사용하였다[6]. 이 시험법은 단일 반응 튜브 내에서 일본뇌염바이러스, 뎅기바이러스, 황열바이러스, 웨스트나일바이러스 등의 플라비바이러스를 모두 검출할 수 있도록 고안된 방법이다. 일본뇌염바이러스의 주요 매개모기인 작은빨간집모기(Culex tritaeniorhynchus)뿐만 아니라, 중국 등에서 매개 모기로 보고된 빨간집모기(Culex pipiens)와 금빛숲모기 (Aedes vexans)도 조사하였다[7]. 국립검역소에서는 뎅기바이러스 등의 국내 유입을 감시하기 위해 흰줄숲모기(Aedes albopictus)도 조사 대상에 포함하였다. 총 140,000여 마리의 모기(C.tritaeniorhynchus 78,017마리, C.pipiens 5,431마리, Ae.vexans 63,408마리, Ae,albopictus 155마리, 총 3,609 pools) 중 49.7%에 해당하는 1,794pools를 처리한 결과, 빨간집류 모기에서 12건의 일본뇌염바이러스와 숲모기류에서 10건의 차오양바이러스(Chaoyang virus)를 검출하였다(Table 3, 4). 일본뇌염바이러스는 8월 초부터 10월 중순까지 채집된 모기에서 검출되었고 차오양바이러스는 6월 중순부터 8월 초순까지 검출되었다. 뎅기바이러스 등 기타 모기 유래 플라비바이러스는 검출되지 않았다. 일본뇌염바이러스의 DNA 염기서열을 분석한 결과, 국내에는 유전형 1형과 5형이 활동하는 것을 확인하였고 추가적으로 분자 수준에서의 진화 양상을 분석하고 있다.

III. 맺는 말


  2013년 일본뇌염 환자 수는 지난해의 20명에 비해 다소 줄어든 14명이었고 환자 연령대는 40대 이상의 성인층에 집중되는 현상이 유지되고 있었다. 발생시기는 예년과 마찬가지로 8월 초순에서 10월 하순까지였는데, 실제 일본뇌염바이러스의 검출시기도 8월 초순부터 10월 중순까지로 비슷했다. 증폭 숙주인 돼지의 항체검사에서는 전국 평균 12.6% 양성률을 보여 2012년의 11.8%와 비슷한 양상을 보였다. 농가수를 기준으로 보면 208개 농장 중 115개(55.3%) 농장에서 1건 이상의 항체 양성을 보여 작년의 44% (84/190)보다는 다소 높은 수치를 보였다.

이러한 감시결과를 종합하여 2013년도 일본뇌염바이러스의 활동 시기와 감염 위험지역을 추정해 볼 수 있었다. 이를 근거로 보건 당국에서는 감염위험이 높은 시기인 8월 초순에서 10월 중순까지는 야간활동을 자제하거나 기피제를 사용하여 일본뇌염 매개 모기에 흡혈되지 않도록 대국민 홍보를 강화하고, 모기 밀도가 높거나 바이러스가 검출된 지역 및 항체 양성을 보인 돼지 사육농가에 대한 환경개선 및 모기 방제를 적극적으로 실시하며, 나아가 국내에 분포하는 일본뇌염바이러스의 유전학적․항원학적 변이에 대한 연구도 활발하게 이루어져야 할 것이다.

IV. 참고문헌


1. Chambers, TJ, Hahn CS, Galler R, Rice CM. 1990. Flavivirus genome organization, expression, and replication. Annu Rev Microbiol 44: 649-88.
2. Endy TP and Nisalak A. 2002. Japanese encephalitis virus: ecology and epidemiology. Curr Top Microbiol Immunol 267: 11-48.
3. Japanese encephalitis surveillance and immunization-Asia and the wetern pacific. 2013. 2012 Morbidity and Mortality Weekly Report 62(33):658-62.
4. Sohn YM. 2000. Japanese encephalitis immunization in South Korea: past, present, and future. Emerg Infect Dis 6(1): 17-24.
5. Ju YR and Jeong YE. 2009. Manual for laboratory diagnosis of flavivirus infection. Korea Centers for Disease Control and Prevention.
6. Yang CF, Chen CF, Su CL, Teng HJ. 2010. Screening of mosquitoes using SYBR GreenΙ-based
real-time RT-PCR with group-specific primers for detection of Flaviviruses and Alphavirus in
Taiwan. J Virol Methods 168:147-51.
7. Wang HY, Takasaki T, Fu SH, Sun XH, Zhang HL, Wang ZX, Hao ZY, Zhang JK, Tang Q,
Kotaki A, Tajima S, Liang XF, Yang WZ, Kurane I, Liang GD. 2007. Molecular epidemiological
analysis of Japanese encephalitis virus in China. J Gen Virol 88:885-94.