도축업 관련 종사자의 쉬가독소 생성 장출혈성 대장균의 감염 실태 및 쉬가독소에 대한 항체가 분석

Prevalence of Shiga toxin-producing Escherichia coli and Anti-Shiga toxin IgG antibodies of healthy slaughterhouse workers in South Korea

 국립보건연구원 감염병센터 장내세균팀   

Ⅰ. 들어가는 말
   전파속도가 빠르고 국민건강에 미치는 위해 정도가 매우 커서 발생 또는 유행 즉시 방역대책을 수립하여야 하는 제1군 법정전염병으로 2000년에 새로 지정된 장출혈성대장균(Enterohaemorrhagic Escherichia coli ; 이하 EHEC) 감염증은 쉬가독소(Shiga toxin/Vero toxin ; 이하 Stx/Vt)를 분비하여 인체 감염 시 출혈성 장염, 설사, 혈전성 혈소판 감소성 자반증 및 용혈성 요독증후군 등을 일으키는  질환이다. 장출혈성 대장균 감염증을 비롯한 인수공통 전염병은 그 자체가 이미 서로 다른 종(種)간에 활발하게 전파되는 전염병으로 변이성과 적응력이 매우 큰 것이 특징이며, 변이의 방향에 따라 병원력과 치명률이 높은 전염병으로 사람에게 쉽게 감염될 수 있다[1, 2].
  우리나라의 경우, 동물의 장출혈성 대장균 감염증은 질병 발생으로 인한 피해가 크지 않아 이에 대한 관심이나 연구가 미흡한 실정이다. 2006년 12월 1일을 기준으로 국내에서 사육되는 한·육우는 19만여 가구에서 총 200만여 마리 정도로 보고되었다. 또한 소고기 소비량이 증가함에 따라 하루에 도축되는 소의 수도 수 백 마리에 달한다. 이는 사람과 소에서 공통적으로 감염을 일으키는 장출혈성 대장균에 노출되는 횟수도 비례적으로 증가한다는 것을 의미하며, 일반인 집단보다 상대적으로 가축과의 접촉이 잦은 특정 환경의 고위험군 인구 집단이 생성될 수 있음을 말한다[3, 4]. 이전부터 가축과 축산식품  또는 관련 업종 종사자들에 대한 장출혈성 대장균의 분리 및 동정과 이들 고위험 직업군 종사자들에  대한 역학조사 연구가 여러 나라에서 수행되었으나, 그 연구 성과는 미비한 실정이다[5]. 따라서 사람과 직접 또는 간접적으로 접촉이 가능한 고위험 직업군 종사자들에 대한 장출혈성 대장균 감염증의 분포 및 감염 실태를 규명할 필요가 있음이 제기되어 왔다. Karmali 등은 1994년 발표한 논문에서 가축과 접촉이 잦은 인구집단을 고위험군으로 지정하여 연구를 수행한 결과, 장출혈성 대장균에 대한 높은   항체가를 보고한 바 있다[6, 7].
  이에 국내 고위험 직업군 종사자로부터 수집한 모든 대변검체에서 장출혈성 대장균에 대한 일련의 검사와 혈청학적 검사를 병행함으로써 현성 감염 및 과거 감염을 파악하여 장출혈성 대장균의 감염 실태를 조사하고자 하였다.  

Ⅱ. 몸 말

     2007년 10월부터 2008년 3월에 걸쳐 전국 78개 도축장에 종사하는 근로자 1,527명으로부터 혈청 1,527건, 대변 1,400건을 수집하였고, 설문조사를 병행하여 성, 연령, 근무기간 등 관련 변수에 대한  정보를 수집하였다. 수집된 대변 검체에 대해서는 Figure 1에 나타나있는 순서에 따라 장출혈성 대장균의 감염 여부를 조사하였다.

  장출혈성 대장균의 원인 독소인 쉬가독소에 대한 혈청내 IgG 값을 얻기 위하여 정제된 쉬가독소를 100ng/well(1 ㎍/㎖)의 농도로 96 well plate에 100㎕ 씩 분주한 후 4℃에서 16 시간 코팅하였다.   코팅된 마이크로플레이트에 도축업 관련 종사자들의 혈청을 넣고 건조되지 않도록 뚜껑을 잘 씌운 후 37℃에서 30분간 반응하였다. 반응 후 세척액으로 microwell을 5-6회 세척한 후, 100㎕ HRP conjugated anti-human IgG를 각 웰에 넣고 건조되지 않도록 뚜껑을 잘 씌워 37℃에서 1시간 동안  반응하였다. 반응 후 50㎕ TMB를 넣은 후 실온에서 10분 동안 반응시켜 분광분석계(spectrophotometer)를 이용하여 흡광도 450㎚에서 결과 값을 읽어 그 결과를 쉬가독소에 대한 항체가로 산출하였다.

  검체수집 대상자를 업종별, 성별, 연령대별로 분석한 결과는 Figure 2와 같다. 도축업 관련 종사자의 업종은 검사관(inspector), 도축자(slaughterer), 부산물 처리자(residual products handler), 등급판정사(grading tester) 등 4개의 직종으로 분류하였다. 4개의 업종 중 가장 많은 인원수를 차지하는 것은   도축자로 전체 1,400명 중 813명(58.1%)이었으며, 다음으로 부산물 처리자 336명(24.0%), 검사관 153명(10.9%), 등급판정사 98명(7.0%) 순이었다. 검체를 수집한 대상자의 90%가 남성이었으며, 10% 정도를 여성이 차지하고 있었다. 이 중, 여성은 부산물 처리자에서 가장 높은 비율을 차지하고 있었으며, 그중에서도 50대 여성이 가장 많았다. 분석 대상자들을 연령대별로 분석해 보면 검사관, 등급판정사는 20, 30대가 가장 많았으며, 도축업자, 부산물 처리자는 40대를 중심으로 많은 수를 차지하고 있었다.

  대변검체에 대해 장출혈성 대장균 쉬가독소 유전자의 PCR 검사를 실시하고 그 검출 결과를 Table 1에 정리하였다. 수집검체에 대한 stx PCR 검사 결과, 부산물 처리자의 경우 양성자가 336명 중 27명(8.0%)으로 타 업종에 비해 가장 높았고, 다음으로는 도축업자가 6.0%로 나타났으며 나머지 업종은 2.0%에서 3.5%의 쉬가독소 생성 대장균에 대한 PCR 양성 결과를 보였다. 카이검정을 통해 이러한   결과가 통계학적으로 의미있는 차이를 보인다는 것을 확인할 수 있었다(p<0.05). 쉬가독소는 type 1(stx1), type 2(stx2)로 나눠지며 EHEC 중에는 이 두 종류의 독소를 모두 가지고 있는 형(stx1 and 2)이 있다. 이번 검사 결과에서 쉬가독소 중에는 stx2가 83건 중 47건으로 가장 많았고, 다음으로 stx1와 stx1 and 2의 순으로 많았다.

  stx PCR 양성자의 분포를 연령과 근무기간에 따라 분류해 보았다. stx PCR 양성자의 수는 40대   이상에서 크게 증가하면서 근로자의 연령이 증가함에 따라 양성률도 함께 증가하는 양상이 뚜렷하게  나타나는 것을 확인할 수 있다(Table 2) (p< 0.05). 근무기간에 따른 stx PCR 양성자의 분포는 설문 조사상 근무기간에 대해 응답한 사람에 대해서만 분석하였으며 근무기간이 20년 이상 30년 미만인   근로자에서 양성자가 7.8%로 가장 많았고, 다음으로는 30년 이상의 근무기간을 가진 작업자가 6.5%, 10년 이상 20년 미만이 6.0%를 차지하였다(Table 3). 근무기간에 따른 stx PCR 양성자의 분포 역시 연령과 유사하게 근무기간이 늘어날수록 양성자가 함께 증가하는 양상을 나타냈다.

  83명의 stx PCR 양성자에 대해서는, 설문지를 검토한 후 추적 조사하여 증상이 있는 경우에는 재검사를 실시하였고, 질병관리본부의 「인수공통감염증 양성자 추적조사 가이드라인, 2008」에 따라     각 지역별 해당 보건소를 통하여 개인위생에 대한 교육(음식물 섭취 전 손을 씻고, 가능한 음식물 조리를 금한다. 어린아이와 가능한 접촉하지 않는다. 대변 후 철저히 손을 씻는다 등)을 실시하였다.
  1차 대변 검사상의 83명의 stx PCR 양성자 중에서 균 분리가 이루어진 사람은 6명으로, 이들 근로자에 대해서는 가족을 포함하여 다시 한 번 설문조사와 교육을 실시하였고, 한 달 후에 2차 검사를 실시하였다. 결과는 모두 음성으로 나타났다(Table 4).

  쉬가독소에 대한 IgG의 정확한 항체가를 도출하기 위하여 2001년도 국민건강영양조사시 수집된 건강한 일반인 400명의 혈청을 대조군으로 설정하였다. 검체 채취 대상자 1,527명 중 검사관 190명, 도축자 886명, 부산물 처리자 358명, 등급판정사 93명에 대해 쉬가독소에 대한 IgG 항체가를 측정하여   업종별 항체가의 분포 현황을 조사하였다. 4개 업종별 쉬가독소에 대한 혈청 내 IgG 값의 분포를 확인한 결과, 도축자와 부산물 처리자의 IgG 값이 나머지 직종에 비하여 높은 것을 확인할 수 있었다(Figure 3). 이 결과로 혈청 내 쉬가독소에 대한 항체가의 값이 PCR 양성자의 분포와 유의성을 갖는다는 사실을  확인할 수 있었다.

               
  다음에는 각 업종별 근무기간이 갖는 항체가의 차이를 도출하기 위하여 근무기간을 5, 10, 15, 20년으로 분류한 다음, 각 근무기간에서의 항체가를 plotting하여 각 업종별로 분석해 보았다. 각 업종별 근무기간에 따른 항체가의 분포를 확인해 본 결과, 도축업자와 부산물 처리자는 근무기간이 증가할수록 쉬가독소에 대한 항체가의 평균 값이 명확하게 증가함을 알 수 있었으며(Figure 4), 등급판정사, 검사관의 경우에는 근무기간의 증가에 따른 항체가의 증감은 발견되지 않았다.

Ⅲ. 맺음말

   가축과 축산식품 가공 업종 종사자들에 대한 장출혈성 대장균의 분리 및 동정과 이들 고위험 직업군 종사자들에 대한 역학조사 연구가 여러 나라에서 수행되고 있으나 국내 연구 성과는 미비한 실정이었다. 이번 연구를 통하여 고위험군 근로자 중에서도 가축과의 접촉 빈도(직종, 근무기간, 연령)가 증가할   경우 감염 가능성도 증가한다는 결과를 얻었으며 특히, 혈청학적 실험 결과에 의하여 과거 어느 정도 감염에 노출되었는지 가늠할 수 있는 결과를 얻어다는 것은 큰 의미가 있다고 하겠다.
  결론적으로 인수공통 전염병을 예방하기 위해서는 가장 우선적으로 가축에서의 인수공통 전염병을  근절시키는 것이 최선이겠으나 차선책으로 장출혈성 대장균 감염증과 같은 인수공통 전염병 예방을   위해 유통되는 소에 대한 철저한 검사, 가축 분뇨의 위생적인 처리, 도축업 관련 종사자의 개인 보호구 착용, 위생적인 축사관리, 생고기와 생우유의 섭취 자제 등을 적극적으로 관리하여야 할 것이며, 도축자를 포함한 고위험군에 대해서는 위생관리 및 작업 시 교차감염 방지 교육 프로그램이 지속적으로 마련되어야 할 것으로 생각한다. 또한, 원인 병원체와 숙주 그리고 환경이라는 3가지 요소가 함께 작용하여 질병이 발생한다는 점을 감안한다면, 장출혈성 대장균 감염증을 예방하기 위해서는 원인체인 대장균뿐만 아니라 환경적 요인, 질병에 대한 경각심과 숙주인 사람들의 건강상태까지 함께 고려되어야 할 것이며, 장출혈성 대장균에 대한 지속적인 자료의 축적과 효율적인 정보의 환류를 통하여 적절한 공중보건학적 대응을  마련하기 위해 관련 기관간 긴밀한 협조가 이루어져야 할 것으로 생각된다. 

Ⅳ. 참고문헌
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