Abstract
Background: This study was performed to determine the characteristics of the pathogens according to species, patient`s age, and sex using the National Surveillance Data (Enter-Net) for diarrhea patients. From these, to provide basic data including epidemic disease patterns for the prevention of diarrhea disease from 2012 to 2015.
Methodology: Stool specimens from 70,406 patients with diarrhea were collected to identify the pathogenic bacteria from January to December 2012-2015 in Korea. Pathogenic bacteria were analyzed according to patients’ age and sex. Identification and analysis procedures of the pathogens were conducted based on the Guideline of the National Institute of Health Diagnostic Laboratory (2005).
Results: Among the 70,406 stool specimens, pathogenic bacteria that caused diarrhea were isolated in 11,875 stool specimens (16.7%). Isolation rate showed the highest ratio in the summer season, from June to September for most of the bacteria, except for Gram positive bacteria. Isolation rate of pathogenic bacteria by patients’ age showed the highest ratio at 0 to 19 years old for most of the pathogenic bacteria.
Conclusions: Hygiene education should be addressed on diarrhea disease susceptible groups, such as those under 10 years old, between 10-19 years old, and more than 70 years old, and ongoing monitoring for the pathogens should be required. In addition, efficient information system and surveillance project for infection prevention should be continued.
Keyword: Enter-Net Korea, Surveillance, diarrhea-causing bacteria


Ⅰ. 들어가는 말

급성설사질환은 전 세계적으로 매년 30-50억 건 이상 발생하며, 약 200만 명의 환자가 사망에 이르는 것으로 보고되고 있다[1-2]. 공중보건학적인 중요성으로 인해 급성설사질환에 대한 실험실 감시는 다른 질환에 비해 우선적으로 실시되었으며, 대다수 국가에서 설사질환 관련 감시사업을 수행하고 있다.
국내에서는 1972년부터 질병관리본부 주관으로 전국 보건소와 시·도 보건환경연구원, 질병관리본부 실험실을 연계한 급성 설사 질환 원인병원체에 대한 검사 업무를 수행하였으며, 2001년부터는 능동적인 실험실 감시시스템을 구축하였다. 2003년부터는 급성설사질환 실험실 감시사업(엔터넷, EnterNet-Korea)을 수행하고 있으며, 2008년 이후 대상 병원체의 확대, 보고주기, 결과 환류 및 관련 정보 제공주기 단축 등 다양한 방면으로 감시사업을 개선하였고, 2010년부터는 주 단위 보고체계를 구축하여 유관 기관에 국내 설사질환 발생 경향에 대한 자료를 주기적으로 제공하고 있다. 급성설사질환 실험실 감시 사업은 국가 감시사업으로서 전국 70개 감시사업 참여협력병원에서 설사환자의 검체와 임상자료를 수집하고 17개 시·도 보건환경연구원(경기도보건환경연구원 북부지원 포함)에서 원인병원체에 대한 검사를 실시하며, 국립보건연구원에서 결과를 종합 분석하여 설사질환의 유행 양상 및 병원체 정보를 제공하고 있다.
본 글에서는 2012년부터 2015년까지 최근 4년간 급성설사질환 실험실 감시사업을 통해 확인된 설사유발 원인 세균의 분리 현황 및 특성을 소개하고자 한다.


Ⅱ. 몸 말

전국 17개 시·도 보건환경연구원과 70개 협력병원이 참여하여 최근 4년간 급성설사질환 실험실 감시사업을 통해 수집된 설사 환자의 분변 검체를 대상으로 선택감별 배양 및 생화학적인 실험 기법을 이용하여 세균을 분리 동정한 후 그 결과를 설사질환 실험실 감시사업 자료로 수집하였다. 대변검체는 1g 이상을 채취하였고, 분변 채취가 어려운 경우에는 직장도말을 실시하여 검체를 확보하였다. 검사대상 병원체는 설사를 유발하는 주요 10개 세균성 병원체로 살모넬라균(Salmonella spp.), 병원성 대장균(Pathogenic Escherichia coli; E. coli)중 장출혈성 대장균(Enterohemorrhagic E. coli; EHEC)과 장독소성 대장균(Enterotoxigenic E. coli; ETEC), 장병원성 대장균(Enteropathogenic E. coli; EPEC), 장흡착성 대장균(Enteroaggregative E. coli; EAEC), 그리고 장침습성 대장균(Enteroinvasive E. coli; EIEC), 캠필로박터균(Campylobacter spp.), 장염비브리오균(Vibrio parahaemolyticus), 세균성이질균(Shigella spp.), 클로스트리듐 퍼프린젠스(Clostridium perfringens), 황색포도알균(Staphylococcus aureus), 바실루스 세레우스(Bacilllus cereus), 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes), 그리고 예르시니아 엔테로콜리티카(Yersinia enterocolitica)를 대상으로 하였다. 급성설사질환을 유발하는 것으로 알려진 각 세균성 병원체의 주요 혈청형 및 독소형을 대상으로 검사를 진행하였고[3], 자료 분석 시 성별과 연령군에 따른 병원성세균의 검출률 차이는 교차분석을 이용한 chi-square 검정을 이용하여 분석하였다(SPSS ver 21.0).
2012-2015년도 급성설사질환 실험실 감시사업을 통해 전국적으로 총 70,406건의 설사환자에서 수집된 분변 검체를 대상으로 검사한 결과, 감시대상 병원체가 확인된 검체는 11,875건(16.7%)으로 Salmonella spp. 1,750건(14.7%), Pathogenic E. coli 3,040건(25.6% [EPEC 67.4%, EAEC 15.6%, ETEC 12.3%, EHEC 3.9%, EIEC 0.8%]), V. parahaemolyticus 87건(0.7%), Shigella spp. 59건(0.5%), Campylobacter spp. 716건(6.0%), C. perfringens 1,455건(12.3%), S. aureus 3,706건(31.2%), B. cereus 1,002건(8.4%), L. monocytogenes 12건(0.1%), Y. enterocolitica 48건(0.4%)이 분리되었다. 단, 결과 분석에 오차를 줄 수 있는 식중독 집단발생이나 감시 대상이 아닌 병원체가 확인된 경우는 결과 산출에서 제외하였다.

2012년부터 2015년까지 급성설사질환 실험실 감시사업 결과 세균성 병원체의 분리율은 평균 11.5%∼23.7%였으며, 4년간 감시사업을 통해 분리된 병원체에 대한 분리경향은 Figure 1에 나타내었다. Salmonella spp.와 Pathogenic E. coli는 하절기가 시작되는 6월부터 증가하여 9월에 분리율이 높았고 10월까지 지속되는 계절성을 보였으며, 2012-14년 3년간 증가하는 추세에 있었으나 2015년에는 증가 추세는 보이지 않았다. Shigella spp.은 산발적으로 발생하였으나 주로 11월과 12월에 분리되었으며 감소하고 있는 것으로 나타났으며, V. parahaemolyticus는 8월, 9월에 증가하여 11월에도 분리가 되었고 4년간의 분리 경향 분석 결과 V. parahaemolyticus에 의한 분리는 감소하고 있는 것으로 나타났다. 하절기인 6-8월에 높은 분리율을 보이는 Campylobacter spp.은 최근 4년간 분석 결과 매년 꾸준히 Campylobacter spp.에 의한 설사질환이 증가하고 있는 것으로 나타났고 감시사업결과 2015년도의 분리율은 2012년에 비해 2배 이상 증가하였다. Y. enterocolitica는 연중 산발적인 발생을 보였으며, 그람 양성세균인 C. perfringens와 S. aureus은 계절에 관계없이 연중 분리되는 경향을 보였다. 그람 양성세균에 속하는 B. cereus은 2012년 연중 분리되는 경향을 보였으나 2013년 이후 그람 음성 세균과 유사한 분리 경향인 하절기에 높은 분리율을 나타내는 계절성을 보였다.

주요 세균성 병원체의 연령별 분리율은 Table 1에 나타내었다. 최근 4년간의 분석 결과 0-9세의 연령대(48.2%)와 70대 이상의 노약계층(10.8%)에서 높은 비율을 차지하고 있었고 0-9세 연령대에서 분리율이 높은 것은 영유아의 면역성이 낮은 점과 단체 급식과도 관계가 있을 것으로 예상된다. 분석 결과 연령군에 따른 병원성세균의 검출은 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(p<0.05).
최근 4년간 연령별 발생 추이는 Figure 2에 나타내었다. Salmonella spp.는 4년간 0-9세의 연령층과 10대에서 지속적으로 높은 분리율을 보였으며, 연령대가 증가함에 따라 분리율이 감소하는 추세를 보였다. Pathogenic E. coli는 전 연령대에서 비교적 고르게 분리되었으나 특히 30대에서 50대의 연령대에서 높은 분리율을 보였다. Shigella spp.는 10대 미만의 연령대에서는 분리율이 낮았고 주로 20대 이상에서 분리 되었다. V. parahaemolyticus은 40대 이상의 연령대에서 꾸준히 분리되는 추세를 보였다. 그람 음성세균인 Campylobacter spp.은 10대에서 30대까지 주로 분리되는 경향을 보였고 특히 20대에서 분리율이 높았으며 분리율은 지속적으로 증가하는 추세이다. 그람 양성세균인 S. aureus의 경우도 전 연령층에서 비교적 고르게 분리되었으나 특히 0-9세의 연령대와 70대의 연령대에서 높은 분리율을 나타내었다. C. perfringens는 연령대가 증가할수록 특히, 60대에서 높은 분리율을 나타내었고, B. cereus는 40대와 60대의 연령대에서 주로 분리되는 경향을 보였다. L. monocytogenes는 40대와 50대를 제외한 연령대에서 분리되었고, Y. enterocolitica는 주로 10대를 제외한 연령대에서 분리되었으며 특히 40대의 연령대에서 분리율이 높았다.
성별로는 남성 5,856명(49.3%)으로 여성 4,771명(40.2%)보다 분리율이 다소 높았다. 성별에 따른 세균성 병원체의 분리율은 환자의 성비와 검체수를 비교해 보았을 때 통계적으로 남녀 성별간의 유의적인 차이(p<0.05)가 있었다(Table 2).

지역별 분리는 광역도시의 비율이 2012년 66%에서 2013년 62%, 2014년 56%, 2015년 55%로 매년 감소한 반면, 지방 시·도의 비율은 2012년 34%에서 2013년 38%, 2014년 44%, 그리고 2015년 45%로 점차 증가하는 경향을 나타내었다(Figure 3). 이는 급성설사질환 실험실 감시사업 참여 협력병원의 조정과 배양 및 분리동정 교육 등 감시사업 제도개선에 따른 분리변화라고 판단되어진다.


Ⅲ. 맺는 말

매년 증가추세를 보이고 있는 설사질환은 전세계적으로 주요한 관심의 대상이 되고 있다[4]. 세균성 설사의 원인으로는 E. coli, Salmonella spp., Shigella spp., Vibrio cholera, Vibrio parahaemolyticus, Campylobacter spp., Staphylococcus aureus, Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes등이 주요한 병원체이다[5-7]. 본 연구는 2012-2015년도 최근 4년간 급성설사질환 실험실 감시사업을 통해 전국적으로 총 70,406건의 설사환자에서 수집된 분변 검체를 대상으로 검사한 결과, 감시대상 병원체가 확인된 검체는 11,875건(16.7%)이었다. 그람 양성세균인 S. aureus와 C. perfringens을 제외한 대부분의 병원체는 주로 하절기에 집중 발생하는 경향을 보였다. Salmonella spp.는 하절기인 6월부터 10월까지 분리율이 지속적으로 높았고, Pathogenic E. coli는 6월부터 9월에 주로 분리되는 경향을 보였다. Campylobacter spp.는 하절기인 6-8월에 주로 분리되었다. 캐나다(C-EnterNet)의 경우 Campylobacter spp.가 식중독의 주요 병원체로 가장 많이 분리되었으며(36%)[8], 우리나라 감시사업의 결과도 Campylobacter spp.의 분리율이 매년 꾸준히 증가하고 있으며 선진국의 식중독 원인체 분리경향에 가까워지고 있어 좀 더 주의해야할 원인 병원체로 판단된다[9]. 그람 양성세균으로 주위 환경에 널리 분포하는 병원성 세균인 S. aureus와 C. perfringens는 본 감시사업결과 높은 분리율을 차지하고 있고 원인균으로서의 중요성이 커지고 있다고 생각한다.
세균은 일반적으로 하절기인 6월부터 9월에 집중적으로 질병을 유발한다. 그러나 최근 감시사업 결과를 보면 하절기의 고온다습한 기상상태와 설사질환 발생이 반드시 일치하지만은 않는 것으로 나타났으며, 일부 병원체는 하절기가 아닌 시기에도 설사를 유발하는 것을 확인할 수 있었다. 본 감시사업의 결과 그람 양성세균인 S. aureus와 C. perfringens의 경우에도 연중 지속적으로 분리되는 것으로 확인되었고 이러한 조사결과는 식생활의 변화, 조리 시설의 개선 등 환경적 요인에 의해 급성 설사질환을 일으키는 병원성 세균의 분리 양상에 변화가 있는 것으로 예상된다.
전체 원인병원체의 연령별 발생은 주로 감염 취약계층인 0-9세의 미취학아동과 저학년에서 전체 발생율의 절반이상을 차지하였으며, 다른 연령층에 비해 70세 이상의 노약계층에서도 높은 분리율을 보여 해당 집단에 대한 지속적인 개인위생 관리와 모니터링 강화가 필요할 것으로 보인다. 급성설사질환을 예방하기 위하여 협력병원 및 각 시도보건환경연구원을 연계한 실험실 감시사업을 지속적으로 실시함으로써 설사질환 유발 원인병원체에 대한 자료의 축적 및 정보 제공을 통해 질병 예방 및 관리 대책 수립의 기초자료로서 활용할 수 있을 것으로 생각한다.


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. 2005; 41 : 698-704
2. The global burden of disease:2004 update. WHO report 2008. www.who.int/entity/healthinfo/global burden disease/2004 report update.
3. Korea Centers for Disease Control and Prevention. Infectious Disease Laboratory Diagnosis; Disease-Specific Protocol. 3rd ed. 2005.
4. Nyachuba DG. Foodborne illness: is it on the rise? Nutr Rev 2010;68:257-69.
5. Newell DG, Koopmans M, Verhoef L, Duizer E, Aidara-Kane A, Sprong H et al. Food-borne diseases – The challenges of 20 years ago still persist while new ones continue to emerge. Int J Food Microbiol 2010;139: S3-15.
6. Scallan E, Hoekstra RM, Angulo FJ, Tauxe RV, Widdowson MA, Roy SL et al. Foodborne illness acquired in the United States – Major Pathogens. Emerg Infect Dis 2011; 17: 7-15.
7. Potasman I, Paz A and Odeh M. Infectious outbreaks associated with bivalve shellfish consumption: a worldwide perspective. 2002;35: 921-8.
8. Public Health Agency of Canada. C-EnterNet 2007 Annual Report. National Intergrated Enteric Pathgen Surveillance Program, http://www.phac-aspc.gc.ca/c-enternet/index.html/[Online] (last visited on 15 June 2013).
9. Cho SH, Shin HH, Choi YH, Park MS, Lee BK. Enteric bacteria isolated from acute diarrheal patients in the Republic of Korea between the year 2004 and 2006. J Microbiol 2008;46:325-30.