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2013년 국내 급성설사질환 원인 바이러스 실험실 감시 현황
  • 작성일2014-11-27
  • 최종수정일2014-11-27
  • 담당부서감염병감시과
  • 연락처043-719-7166
2013년 국내 급성설사질환 원인 바이러스 실험실 감시 현황
Laboratory Surveillance of Viral Acute Gastroenteritis in Korea, 2013

질병관리본부 국립보건연구원 감염병센터 수인성질환과
황보미, 이덕용

Abstract


[BACKGROUND] Acute gastroenteritis was more prevalent in children below 5 years old, and general etiological agents are norovirus (NoV), group A rotavirus (RoV), enteric adenovirus (AdV), astrovirus (AsV) and sapovirus (SaV). In this study, we analyzed the laboratory surveillance of diarrhea sporadically induced by viral pathogens in Korea, 2013.
[METHODOLOGY] Fecal specimens were collected from acute gastroenteritis patients in 2013. NoV was detected by real-time RT-PCR and genotype was determined by RT-PCR-based sequence analysis system. RoV and AdV were detected of their antigen by EIAs methods. AsV and SaV were specific gene detection by duplex RT-PCR methods.
[RESULTS] Viral infection was detected in 3,379 samples (17.8%) from 18,908 of investigated fecal samples. NoV was found most frequently (8.5%), followed by RoV (7.6%), AdV (0.9%), AsV (0.6%), and SaV (0.3%). The highest viral positive rate (30.7%) was observed in children (≤ 5 years of age), and statistically significant relationship was observed when compared with other age groups (≥6 years of age) (8.0%).
[CONCLUSION] NoV was predominant in winter season, whereas RoV was at its peak in spring. Viral gastroenteritis was detected in all age groups, but higher incidence of infection was in children below 5 years old. Recently, AdV, AsV, and SaV associated outbreaks were reported, although their detection rate was low in sporadic case.



Ⅰ. 들어가는 말


  급성설사질환은 오염된 물이나 음식물을 섭취하였을 때 나타나는 질병으로 주요증상은 구토, 설사, 복통, 고열, 탈수 등이 있다. 주로 어린아이에게 많이 나타나고, 전 세계적으로 매년 30-50억 명의 환자가 발생하며, 그 중 약 200만 명의 환자가 사망한다[1]. 급성설사질환을 일으키는 주요 바이러스로 노로바이러스(Norovirus), A형 로타바이러스(Group A rotavirus), 장 아데노바이러스(Enteric adenovirus), 아스트로바이러스(Astrovirus), 사포바이러스(Sapovirus)가 알려져 있다[2]. 바이러스에 의한 급성설사질환은 기온이 낮은 동절기에 주로 발생하며 전 세계적으로 많은 집단발생 사례가 보고되고 있다[3]. 국립보건연구원에서는 2005년도부터 전국 16개 시․도 보건환경연구원과 65개의 표본감시 의료기관이 참여하여 국내 급성설사질환 원인 바이러스에 대한 실험실 감시를 수행하고 있다.

이 글에서는 2013년도 급성설사질환 실험실 감시망(엔터넷, EnterNet)을 통해 확인된 바이러스 5종(노로바이러스, A형 로타바이러스 , 장 아데노바이러스, 아스트로바이러스, 사포바이러스)에 대한 국내 발생빈도와 유행양상을 살펴보고자 한다.

Ⅱ. 몸 말


  노로바이러스는 소아에서 뿐만 아니라 성인에서도 발병률이 높은 바이러스로서 비세균성 급성위장관염의 원인병원체 중 가장 높은 발병률을 보이고 있다[4]. 최근 단체급식과 외식이 증가하면서 지역사회, 학교시설, 요양원, 음식점 등 다양한 장소에서 노로바이러스에 의한 식중독이 빈번히 발생하고 있으며 발생시기 또한 다양하게 보고되고 있다. A형 로타바이러스는 영유아 설사증의 주요 원인으로 후진국뿐만 아니라 선진국에서도 높은 발병률과 사망률을 나타내는 바이러스성 질환이다. 미국의 경우에는 A형 로타바이러스 감염환자가 전체 영유아 설사환자 중 약 5-10%, 심한 설사환자 중에서는 30-50%의 높은 비율을 차지하고 있으며[5], 우리나라의 영유아에서도 높은 발생율을 보이고 있다. 장 아데노바이러스는 혈청형에 따라 급성호흡기질환, 위장관염, 유행성결막염, 뇌막염, 출혈성 방광염 등 다양한 질환을 일으키는 것으로 보고되고 있다. 그 중 F형 그룹에 속하는 혈청형 40, 41형이 위장질환과 관련이 있다. 아스트로바이러스는 급성 위장관염 환자 중 약 1-2% 정도의 낮은 검출률을 보이고 있지만 일부 국외에서는 A형 로타바이러스에 이어 두 번째로 중요한 장염 바이러스로 보고된 바 있으며[6], 2003년 국내에서도 크게 유행한 바 있다. 사포바이러스는 노로바이러스와 같은 과(Caliciviridae)에 속하는 바이러스로, 국외에서는 전 연령에서 발병하는 바이러스로 알려져 있지만[4], 국내에서는 연중 1% 미만으로 가장 낮은 검출률을 보이고 있다. 이러한 주요 5종 바이러스의 검출률은 엔터넷을 통해 확인하고 있으며, 5세 이하의 연령군에 대한 분석자료 결과는 질병관리본부 홈페이지를 통해 매주 환류하고 있다. 보다 정확한 발생연령과 계절별 분리양상의 분석을 위해 검체정보(연령 및 채취일자)가 누락된 검체결과는 분석에서 제외하고 있다.

2013년 급성설사질환의 원인바이러스 규명을 위해 전국 16개 시․도 보건환경연구원과 연계하여 다음과 같이 검체를 수집하고 검사를 실시하였다. 설사를 주 증상으로 하는 환자의 분변을 발병 즉시 채취하였고, 채취가 늦어질 경우에도 발병 후 최대 48시간 이내 검체를 채취하였다. 검체의 양은 1g 이상을 채취하였으나, 분변 채취가 어려운 경우에는 면봉으로 직장도말을 실시하여 검체를 확보하였다. 소변과 섞이지 않은 분변을 채취한 후에 깨끗한 검체 용기에 넣어 밀봉한 후 냉장상태를 유지하여 실험실로 운반하였다. 분변은 멸균한 PBS에 1/10비율로 잘 희석한 후 원심 분리하여 상층액을 검사에 사용하였다. 이렇게 수집된 분변을 대상으로 5종 바이러스(노로바이러스, A형 로타바이러스, 장 아데노바이러스, 아스트로바이러스, 사포바이러스)에 대한 검사를 수행하였다. A형 로타바이러스와 장 아데노바이러스는 항원검출을 위해 효소면역법인 enzyme immunoabsorbent assays(EIAs)를 실시하였고, 노로바이러스는 real-time PCR로 스크리닝을 한 후 nested reverse tranion(RT)-polymerase chain reaction(PCR)을 이용하여 유전자형을 확인하였으며, 아스트로바이러스와 사포바이러스는 RT-PCR을 실시하였다. 실험된 결과는 Excel Program과 통계프로그램(SPSS)을 이용하여 다음과 같이 분석하였다.

2013년도 설사환자에서 수집된 분변 검체는 총 18,908건으로, 0세(16%), 1세(11%) 그리고 70세 이상(15%)의 환자군에서 많이 수집되었다(Figure 1). 2012년도에 수집되었던 검체는 총 18,731건으로 2013년과 177건의 차이를 보였고, 연령대별로는 2013년과 큰 차이를 보이지 않았다. 그 중 장염바이러스 양성 검체는 총 3,379건(17.8%)으로, 5세 이하의 영유아가 2,513건(30.7%), 6세 이상에서는 866건(8.0%)이었다.

5세 이하의 연령군을 대상으로 계절별 분리 양상을 확인한 결과, 기온이 낮은 겨울과 초봄(10-4월)에 주로 유행하였고, 기온이 상승하는 하절기(6-9월)에는 검출률이 감소하는 전형적인 장염바이러스의 경향을 보였다(Figure 2). 최근 6년간(2008-2013년) 계절에 따른 검출률은 크게 변하지 않았지만, 2012년도 검출률은 상대적으로 높았다. 이는 2012년도에 노로바이러스에 의한 감염이 전 세계적으로 급증하였고[7], 이와 유사하게 국내에서도 증가한 것으로 사료된다.

병원체별로 노로바이러스 검출률(17.2%)은 2012년 대비 4.1% 감소하였고, A형 로타바이러스 검출률(10.0%)은 2012년 대비 4.0% 증가하는 대조적인 결과를 보여주었다. 최근 6년간(2008-2013년)의 검출률을 확인한 결과 노로바이러스가 증가하면 A형 로타바이러스가 감소하고, 노로바이러스가 감소하면 A형 로타바이러스가 증가하는 대조적인 결과를 보여주어, 지난 유행시기(2013-2014년)에는 노로바이러스가 감소하고 A형 로타바이러스가 증가하였기 때문에 이번 유행시기(2014-2015)에는 노로바이러스가 증가하고, 상대적으로 A형 로타바이러스가 감소될 것으로 예상된다. 장 아데노바이러스, 아스트로바이러스 그리고 사포바이러스는 예년과 비슷한 검출률을 보였다(Figure 3).

월별로 장염 바이러스의 검출 현황을 분석해보면 A형 로타바이러스는 1-5월에 높은 검출률을 보였고, 노로바이러스는 10월부터 다음해 3월까지 높은 검출률을 보였다. 반면, 장 아데노바이러스, 아스트로바이러스, 사포바이러스는 검출률이 전반적으로 높지 않아 분포율의 변화를 확인할 수 없었다(Figure 4).

연령별 분포현황을 보면 0-5세의 연령군에서 검출률이 가장 높았으나 노로바이러스는 전 연령에 걸쳐 유행하는 패턴을 보였다. 유전자 그룹(Genogroup)별로 나누어 분석한 결과 사람과의 접촉에 의한 발생이 높은 유전자 그룹II(GenogroupII, GII)는 다른 바이러스와 마찬가지로 면역력이 약한 5세 이하의 연령군에서 검출률이 높은 반면 식품섭취를 포함한 환경노출에 의한 발생이 높은 유전자그룹I(GenogroupI, GI)은 집단급식과 같은 공동체 생활이 많은 6세 이상 15세 이하의 연령군에서 높은 검출률을 보이는 것을 알 수 있었다(Figure 5).

Ⅲ. 맺음말


  2013년 국내에서 발생한 급성설사질환의 원인 바이러스는 5세 이하 연령군에서 가장 많이 확인되었고, 그 중에서도 노로바이러스가 가장 높은 검출률(8.5%)을 보였다. A형 로타바이러스 또한 높은 검출률(7.6%)을 보였지만, 주로 겨울철에 높은 검출률을 보인 노로바이러스와는 달리 1-5월 사이에 가장 높은 유행양상을 보였다. 장 아데노바이러스와 아스트로바이러스, 사포바이러스의 검출률은 낮지만 국외 및 국내에서 집단발생의 보고가 이어지고 있어 주의를 기울여야 한다. 그동안 국립보건연구원에서는 노로바이러스 고감도 탐지를 위해 형광입자가 표지된 probe를 이용한 Real-time RT-PCR법을 개발, 보급하였고, 현재에는 A형 로타바이러스, 장 아데노바이러스, 아스트로바이러스 및 사포바이러스에 대한 고감도 검사법을 개발하기 위한 노력을 계속하고 있다. 또한 국내 설사질환 원인 병원체의 유행 경향을 조사하는 급성설사질환 실험실 감시사업(엔터넷, EnterNet)을 통해 급성설사질환 원인 바이러스에 대한 감시와 관리가 지속적으로 진행되고 있다. 이러한 활동은 바이러스 병원체에 의한 설사질환 집단발생시 조기진단 및 관리를 통한 확산 방지에 기여하게 될 것이다.

Ⅳ. 참고문헌


1. Flint JA, Van Duyhoven YT, Angulo FJ, DeLong SM et al., Estimating the burden of acute gastroenteritis, foodborne disease, and pathogens commonly transmitted by food: an international review. Clin Infect Dis. 1;41(5):698-704.
2. Clark B, McKendrick M. 2004. A review of viral gastroenteritis. Curr Opin Infect Dis. 17(5):461-9.
3. 질병관리본부 국립보건연구원 간염․폴리오바이러스과. 2010. Laboratory Surveillance of Viral Acute Gastroenteritidis. 2005-2008.
4. Fabian Gomez-Santiago, Rosa María Ribas-Aparicio, Herlinda Garcia-Lozano. 2012. Molecular characteri -zation of human calicivirus associated with acute diarrheal disease in Mexican children. Virology Journal. 9:54.
5. World Health Organization. 2004. Global and National Estimate of Deaths under age Five Attributable to Rotavirus Infection Geneva
6. Jongyoun Yi, Jae-Kyoo Lee, Eun-Hee Chung, Dong Hee Cho, Eui-Chong Kim. 2004. An outbreak of astrovirus infection of newborns with hemorrhagic diarrhea in a neonatal unit. Korean J Clin Microbiol. 7(1) : 55-58.
7. van Beek J, Ambert-Balay K, Botteldoorn N, Eden JS, Fonager J, Hewitt J, Iritani N, Kroneman A, Vennema H, Vinje J, White PA, Koopmans M, on behalf of NoroNet. 2013. Indications for worldwide increased norovirus activity associated with emergence of a new variant of genotype II.4, late 2012. Euro Surveill. 18(1):PII=20345.

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