본문으로 바로가기 주메뉴 바로가기

사용자별 맞춤메뉴

자주찾는 메뉴

추가하기
닫기

간행물·통계

contents area

detail content area

2012-2013년 국내 노로바이러스성 집단발생의 분자역학적 분석
  • 작성일2014-12-24
  • 최종수정일2014-12-24
  • 담당부서감염병감시과
  • 연락처043-719-7166
2012-2013년 국내 노로바이러스성 집단발생의 분자역학적 분석
Molecular Epidemiology of Norovirus-related Outbreaks in Korea, 2012-2013

질병관리본부 국립보건연구원 감염병센터 수인성질환과
정선영, 이덕용

Abstract

Background
: Human noroviruses (NoV) are major causative agents in nonbacterial acute gastroenteritis and NoV-related outbreaks have occurred in Korea. Thus, analyzing molecular epidemiological investigation and understanding the distribution aspects are significant. The aim of this study is to understand the molecular epidemiology of NoV-related outbreaks and to identify the genetic distribution in Korea, 2012-2013.
Methods: For this study, we collected 2,785 of stool specimens from a total of 126 outbreak cases. Semi-nested RT-PCR was performed for the detection of NoVs to analyze the distribution of genotype of NoV-associated outbreaks in Korea during 2012-2013. Subsequently, we performed automatic sequencing and genotype determination using amplified products according to the web-based reporting system ‘EnterNet’.
Results: Molecular epidemiological analyses for Korean strains associated with food-borne outbreaks during 2012-2013 revealed that 12 genotypes belonged to GI and 12 genotypes in GII were involved in outbreaks. GII-4 (40.7%) was confirmed as the most predominant strain in NoV-associated outbreaks, which is compatible with the result of genotype distribution for sporadic cases investigated by acute diarrhea laboratory surveillance.
Conclusions: Continued monitoring is required since NoV-associated outbreaks frequently occurred in Korea. Through this study, we have revealed that NoV-associated outbreaks consisted of various genotypes, and GII-4 is the most prevalent strain.



Ⅰ. 들어가는 말


  노로바이러스는 비교적 최근에 알려진 병원체로 소아뿐 아니라 성인에서도 설사를 일으키는 유행성급성위장관염의 주요한 원인 바이러스다. 미국에서는 2006년부터 2010년까지 5년 동안 발생한 식중독의 원인 중 49%가 노로바이러스에 의한 것으로 보고되었고, 국내에서도 2006년 학교급식을 통해 3,000여명이 감염되는 등 그 발생빈도가 꾸준하다. 노로바이러스는 주로 겨울철에 발생하는 것으로 알려져 있으나 최근 단체급식과 외식문화가 발달하면서 그 유행시기와 다르게 발생하기도 하며, 지역사회, 학교급식, 음식점 등 다양한 장소에서 식중독이 발생하고 있다. 미국, 일본, 유럽 등 선진국에서는 노로바이러스에 의한 급성위장관염의 발생에 많은 관심을 가지고 있으며 공중보건학적 중요성 또한 높아지고 있다. 우리나라도 2007년 이후 노로바이러스로 인한 집단발생이 꾸준히 발생하고 있으며 급성위장관염의 원인바이러스로 전 연령에서 발생되고 있다.
이 글에서는 2012년부터 2013년까지 2년간 국내에서 발생한 노로바이러스성 집단발생을 분석하여 전국에서 유행하는 노로바이러스의 역학적 특징과 유전자형의 분포양상을 분석한 결과를 기술하고자 한다.

Ⅱ. 몸 말


노로바이러스는 Caliciviridae에 속하는 단일가닥 RNA 바이러스로 그 크기는 7.6-7.7kb이다. 이 병원체는 바이러스 중합효소(RNA dependent RNA polymerase, RdRp)와 capsid 단백질 부위(Viral Protein 1: VP1)의 염기서열에 따라 5개 유전자군(genogroup I-V: GI-V)으로 분류되며, 각 유전자군마다 다양한 유전자형(Genotype)이 존재한다[1]. 그 중 GI, II, IV군이 사람에게서 감염을 일으킨다고 알려져 있으나 대부분의 발생은 GI과 GII로 보고되고 있다.

노로바이러스에 감염되면 약 24-48시간의 잠복기 후에 주로 구토와 설사 증상이 발현하여 일반적으로 1-3일 정도의 급성위장관염을 일으키며 5일안에 회복된다. 하지만 면역력이 약한 영․유아와 노인의 경우 심한 탈수로 인한 사망에 이르기도 한다. 이 병원체의 주 전파경로는 오염된 식품과 물이지만 사람과 사람간의 접촉과 구토물, 공기를 통해서도 가능하다. 또한 그 감염양은 18-20 particle로 소량으로도 충분히 감염을 일으키며, 감염 후에도 항원의 다양성으로 인해 장기간 면역반응은 지속되지 않는다. 이미, 노로바이러스는 공중보건학적으로 높은 관심의 대상이지만 감수성이 좋은 동물모델이 없고 배양이 어려워 관련연구를 하는데 한계가 있다[2].

노로바이러스 검출은 급성위장관염 증상을 보이는 집단발생 환자로부터 수거된 분변(stool) 및 직장채변(rectal swab)을 사용하였으며, 분변의 경우 1g을 PBS 9ml에 희석하고, 직장채변(rectal swab)의 경우 PBS 1 ml에 면봉을 풀었다. 분변 부유액을 충분히 진탕한 후 원심분리하고 상층액을 취하여 RNA를 추출하였고 추출한 RNA를 이용하여 Multiplex real-time RT-PCR을 수행하여 노로바이러스를 검출하고 유전자군(GI, GII)을 추적 하였다. 유전자군이 확인된 검체는 추가적으로 유전자형(Genotype)의 결정을 위해 각 유전자군에 맞게 Conventional RT-PCR(1st RT-PCR)이 수행된다. 그리고 그 증폭산물을 주형으로 Semi-nested PCR(2nd PCR)이 수행되며[3] 그 2차 증폭산물을 주형으로 양쪽방향dideoxynucleotide chain termination 기법을 이용하는 Bigdye sequencing kit(ABI prisem Applied Biosystems, Perkin Elmer, USA)을 사용하여 sequencing reaction이 수행되었다. 얻어진 산물은 automated DNA sequencer를 이용하여 염기서열이 분석되고, 분석된 염기서열을 가지고 염기서열상동성을 분석하여 유전자형을 구분한다.

Realtime RT-PCR을 이용한 노로바이러스 검출부터 유전형 결정을 위한 2차 증폭산물이 생성되기까지의 모든 실험은 집단발생이 신고된 각 지역의 시․도 보건환경연구원에서 수행되며, 증폭된 2차 산물은 유전자 분석센터에 일괄 송부되어 염기서열이 읽혀지게 된다. 그리고 읽혀진 염기서열은 웹상으로 보고되며, 보고된 염기서열에 대해 질병관리본부에서 최종 확인 및 유전자형분석을 관리하고 있다[4].
급성설사질환 실험실 감시사업을 통해 보고된 노로바이러스성 집단발생은 2006년에 18건, 2008년에 69건이 보고되는 등 그 발생이 전국적으로 지속적이며, 현 시점에서 보고된 노로바이러스성 집단발생은 2012년도에 69건, 2013년도에 57건이었다(Figure 1).

2012년부터 2013년까지 2년간 발생한 집단발생의 유증상자수를 기준으로 그 수가 2-10명이면 소규모, 11-50명이면 중규모, 51명 이상이면 대규모로 구분하였다. 소규모가 31건(24.60%), 중규모가 46건(36.51%), 대규모가 13건(10.32%), 그리고 유증상자 수가 보고되지 않아 그 규모를 파악할 수 없는 집단발생이 36건(28.57%)이었다(Table 1).

발생장소는 병원과 요양원, 학교와 어린이집, 음식점, 수련원, 수학여행 그리고 군부대 등으로 구분하였다. 2년간 요양원에서 1건(0.8%), 학교에서 40건(31.8%), 음식점에서 21건(16.7%), 군부대에서 6건(4.8%), 수학여행에서 15건(11.9%) 그 외 다양한 장소(집, 마트, 기업체 등)에서 12건(9.5%)이 보고되었으며 발생장소가 확인되지 못한 집단발생이 31건(26.6%)을 차지하였다(Table 2). 또한 Table 2에는 나타내지 않았으나 소규모의 경우 대부분은 음식점이 발생장소인 경우가 많았고 중․대규모의 경우는 대부분 학교가 많았다.

노로바이러스 집단발생의 계절적 유행과 유전자군과의 연관성을 파악하기 위하여 월별 발생분포양상을 분석한 결과, 겨울철에 치중되어 발생하는 산발적발생(sporadic case)에 비해 소풍이 많은 봄․가을철에도 꾸준히 발생하는 양상을 보였다. 2년간 GI에 의한 집단발생은 5건(4.0%)이었으며 야외활동이 많은 봄․가을철에 모두 발생하였다. GII에 의한 집단발생은 총 88건(69.8%)으로 여름철을 제외한 대부분의 계절에 꾸준히 발생하였다. 특히 2012년 11월부터 2013년 2월 사이인 동절기에 49건(38.9%)의 집단발생이 나타났으며 이 시기의 원인 유전자군은 대부분 GII였다. GI과 GII 두 유전자군이 함께 나타난 집단발생은 총 33건(26.2%)이며 그 발생시기가 여름철을 제외한 시기에 꾸준히 발생하였다(Figure 2).

노로바이러스성 집단발생 환자의 유전형이 결정된 염기서열의 DB(data base) 수는 2012년에는 529건, 2013년에는 505건이며 그 결과를 가지고 유전형 별로 발생추이를 살펴보았다. 2012년에는 GI이 10가지, GII가 11가지의 유전형이 검출되었으며 그 중 GII-4가 34.1%(182건), GII-2가 16.5%(87건)으로 가장 흔한 유전형으로 나타났으며, 2013년에는 GI이 12가지, GII가 7가지 유전형이 검출되었으며 그중 GII-4가 47.1%(238건), GII-6이 10.9%(55건)로 가장 흔한 유전형으로 나타났다(Figure 3).

2년 동안 발생한 노로바이러스성 집단발생을 가지고 유전자형별로 사례별 연관성을 분석하였다. 2012년에는 69건 중 35건(50.7%)의 사례가 GII-4와 관련이 있었고 GII-2가 27건(39.1%), GII-6이 12건(17.4%)의 집단사례와 관련이 있었다. 2013년에는 57건 중 37건(64.9%)의 사례가 GII-4와 관련이 있었고 GII-6이 13건(22.8%), GI-4와 GII-2가 각각 12건(21.1%)의 집단사례와 관련이 있었다(Figure 4).

2012년부터 2013년까지 2년 동안 국내에서 발생한 노로바이러스성 집단발생을 분석한 결과, 이미 알려진 바와 같이 겨울철발생이 많았고, 특히 2012 sydney variant(GII-4 변이주)가 보고된 이래로 2012-2013년 동절기에 그 발생률이 매우 높았다. 하지만 기온이 비교적 따뜻하고 사람의 이동이 많은 봄철에도 비교적 꾸준히 발생하는 것을 알 수 있었으며 그 시기에는 GII group 보다는 GI group에 의한 보고가 많았다. 주요 발생장소는 대부분 음식점과 학교였으며 발생규모 역시 유증상자가 50명 미만인 소․중규모의 발생이 대부분이었다. 또한 국내에서는 아직 요양원수준의 미미한 보고만 있지만(Nursing homes and hospitals: 2012년에 1건, Table 2), 외국의 경우에는 병원 내 감염도 상당부분 보고되고 있고 주요 발생장소 중 하나이기도 하며 그에 따른 대응 지침서 또한 세분화 되고 있는 추세이다[5]. 국내 역시 병원 내 감염을 주시해야하며 이에 따른 모니터링을 강화할 필요가 있다고 사료된다. 검출된 유전형 중 우세한 유전형은 이미 알려진 바와 같이 GII-4로 나타났지만, GII-4 유전형에 치중되어 나타나는 개별발생에 비해 비교적 다양한 유전형이 집단발생에서 검출되고 있으며 GI에 의한 발생도 비교적 증가하고 있다. 또한 다양한 유전자형의 유행과 동시에 동일한 집단사례에서 한 가지 이상의 유전자형이 검출된 사례가 빈번하여 두 가지 이상의 유전자형에 동시에 오염되고 이로 인한 식중독사례의 발생이 다발하는 것도 확인할 수 있었다.

Ⅲ. 맺는말


노로바이러스 감염은 백신이 없고 대증요법이 유일한 치료법으로 예방이 최선이다. 노로바이러스는 감염력이 매우 강하여 극소량라도 손이나 식품 등을 통해 체내로 들어가면 사람의 장관 내에서 증식하여 급성 위장관염을 발생시켜 집단식중독을 일으키게 된다. 이 병원체는 60도에서 30분 가열해도 그 감염력이 유지되고 일반 수돗물의 염소 농도에서도 살아남으며, 환자가 증상을 나타내는 시기는 물론 회복 후에도 3-14일까지 그 전염성이 유지되기 때문에 공중보건학적인 중요성이 높아지고 있다[6].

개인위생관리가 점점 향상되고 있음에도 불구하고 노로바이러스성 집단발생은 여전히 높은 수치를 보이로 있으며 그 발생 또한 꾸준하다. 외식문화가 발달하고 단체급식이 증가 하면서 학교나 음식점에서 그 발생이 많이 보고되고 있으며 이에 따른 위생관리 및 청결유지가 강조되고 있다. 이는 노로바이러스가 환경에 강한 저항성을 가지며 다양한 유전자형에 따른 면역학적 저항성의 차이를 가지는 것이 그 이유라고 생각된다.
현재 질병관리본부에서는 급성설사질환 실험실 감시사업운영을 통해 노로바이러스성 집단발생에 대한 대응과 조기탐지 및 확산방지를 위해 힘쓰고 있으며, 그 검출을 위한 진단법 개선 및 개발에도 지속적으로 노력하고 있다.

Ⅳ. 참고문헌


1. Zheng et al. 2006. Norovirus classification and proposed strain nomenclature. Virol. 346:312-323.
2. Donalson EF. et al. 2008. Norovirus pathogenesis: mechanisms of persistence and immune evasion in human populations. Immunol Rev. 225:190-211.
3. 수인성․식품매개질환 실험실 진단 실무지침. 2013. 11-1352159-000085-01.
4. 정선영, 이덕용. 2013. 노로바이러스 대응 국가 실험실 감시망 운영. 제 6권. 제49호.
5. Iturriza-Gomara M1 et al. 2014. Norovirus in healthcare settings. Curr Opin Infect Dis. 27(5):437-43.
6. Updated Norovirus Outbreak Management and Disease Prevention Guidelines. 2011. MMWR. 60(3).
본 공공저작물은 공공누리  출처표시+상업적이용금지+변경금지 조건에 따라 이용할 수 있습니다 본 공공저작물은 공공누리 "출처표시+상업적이용금지+변경금지" 조건에 따라 이용할 수 있습니다.
TOP