Abstract


BACKGROUND: Human parainfluenza viruses (HPIVs) were first discovered in the late 1950s, and recognized worldwide as the leading cause of acute respiratory infections (ARIs) for children under the age of five. These viruses are antigenically and genetically classified into Types 1 to 4. The clinical features are associated with both upper respiratory tract infections (URTIs) and lower respiratory tract infections (LRTIs). HPIVs are generally transmitted from an infected person to others through the air by coughing, sneezing and close personal contact. Although HPIVs are recognized as one of the causative agents for ARIs, there is no vaccine to prevent these and specific antiviral treatment for HPIV infection is not yet available.
SUMMARY: During the nationwide study conducted from September 2015 to August 2016, 777 samples tested positive for HPIVs. These viruses were prevalent among children under the age of five and the frequency of detection rate in Type PIV1, 2 and 3 was 37.58% (292), 11.84% (92) and 50.58% (393), respectively. Also, different prevalence patterns were identified and seasonality depended on the subtypes: PIV-1 circulated from summer to autumn, while PIV-3 was prevalent during summer. However, HPIV-2 and HPIV-4 did not have an annual seasonal pattern. In addition, age and seasonality characteristics were similar to other countries such as Japan, China and USA. In conclusion, the distribution of viruses according to age and season is useful to predict trends of viruses and may help prevent their occurrence.


들어가는 말

세계 보건 기구는 개발도상국에서 매년 폐렴으로 인한 5세 이하 어린이 약 3백만 명의 사망 과 성인 폐렴의 주요 원인으로 급성 호흡기 감염증을 지목하였다[1]. 급성 호흡기 감염증은 약 200여 종류의 바이러스 병원체에 의해 발생하는 것으로 알려져 있으며, 천식, 폐렴 등을 일으키는 사람 호흡기세포융합바이러스(human respiratory syncytial virus, HRSV)와 인플루엔자바이러스(influenza virus, IFV), 급성 상기도 감염증을 일으키는 사람 라이노바이러스(human rhinovirus, HRV), 모든 연령에서 급성 호흡기 감염증을 일으키는 사람 메타뉴모바이러스(human metapneumovirus, HMPV), 사람 파라인플루엔자바이러스(human parainfluenza virus, HPIV), 사람 코로나바이러스(human coronavirus, HCoV)등이 주요 바이러스이다.
이 병원체들 중 하나인 HPIVs는 1950년 후반에 처음 발견되어 급성 호흡기 감염증의 주요 원인체로 알려졌다. 이 바이러스의 크기는 150-250nm 정도이고, 약 15kb의 유전자로 구성된 음성 단일 가닥 RNA로 파라믹소비리데(Paramyxoviridae) 과에 포함되며 특이적으로 구별되는 유전형과 항원형으로 레스피로바이러스(Respirovirus)에 속하는 1형과 3형, 루벨라바이러스(Rubelavirus)에 포함되는 2형과 4형의 아형으로 분류된다[2]. 또한, 이 바이러스에 감염되면 영유아에서 감기, 중이염, 인후염 같은 상기도 감염증과 급성폐쇄성후두염, 모세기관지염, 폐렴 같은 하기도 호흡기 감염증을 유발한다고 알려져 있다. 하지만, 성인의 경우 오랜 기간 상기도에 감염되어 있더라도 영유아에서 나타나는 폐렴, 급성 폐쇄성 후두염, 모세 기관지염 같은 심각한 호흡기 감염증을 유발하지는 않는다. 감염시 보여지는 임상증상은 1형과 2형에서는 주로 급성폐쇄성후두염 증상이, 3형에서는 모세기관지염과 폐렴 증상을 보이지만, 4형의 경우 불분명하나, 초기에 발생하는 호흡기 질환과 관련 있다고 보고되어 각 아형에서 나타나는 임상증상이 동일하지는 않다. 전파 경로는 기침과 재채기에 의한 공기 전파, 감염자와의 접촉 및 바이러스가 오염되어 있는 물건 접촉 등으로 전파 된다. 현재, 상용화된 예방 백신 및 항바이러스제가 없어 감염자와의 접촉을 피하거나 손 씻기 생활화와 유행 시기에 몸을 따뜻하게 보호하는 것이 최선의 예방법으로 알려져 있다[3].
본 원고에서는 전 세계적으로 급성 호흡기 감염증의 원인이 되는 바이러스들 중 하나인 HPIVs 국내외 발생 동향을 조사하였으며, 이를 통하여 질병에 대한 이해를 향상시키고 국내 바이러스 유행 조기 감지 및 특성 분석에 필요한 정보를 제공하는데 기여하고자 한다.


몸 말

질병관리본부에서는 국내의 인플루엔자의사질환(Influenza like illness, ILI)를 포함한 급성 호흡기 감염증 환자로부터 채취한 검체에서 원인 바이러스를 규명하고, 병원체별 주요 8종 급성 호흡기바이러스의 발생 동향 및 특성을 분석하여 국민들과 관련 전문가들에게 질병관리 및 예방에 유용한 정보로 활용될 수 있도록 2009년 5월부터 전국 1·2차 의료기관과 17개 시·도 보건환경연구원이 참여하고 있는 ‘인플루엔자 및 호흡기바이러스 실험실 감시(Korea Influenza and Respiratory Surveillance System, KINRESS)' 사업을 운영하고 있다. 본 연구에서는 2015년 9월부터 2016년 8월까지 52주 동안 전국 36개 의료기관에 내원한 환자의 상기도에서 채취한 777건의 HPIV 양성 검체를 분석하여 주별 HPIVs 아형의 검출률을 비교하였다. 채취된 검체는 QIAamp viral RNA Mini kit (Qiagen, Germany)를 사용하여 바이러스 핵산을 추출한 후 PowerCheckTM Parainfluenza virus 1 2 3 Real-time PCR kit (Kogenebiotech, Korea)를 이용한 다중 실시간 역전사 유전자 검사법(multiplex real-time RT-PCR)으로 HPIV에 대한 유전자를 검출하였다. 2015년 9월부터 2016년 8월까지 실험실 감시 사업에서 조사한 777건의 HPIV 양성 검체의 아형별 검출률은 3형이 50.58%(393건)으로 가장 높았으며, 1형과 2형이 각각 37.58%(292건)와 11.84%(92건)이었다. 3형은 2016년 4월부터 8월까지 상대적으로 높은 검출률을 보여 계절적 유행 특성이 있었으나, 1형의 경우 2015년 11월과 2016년 8월에 산발적으로 5% 이상의 높은 검출률을 보였고 3형이 유행하는 시기에는 상대적으로 검출률이 낮아지는 양상을 보였다. 2형은 2016년 2월에서 4월, 6월과 8월을 제외하고 모두 검출되었으나, 검출률이 다른 아형에 비해 상대적으로 낮았고 특이적으로 유행하는 계절은 없었다(Figure 1). HPIVs 아형 중 4형은 국내 실험실 감시 체계에 포함되어 있지 않아 발생 동향을 파악 할 수 없었다. 연령대에 따른 HPIV 감염의 특징을 분석한 결과, 특징적으로 5세 이하의 낮은 연령층에서 높은 검출률을 보여 성인과 노인보다는 영유아에 주로 감염이 잘 되는 병원체로 확인되었다(Figure 2).
일본의 경우, 발생 동향 분석을 위하여 2009년부터 2013년까지 일본의 미에 현, 9개 병원에서 13세 이하 연령대의 호흡기 감염증을 나타낸 환자 825명의 검체를 채취하여 조사한 보고에서 확인하였다. 검출율은 채취된 검체에서 바이러스 핵산을 추출한 후 각각의 아형에 특이적으로 반응하는 primer를 이용한 역전사 유전자 검사법 (RT-PCR)으로 분석하였다. 142명(17.2%)에서 HPIV 유전자가 검출되었으며, 3형은 6월과 7월에 주로 유행하고 1형은 7월에서 12월까지 주로 검출되지만 연중 지속적으로 발생하며, 2형과 4형은 상대적으로 낮은 검출율을 보였다(Figure 3). 연령대로 보면, 5세 이하의 어린이에서 94.4%로 가장 높은 검출율을 보였다[5].

2009년 7월부터 2011년 8월까지 중국 광저우와 남중국 지역에서 호흡기 감염증을 나타낸 환자 4,755명의 검체에서 핵산을 추출한 후 다중 실시간 역전사 유전자 검사법으로 검출율을 분석하였다. 복합 감염 포함 184(3.9%)건의 검체에서 HPIV 양성이 확인되었다. 아형별로는 1, 2, 3, 4형이 각각 58(1.2%), 19(0.4%), 99(2.1%), 8(0.2%)건으로 검출되었으며, 1형이 가을에 주로 발생하고 3형이 여름에 유행하였다(Figure 4). 2형과 4형은 계절 특이성이 없고 낮은 검출율을 보였다. 국내 결과와 유사하게 주로 발생하는 연령대는 5세 이하 어린이었으며, 검출율은 88.9%로 가장 높았다[6].

미국 질병관리본부는 호흡기바이러스 감시 체계로 ‘호흡기바이러스 및 장내 바이러스 실험실 감시(National Respiratory and Enteric Virus Surveillance System, NREVSS)'사업을 운영하고 있다. 이 사업에서 발표한 HPIV의 2015년 9월부터 2016년 8월사이 미국 발생 동향을 분석하였다. 아형별로 주별 발생 동향을 비교한 결과, 1형이 2015년 9월부터 12월까지 유행하였고 3형은 2016년 5월부터 8월까지 주로 발생하였다. 또한, 2형은 계절 특이성이 없으며 발생률도 낮다고 보고되었다[7](Figure 5). 이와 동일하게 1998년부터 2010년 사이의 5세 이하 어린이들에서 발생한 HPIV 동향을 분석한 연구 결과에서도 1형이 가을에서 초겨울사이 유행하고 3형이 여름에 주로 발생하는 계절적 특성을 보이는 것으로 분석되었다[8]. 4형에 대한 동향은 거의 알려져 있지 않지만, 3형과 유사한 증상을 보이고 늦가을부터 초겨울에 걸쳐 발생했다고 보고되었다[9].


맺는 말

본 원고에서는 전 세계적으로 호흡기 감염증을 일으키는 주요 병원체로 알려진 HPIV의 국내외 발생 동향을 비교 분석하였다. HPIV는 국내에서 급성 호흡기 감염증을 유발하는 주요 원인 바이러스로 HRV, HCoV, IFV 및 HRSV 다음으로 많이 검출되고 있다. 이 바이러스는 전 연령대에 감염되지만, 주로 5세 이하의 영유아에 감염되어 감기, 중이염, 인후염 같은 상기도 감염증과 급성폐쇄성후두염, 모세기관지염, 폐렴 같은 하기도에서 발생하는 호흡기 질환의 원인으로 알려져 있다. 본 분석 결과에서도, HPIV가 5세 이하의 어린이에서 높은 검출율을 보인다는 것을 뒷받침 할 수 있었다. 이러한 바이러스 특성을 이해하여 감염에 취약한 연령대인 영유아들을 대상으로 지속적인 모니터링을 수행하는 것이 필요하다고 생각된다.
HPIV 아형별로 계절성이 존재하는 것은 최근 국내외 발생 동향을 바탕으로 1형은 여름 및 가을에 유행, 3형은 여름에 주로 발생하는 계절성을 보이고 2형과 4형은 낮은 비율이지만 연중 발생하고 있다는 것을 알 수 있었다. 그러나 4형은 현재 국내 감시에 포함되어 있지 않아 계절적 유행성을 파악 할 수가 없다. 따라서 국내 호흡기 감염증의 원인 규명 향상을 위해 국내 감시 대상으로 추가 적용하는 것이 필요할 것으로 사료된다. 이러한 계절적 특성 분석 결과는 바이러스의 유행을 예측하고 계절에 따른 호흡기 감염증의 예방법을 결정하는데 중요한 기초 정보로 활용 될 수 있을 것이다.


참고 문헌

1. Ferkol T. and D. Schraufnagel. The global burden of respiratory disease. Annals of the American Thoracic Society. 2014. 11(3):404-406.
2. Kelly J. Henrickson. Parainfluenza Viruses. Clin Microbiol Rev. 2003. 16(2):242-264.
3. http://www.cdc.gov/paraimfluenza/hcp/clinical.html.
4. http://www.kdca.go.kr/CDC/info/CdcKrInfo0501.jsp?menuIds=HOME001-MNU1154-MNU0005-MNU0048-MNU0787.
5. Yano T, Fukuta M, Maeda C, Akachi S, Matsuno Y et al. Epidemiological Investigation and Seroprevalence of Human Parainfluenza Virus in Mie Prefecture in Japan during 2009–2013. Jpn J Infect Dis. 2014. 67:506–508.
6. Liu WK, Liu Q, Chen DH, Liang HX et al. Epidemiology and Clinical Presentation of the four Human Parainfluenza Virus Types. BMC Infectious Diseases. 2013. 13:28.
7. http://www.cdc.gov/surveillance/nrevss/human-paraflu/natl-trend.html.
8. Abedi GR, Prill MM, Langley GE, Wikswo ME, Weinberg GA, Curns AT et al. Estimates of parainfluenza virus-associated hospitalizations and cost among children aged less than 5 years in the United States, 1998-2010. J Ped Infect Dis. 2014; doi: 10.1093/jpids/piu047.
9. Frost HM, Robinson CC, Dominguez SR. Epidemiology and clinical presentation of parainfluenza type 4 in children: a 3-year comparative study to parainfluenza types 1-3. J Infect Dis. 2014. 209(5):695-702.