Abstract


Scrub typhus is an acute febrile illness caused by infection of Orientia tsutsugamushi transmitted by trombiculid mites (chiggers). The disease occurs more frequently during autumn season in Korea. The incidence rate of this disease has increased steadily; thus we surveyed the prevalence of O. tsutsugamushi in rodents and chiggers. Chiggers were collected from wild rodents captured in 24 locations in the entire Korean peninsula from 2011 to 2013. A total 652 rodents and 1,837 pools of chiggers were used in this study with the cooperation of the Division of Medical Entomology. We pooled 30 chiggers from each animal host for DNA extraction. The nested-PCR method to detect the gene for 56-kDa outer membrane protein of O. tsutsugamushi was performed, and then the nucleotide sequences of PCR products were analyzed. A total of 264 samples were detected as positive cases from chiggers and rodents. Identified strains were classified into Boryong (85.6%), Youngworl (3.8%), Jecheon (3.4%), Yonchon (1.9%), TA763 (1.5%), Pajoo (1.1%), Kato (0.8%), KM02 (0.8%), Yeojoo (0.4%), Ikeda (1.4%), and TSA56 (0.4%). Moreover, relatively high levels of minimum positive rate for chiggers showed in Uljin (2.2%), Yeongju (1.4%), Yesan (1.4%) during spring; Hwasung (3.7%), Chuncheon (3.2%), and Paju (1.0%) during autumn. We confirmed that the Boryong strain was predominant and various other strains were also detectable from rodents and chiggers in Korea. Further studies are still needed to determine the association between seasonal and/or geographic variations of prevalence of the pathogen in vectors and the incidence rate of the disease in patients in the disease-prone regions.



Ⅰ.들어가는 말


  쯔쯔가무시증은 우리나라의 대표적인 가을철 발열성 질환으로, 원인병원체인 Orientia tsutsugamushi에 감염된 털진드기의 유충(chiggers)이 사람의 피부에 부착하여 체액을 흡입할 때 인체 내로 들어가 증식하면서 고열과 두통, 결막충혈 등을 일으킨다. 발생 지역은 북쪽의 러시아 극동지역, 서쪽의 파키스탄, 그리고 남쪽의 호주 북부, 그리고 한국을 비롯한 일본, 중국, 인도, 태국을 포함하는 일명 ‘tsutsugamuhsi triangle’로 알려진 아시아-태평양 지역에서 주로 발생한다[1]. O. tsutsugamushi는 그람음성의 절대 기생세균으로 lipopolysaccharide와 peptidoglycan이 없으며, 단백질 구조와 세포벽의 미세 구조 및 penicillin과 quinolone에 대한 내성에서 다른 Rickettsia 속과는 차이를 나타내며, 16S rRNA 염기서열 분석을 기반으로 한 계통학적 유연관계 차이로 인해 1995년 Rickettsia 속에서 Orientia 속으로 구분되었다[2]. 국내에서 서식하는 쯔쯔가무시증 매개 털진드기는 7종이 있는데, 대잎털진드기(Leptotrombidium. pallidum)와 활순털진드기(L. scutellare)가 주요 매개체로 알려져 있다[3]. 감염 시 임상적 특징으로는 1-2주 정도의 잠복기를 거쳐 고열로 인한 오한, 두통, 근육통, 구토, 기침, 복통 및 인후염이 나타나고, 발진과 가피가 나타난다. 병원성이 약한 경우, 치료를 하지 않아도 2주 정도 고열증상이 지속되다가 서서히 회복되는 것으로 알려져 있으나, 면역저하 또는 고령자의 경우, 조기 발견과 적절한 치료가 수행되지 않으면 패혈성 쇼크, 호흡부전, 신부전, 의식저하 등의 합병증으로 사망하는 경우도 발생한다[4].

쯔쯔가무시증은 1951년 한국전쟁 중 UN군에서 국내 최초로 환자발생 보고가 있었고, 1957년에는 국내에서 채집한 야생들쥐와 털진드기에서 병원균의 존재가 확인되었다[5]. 또한 1986년에 한국인 환자에서 혈청학적으로 진단된 첫 발생사례가 있었으며, 1987년에는 2주의 병원균이 분리되었다[6]. 쯔쯔가무시증 환자는 매개체인 털진드기 유충의 출현이 많은 10-11월에 주로 발생하며, 2004년 이후 발병이 급격하게 증가하고 있다. 최근 4년간 질병관리본부 감염병 웹 통계시스템 (http://is.kdca.go.kr/dstat)으로 신고 된 환자의 수는 2011년 5,151명, 2012년 8,406명으로 점차 증가하여 2013년에는 10,365명이 보고되었다. 2014년은 8,130명으로 다소 감소되었으나 여전히 10만 명당 15.8명의 매우 높은 발생률을 나타내고 있다. 대만에서의 쯔쯔가무시증은 1955년 환자보고 이후로 2004년부터 2008년까지 매년 400건 이상 보고되고 있으며(http://www.cdc.gov.tw/english/index.aspx), 중국에서는 양쯔강을 기준으로 남쪽으로는 여름철 광동(Guangdong) 지방에서 연간 2,000건 정도의 환자 발생이 보고되었고, 북쪽 지역인 산동(Shandong) 지방은 국내 발생 형태와 유사하게 가을철 환자가 많이 발생하며 연간 3,000건 정도가 보고되고 있다[7].
기후변화에 따른 매개체 환경의 변화, 야외활동의 증가, 그리고 고령의 농업종사자 증가 등 다양한 요인에 의하여 쯔쯔가무시증 환자가 증가하고 있는 것으로 보고되고 있으며, 각 지역에서 유행하는 병원체 유전형의 분포 변화, 숙주동물과 매개체의 지역별 분포 및 보균율의 변화에 대한 조사 및 분석 정보는 쯔쯔가무시증 발생양상의 변화와 원인을 파악하고 예방대책을 수립하는데 과학적 근거가 될 것으로 사료된다.

본 조사는 전국 24개 지역에서 쯔쯔가무시의 숙주동물인 설치류와 매개체를 수집하고, 쯔쯔가무시에 대한 보균율을 조사하여 지역별 병원체 분포를 파악하고 환자발생과의 연관성을 유추해 보고자 수행되었다.

Ⅱ. 몸 말


  2011년부터 2013년까지 경상도 7개, 전라도 6개, 충청도 4개, 경기도 3개, 강원도 4개 지역 등 총 24개 지역을 조사 대상으로 하였다(Figure 1). 본 조사기간 동안 24개 조사지역의 도별 환자 발생건 수는 전라도가 전체 2,891건 중 1,126건(38.9％)으로 가장 높은 비율을 보였으며 강원도가 78건(2.7％)로 가장 낮은 비율을 보였다. 지역별로는 경기 화성이 515건(17.8%)으로 가장 높았으며, 전북 전주 325건(11.2%), 충북 청주 218건(7.5%)이 보고되었고, 강원 속초가 6건(0.7％)으로 가장 낮은 환자 발생을 보였다. 그러나 인구 10만 명당 발생율 분석 시 전남 구례가 116.8-217.7건으로 가장 높았으며, 전남 장성 30.2-224.7건, 경남 합천 47.2-121.3건, 전북 무주 46.7-181.4건 순으로 나타났다(Figure 2).

설치류와 매개체 보균율 조사는 쯔쯔가무시증의 주요 발생시기인 봄철(3월-4월)과 가을철(10월-11월)에 수행되었다. 야생 설치류는 Sherman live traps을 이용하여 채집하였으며, 채집된 설치류로부터 털진드기를 수집하였고, 하나의 설치류 개체로부터 수집된 털진드기들은 pool당 최대 30마리로 혼합하여 시험에 사용하였다. 전체 채집된 설치류는 봄철에 301개체, 가을철에 351개체가 채집되었으며, 털진드기는 봄철에 16,359개체(619 pools), 가을철에 26,269개체(1,218 pools)가 수집되었다. 설치류의 혈액과 털진드기 마쇄액에서 각각 DNA를 추출하고, O. tsutsugamushi에 특이적인 56-kDa 외막단백질의 유전자를 nested-PCR 방법으로 증폭하여 보균 여부를 조사하고 최소 양성율(Mininum Positive Rate (MPR) = number of positive pool(s) / total number of chiggers)을 산출하였다. 설치류의 경우, 봄철에는 4개체(1.3%), 가을철에는 10개체(2.8%)에서 쯔쯔가무시증 원인병원체의 감염이 확인되었으며, 털진드기의 경우, 봄철에는 42pools (0.3% MPR)에서, 가을철에는 208pools (0.8% MPR)에서 감염이 확인되었다. 지역별 털진드기 보균율을 살펴보면, 봄철에는 울진(2.2% MPR), 예산(1.4% MPR), 영주(1.4% MPR)에서 높게 나타났고, 가을철에는 화성(3.7% MPR), 춘천(3.2% MPR), 파주(1.0% MPR)에서 높게 나타났으며, 총 15개 지역에서 양성 보균율을 나타내었다(Figure 3).

Nested-PCR 결과가 양성으로 확인된 경우, 증폭된 PCR 산물의 염기서열을 이용하여 BLASTN database (National Center for Biotechnology Information)에서 쯔쯔가무시의 각 유전형에 특이적인 염기서열과 비교하였으며, MEGA software 6.0으로 염기서열 분석과 phylogenetic tree 제작을 수행하였다. 염기서열 분석결과, 대부분의 양성은 Boryong주(85.6％, 226/264)로 확인되었으며, Youl-worl (3.8％, 10/264), Jechon (3.4%, 9/264), Yonchon (1.9%, 5/264), TA763 (1.5％, 4/264), Pajoo (1.1％, 3/264), Kato (0.8％, 2/264), KM02 (0.8％, 2/264), Yeo-joo (0.4％, 1/264), Ikeda (0.4％, 1/264), O107 (0.4％, 1/264) 등의 유전형이 확인되었다(Figure 4). 염기서열의 상동성은 Boryong주로 확인된 경우 99% 일치하였으며, Youl-worl주로 확인된 10개 검체 또한 99%의 일치를 보였다. 그리고 Jechon주로 확인된 9개 검체는 94％, Yonchon주는 99%, TA763주는 99%, Pajoo주는 99%, Kato주는 99％, KM02주는 99％, Yeo-joo주는 89％, Ikeda주는 99％, O107주는 86％로 그 상동성을 확인할 수 있었다(Figure 5).


Ⅲ. 맺는 말


  쯔쯔가무시증은 가을철에 집중적으로 발생하고 있는 발열성 질환으로, 최근 발생이 크게 증가하고 있다. 이에 질병관리본부 국립보건연구원에서는 2005년부터 쯔쯔가무시증 주요 발생지역에 대한 숙주 및 매개체 보균율의 모니터링을 수행하고 있다. 국내 다발생 지역은 밀양, 합천, 구례, 전주, 화성으로 알려져 있으며, 본 조사 기간 동안에도 여전히 높은 발생율을 보였다. 국내에서 10-12월에 많은 환자 발생을 나타내는 것은 9-11월에 대잎털진드기와 활순털진드기의 개체 수 증가와 관련이 있는 것으로 알려져 있다[8]. 특히 가을철에 환자발생이 많은 지역(경상남도, 전라남·북도, 충청남도)에서 개체 수가 크게 증가하는 활순털진드기가 국내 쯔쯔가무시증의 주요한 매개체로 작용하는 것으로 여겨지고 있다[9].

전국 24개 지역에 대한 설치류와 털진드기의 보균율을 조사한 결과(Figure 3)와 해당 지역의 환자 발생(Figure 2)을 비교해 볼 때, 숙주동물 및 매개체의 보균율과 지역 환자 발생율과는 상관관계를 찾기 어려운 것으로 보인다. 환자 발생율이 비교적 낮은 강원, 속초, 철원, 춘천에서 숙주동물과 매개체에서는 비교적 높은 보균율을 나타냈으며(설치류에서 4.3-7.7％의 양성율, 매개체에서 0.5-3.7％ MPR), 국내 다발생 지역으로 알려진 구례, 전주, 합천, 화성지역에서는 설치류의 보균율은 나타나지 않았으며 매개체에서는 화성지역에서만 가을철에 3.7% MPR로 나타났다. 2005년에서 2007년까지 쯔쯔가무시증 다발생 4개지역 조사결과, 설치류 양성율은 3.4%-11.9%, 매개체는 0.1%-1.2% MPR로 조사된 반면 가장 높은 설치류 양성율을 보인 영천, 김천 지역은 각각 6.7%, 7.1%로, 매개체는 철원이 1.8% MPR로 가장 높았다. Kong 등의 연구에서, 경기도 화성시 내에서 논농사와 밭농사를 하면서 흙, 작물, 식생을 다루는 장안면에서 쯔쯔가무시증 환자가 지속적으로 발생했지만, 주로 서서 작업을 하는 포도과수원이 많은 송산면에서는 발병자가 없는 것을 고려할 때 작물의 종류와 영농방식에 따라 털진드기와 접속빈도가 발생율과 더욱 연관성을 갖는다고 보고하고 있다[10]. 이러한 결과를 바탕으로 볼 때, 환자발생은 숙주동물과 매개체의 보균율에 비례하기 보다는 감염 환경이나 인간의 행위에 보다 관련성이 있다고 사료된다.

국내 분리주의 분포에 있어 Chang 등은 국내의 1994년 이전 환자로부터 분리된 O. tsutsugamushi를 단클론 항체를 이용한 혈청학적 분류결과, 137주 중 111주는 Boryong주, 10주는 Gilliam주, 13주는 Karp주로 나타났으며, 지역별로는 Boryong주가 충청남도, 전라도 및 경상도에, Gilliam과 Karp주는 충청북도와 경기도에 주로 분포한다고 보고하였다[11]. 또한 2005-2007년에 중부 및 남부지역의 매개체 조사에서 쯔쯔가무시증에 양성인 설치류의 76.7％가, 털진드기의 82.9％가 Boryong주로 확인되었다[12]. 본 연구에서도 Boryong주가 매개체인 털진드기와 숙주동물인 설치류에서 여전히 우세한 유행주인 것을 재확인하였으며, 또한 이 외의 다양한 유전형이 설치류와 털진드기에 존재하는 것을 확인하였다. Kim 등의 연구에 의하면, Boryong주에 감염된 환자에서는 가피와 발진이 각각 97％, 94％로 매우 높게 발견되지만, Karp주에 감염된 환자에서는 각각 73.7％, 68.4％로 나타나며, 일본의 경우 Kawasaki와 Kuroki에 의한 사망은 드문것으로 나타나는 등 혈청형에 따라 감염력 혹은 임상 증상이 서로 다른 것으로 보고하고 있다[13]. 환자발생은 지역적으로 분포하는 균주의 종류 및 감염력과 관련이 있을 것으로 여겨지며, 지역별 환자, 숙주동물 및 매개체에서 유행주에 대한 감시 및 감염력 분석 등이 지속적으로 수행되어야 할 필요성이 있다. 따라서 향후 Boryong주 이외 새로운 균주의 출현이나 유행에 대한 변화 양상을 파악하기 위하여, 환자 다발생 지역을 중심으로 쯔쯔가무시증 원인 병원체 분리·동정 및 분리주의 병원성과 연관된 특성 조사 등 추가적인 연구가 필요하며, 나아가 진단용 항원이나 백신개발 시 항원 선정 등의 과정에서도 유행주의 변화를 분석한 자료를 기초로 한 연구 개발이 이루어져야 할 것으로 사료된다

Ⅵ. 참고문헌


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