BACKGROUND: Enterovirus (EV) is the main cause of aseptic meningitis, encephalitis, Hand-Foot-and- Mouth Disease (HFMD) and herpangina. Enterovirus outbreaks in recent years have frequently been associated with some serotypes. This study analyzed the genetic characteristics of enterovirus-associated symptoms in Korea from 2014-2015.
PRESENT: From January 2014 to December 2015, a total of 5,713 clinical specimens were collected from patients who were suspected of having enterovirus infection. The detection of EV was performed by real-time Reverse Tranion Polymerase Chain Reaction (RT-PCR). Seminested RT-PCR and genotype analysis were performed based on the VP1 gene.
STATUS: Among 4,915 cases from 2014-2015, age was known for 4,849 (98.7%). Infants aged <1 year accounted for 1,888 cases wherein positive patients were 439 (23.3%). Those aged 1-2 years were 718 cases, wherein positive patients were 325 (45.3%). Those aged 2-5 years were 901 cases, wherein positive patients were 481 (56.4%). Those aged 5-10 years were 695 cases, wherein positive patients were 309 (44.5%). Those aged 10-15 years were 202 cases, wherein positive patients were 56 (27.7%). Those aged 15< years were 445, wherein positive patients were 75 (16.9%). The EV detection rate varied throughout each year. The EV cases increased from May to October every year. Among 5,713 total specimens, 1,789(31.3%) were positive (26 different serotypes) tested through the VP1 nested RT-PCR. Of the 1,789 positive cases, the most frequently presented serotypes were Coxsackie Virus B5 (CB5, 18%), Coxsackie Virus A16 (CA16, 12.3%), and Enterovirus 71 (EV71, 10.8%).
CONCLUSION: Presently, there are no anti-viral treatments specific to EV infections. This study may assist in the research and development of such vaccine and treatment against infections caused by virulent EV genotypes by providing surveillance data of enterovirus infections.


들어가는 말

엔테로바이러스(Enterovirus, EV)는 최근 10년간 국내에서 지속적으로 발생이 확인되었고, 2009년 5월 수족구를 동반한 신경계 합병증으로 인한 첫 사망사례 보고 후 2009년 6월부터 법정감염병으로 지정되었다.
엔테로바이러스는 피코나바이러스과(Family Picornaviridae)에 속하며, 혈청형에 따라 약 70여종으로 분류된다. 구조적 특징은 외피가 없고(non-enveloped) 단일 가닥(single-stranded positive sense) RNA 유전자를 갖고 있으며, 캡시드(capsid)는 VP1, VP2, VP3, VP4, 4가지의 폴리펩타이드(polypeptide)로 구성되어 있다[1,2].
전 세계적으로는 주로 영유아 및 소아에서 매년 수백만명이 감염되며 주요 증상은 무균성수막염, 뇌염, 수족구병, 포진성구협염 등이다[1,3]. 주된 감염경로는 분변-경구 및 호흡기 경로이며, 매개물(formites)을 통한 전파도 가능하다. 최근에는 모계에서 신생아에게로 출생 전후기(perinatal period) 수직감염도 가능한 것으로 보고되었다[4]. 주요 국가는 우리나라를 포함한 중국, 일본, 대만 등 서태평양 지역 국가로 알려져 있다[5].
엔테로바이러스에 감염되면 특유의 발진이 나타나며 열이 없거나 미열이 동반될 수 있다. 대부분 가벼운 임상증상을 보이며, 발진은 발병 약 1주일 후에 소실된다. 잠복기는 3-6일 정도이며, 감염 후 호흡기에서 1-3주 이내, 분변에서는 7-11주 까지도 바이러스가 배출된다고 알려져 있다.
엔테로바이러스 중 콕사키바이러스 A16과 엔테로바이러스 71에 의한 감염이 다수 보고되고 있다[5-7]. 특히, 엔테로바이러스 71 감염에 의한 수족구병은 영유아에서 높은 비율로 신경계 합병증을 일으키는 것으로 알려져 있고, 경우에 따라서 뇌간 뇌염(brain stem encephalitis), 신경인성 폐부종(neurogenic pulmonary edema), 폐출혈, 쇼크(shock) 등의 합병증을 동반하며, 이로 인해 사망에 이를 수 있는 것으로 알려져 있다[6,7]. 현재까지 엔테로바이러스에 대한 상용화된 예방 백신 및 치료제는 없기에, 손씻기 및 소독 등 개인 위생 강화에 따른 예방수칙 준수가 필요하다.
질병관리본부 백신연구과는 국내 급성이완성마비환자 및 중증엔테로바이러스 실험실 표본감시를 수행하고 있다. 본 글은 국내 엔테로바이러스 실험실 표본감시에서 수집한 발생율과 국내 유행주에 대한 특성 분석 결과를 정리하였다.


몸 말

국내 엔테로바이러스 실험실 표본감시는 질병관리본부 백신연구과와 전국 6개 시·도보건환경연구원, 57개 의료기관이 협력 네트워크를 구축하여 진행되고 있다(Figure 1). 엔테로바이러스의 실험실 진단은 real-time RT-PCR과 바이러스의 sub-typing을 위한 semi-nested RT-PCR법을 사용하였다. 양성은 두 가지 검사법 중 한 가지 검사법 이상에서 엔테로바이러스 특이 유전자가 검출된 경우이다. Real-time RT-PCR(Reverse Tranion polymerase chain reaction)법은 세계보건기구(World Health Organization, WHO)에서 권장하고 있는 Pan_EV primer 및 probe를 사용하며, semi-nested RT-PCR법 보다 민감도가 높고 신속한 진단이 가능한 장점이 있다. Semi-nested RT-PCR 법은 엔테로바이러스의 구조유전자인 VP1을 검출하여 염기서열 분석을 통해 바이러스의 혈청형 및 유전형을 확인하였다. 유전자 검사를 수행하기 위한 적정 검체는 대변, 인두 및 비인두도찰물, 뇌척수액 등이며 전처리하여 사용하였다. 대변 검체는 2g당 10ml의 PBS와 1g의 유리 비드를 첨가 후 왕복식진탕기(stool shaker)를 사용하여 진탕하였고 1,500rpm에서 20분간 원심분리 후 상층액을 취하여 사용하였으며 인후도찰물(throat swab)은 바이러스 수송 배지(Virus Transport Media, VTM)에 면봉을 담가 놓은 뒤 소용돌이식진탕기(vortexing mixer)로 진탕하여 사용하였고 뇌척수액(CSF)은 냉장상태에서 신속히 바로 사용하였다. 전처리된 검체로부터 바이러스의 RNA를 추출하여 앞에서 언급한 두 가지 검사법을 수행하였다.
2014년～2015년 수행된 실험실 표본감시는 총 57개의 의료기관이 참여하였으며, 검사 의뢰된 환자 수는 4,915명이며, 검체는 5,713개였다. 2014년에는 2,764명이 검사를 의뢰했고, 양성으로 판정된 환자를 연령별로 분석한 결과 2～5세가 51.3%로 가장 많았으며 1～2세의 연령층이 46.5%였다. 2015년에는 2,151명이 검사를 의뢰했고 2014년과 유사하게 2∼5세 연령층이 55.9%로 가장 많았지만 두 번째로 높은 연령층이 5∼10세(45.8%)였다. 의뢰된 검체의 종류는 총 5,713개로서 분변 3,243, 뇌척수액 1,409, 인후도말검체 979 그리고 혈액, 객담, 소변 등 기타 82였다. 검체별 양성률은 2014년 인후도말 53.3%, 분변 31.2%, 뇌척수액 12.7%, 기타 검체 36.8% 순이었고, 2015년에도 유사한 양상을 나타냈다(Table 1).
2014～2015년 검출된 엔테로바이러스의 연중 분포를 보면 늦봄에서 가을인 5～10월 사이에 많이 검출되었으며, 2014년에는 7월(23%)이, 2015년에는 8월(28.1%)이 가장 높은 검출률을 보였다(Figure 2).
2014년부터 2015년까지 검출된 유전형의 종류는 26개로 콕사키바이러스 B5(Coxackievirus B5, 18%), 콕사키바이러스 A16(Coxackievirus A16, 12.3%), 에코바이러스 11(Echovirus 11, 11.3%)순이었다. 이를 각각 살펴보면 2014년에는 콕사키바이러스 B5(Coxackievirus B5, 27.2%), 콕사키바이러스 A16(Coxackievirus A16, 19.1%), 콕사키바이러스 A6(Coxackievirus A6, 10.5%)순이었으며, 2015년에는 에코바이러스 6(Echovirus 6, 22.4%), 에코바이러스 11(Echovirus 11, 19%), 엔테로바이러스 71(Enterovirus 71, 17.6%) 순으로 검출되었다.


맺는 말

본 엔테로바이러스 실험실 표본감시는 전국 57개 의료기관 및 6개 시·도보건환경연구원이 활발히 참여하고 있으며, 보다 적극적인 전국적 유행주 분석을 위해 질병관리본부의 임상감시망과 실험실감시망의 참여 의료기관 통합과 함께 대상지역을 확대할 예정이다. 엔테로바이러스는 유전형이 다양하고 변이 발생이 용이하기 때문에 유전형변화를 지속적으로 감시할 필요가 있다. 향후 본 감시 사업을 통해 확보한 유행주기 및 증상별 유전형 분석 결과를 토대로 국내 유행 엔테로바이러스의 임상적 특징과 유전형 사이의 상관관계를 분석하여 의료 현장에서 활용 가능한 정보를 제공하고자 한다.


<참고문헌>

1. Baek, K. A., et al. (2009). Molecular and epidemiological characterization of enteroviruses isolated in Chungnam, Korea from 2005 to 2006. J Microbiol Biotechnol, 19, 1055-1064.
2. Hyypiäa, T., et al (1997). Classification of enteroviruses based on molecular and biological properties. K Gen Virol, 78, 1-11.
3. Glen R. Abedi., et al. (2015). Enterovirus and Human Parechovirus Surveillance-United States, 2009-2013. MMWR, 64, 940-943.
4. Jung, J. S., et al. (2013). Vertically transmitted severe coxsackievirus B infection in four preterm twins presented. Korean J Perinatol. 24(4), 315-321.
5. World Health Prganization, (2011). A guide to clinical management and public health response for hand, foot and mouth disease(HFMD). WHO.
6. Liu W., et al. (2014). Co-circulation and genomic recombination of coxsackievirus A16 and enterovirus71 during a large outbreak of hand, foot, and mouth disease in Central China. Plos One, 9, e96051.
7. Ooi, M., et al (2010). Clinical features, diagnosis, and management of enterovirus 71. Lancet Neurol, 9, 1097-1105.