Abstract

Laboratory-based diagnostic test results for human granulocytic anaplasmosis in 2017


Lee Kyeong Ah, Hwang Seon Do, Kang Byung Hak, Kim Jae Ok
Division of Bacterial Diseases, Center for Laboratory Control of Infectious Diseases, KCDC

Human granulocytic anaplasmosis (HGA) is a tick-borne infectious disease caused by Anaplasma phagocytophilum. Clinical features of HGA range from mild illness such as fever, headache, myalgia, malaise, thrombocytopenia, and leukopenia to severe disease with gastrointestinal and respiratory distress, myocarditis, neurological complications, septic shock-like disease, and even death.
We performed serological HGA tests using immuno-fluorescent antibody assay (IFA) from the sera of 598 patients and nested polymerase chain reaction (PCR) tests using amplification of the 16S rRNA gene of A. phagocytophilum from 298 blood samples. In the serological IFA tests, 56 (9.4%) of 598 patients were positive for IgG or IgM of A. phagocytophilum (male: 28/354, 7.9% vs. female: 28/244, 11.5%). A high seropositive rate (45/56, 80.4%) was shown in patients ≥ 60 years. In the PCR tests, 25 of 298 patients showed a positive result.
This article reports laboratory results in relation to A. phagocytophilum from patients with suspected HGA in 2017.

Keywords: Anaplasmosis, Anaplasma phagocytophilum, Laboratory diagnosis


들어가는 말


아나플라즈마증(Human granulocytic anaplasmosis)은 진드기 매개의 리케치아감염병으로 Anaplasma phagocytophilum에 의해 발생된다. 사람을 포함한 개, 소, 양, 염소, 말 그리고 야생동물에 감염되며 1990년대 중반 진드기에 물린 후 열성질환으로 사망한 환자에 의해 미국에서 처음으로 인체 감염이 보고되었다[1]. 인체 감염을 일으키는 매개체는 참진드기로써 Ixodes scapularis, I. pacificus, I. ricinus 등이 있으며 각각 미국 중북부 및 동북부지역, 미국 태평양 연안지역, 유럽 서부지역에서 주된 감염을 유발하는 매개체로 알려져 있다[2]. 아시아에서는 I. scapularis가 주된 매개체이며 국내에서는 Haemaphysalis longicornis, I. nipponensis, I. persulcatus가 알려져 있다[3]. 2003년 매개체를 대상으로 수행한 유전자 검출 검사에서 H. longicornis, I. persulcatus 진드기에서 A. phagocytophilum의 유전자 검출(9.9%)도 보고되었다[4]. 아나플라즈마증은 약충 및 성충 시기의 진드기가 왕성히 활동하는 늦봄부터 가을까지 다발하는 것으로 알려져 있으며 2002년 국내 농촌지역의 가을철 원인불명열 환자에서 아나플라즈마증의 혈청학적 검사를 실시한 결과, 양성 항체 보유율을 1.8%로 보고한 바 있다[5]. 2014년에는 국내 처음으로 아나플라즈마증 환자 발생이 최초로 보고되었다.
아나플라즈마증은 감염된 진드기에 흡혈된 후 7～10일 정도의 잠복기를 거쳐 39도 이상의 고열이 나타나는 급성열성질환이다. A. phagocytophilum은 인체 면역에 관여하는 neutrophils에 감염되어 정상세포가 자가포식 유도 기능을 하여 숙주세포를 파괴시켜 병을 일으키는 것으로 알려져 있다. 주요 임상증상은 오한, 근육통, 심한 두통, 식욕 결핍, 관절통, 오심, 건성기침 등이며 doxycycline 등의 항생제로 치료가 가능하나, 적절한 항생제 치료를 받지 않은 경우에는 패혈증 등의 심각한 합병증을 초래할 수 있으며 일부 환자에서 치사율 1%이하로 나타난다[6]. 아나플라즈마증 실험실 검사의 혈액학적인 검사방법으로는 말초 혈액 도말을 통한 현미경 관찰, 백혈구, 혈소판 검사 등이 있다. 혈청학적 검사방법으로는 간접면역형광항체법(Indirect immunofluorescence assay, IFA)과 웨스턴 블롯법 등이 있으며, 세포배양을 통한 원인균 분리와 중합효소연쇄반응(Polymerase chain reaction, PCR)을 이용한 유전자 검출법 등이 있다.
질병관리본부에서는 현재 비법정감염병인 아나플라즈마증 검사를 2014년 10월부터 혈청학적 검사법으로 실시하고 있으며 혈액을 이용한 유전학적 검사법도 실시하고 있다. 이 글에서는 2017년에 의뢰된 아나플라즈마증 의심환자를 대상으로 혈청학적 검사 및 유전학적 검사 결과를 통하여 국내 아나플라즈마증에 대한 검사 결과를 보고하고자 한다.


몸 말


질병관리본부 세균분석과에서는 아나플라즈마증에 대한 혈청학적 실험실 검사방법으로 간접면역형광항체법을 실시하였으며, 항체가가 IgG 1:80 이상 또는 IgM 1:16 이상이면 혈청반응으로 파악하였다. 또한 회복기 혈청의 항체가가 급성기 혈청의 항체가 결과와 비교하여 4배 이상 증가 시 아나플라즈마증 항체가 양성으로 판정하였다. 항체가 검사 의뢰 시 혈액을 송부한 경우, 환자의 혈액에서 DNA를 추출하여 A. phagocytophilum 16S rRNA 유전자를 증폭하는 PCR 방법으로 유전자 검사를 실시하였다.
2017년에 598건의 아나플라즈마증 의심환자에 대한 혈청학적 검사가 의뢰되었고, 이 중 298건은 혈액이 동봉되어 유전학적인 검사도 함께 병행하였다. IFA 방법을 이용한 아나플라즈마증 혈청학적 검사에서는 56건(9.4%)이 혈청반응으로 나타났고(Table 1), PCR을 통한 유전학적 검사 결과에서는 298건 중 25건(8.4%)에서 양성이 나타났다(Table 2). 혈청학적 검사에서 회복기 혈청의 항체가 결과와 급성기 혈청의 항체가 결과를 비교해 4배 이상 상승한 경우는 13건이었으며, 이들에 대해 최종 항체가 양성으로 판정하였다. 혈청반응 56건 중 남성과 여성의 건수는 28건으로 동일하였다. 연령대는 10대 1명, 20대 3명, 30대 1명, 40대 3명, 50대 3명, 60대와 70대가 각각 16명과 18명으로 높은 분포를 보였으며 80대 이상도 11명이 혈청반응을 보여 60대 이상의 환자가 전체 혈청반응자 56건 중 45건(80.4%)으로 높은 분포를 보였다(Table 3). IgM에 대한 항체가 결과를 보면 33건에서 혈청반응을 보였고 이는 아나플라즈마증 원인균에 최근 감염된 것으로 추정할 수 있었다.
이 자료는 2017년 한 해 동안 진드기에 물리거나 접촉하여 생긴 피부 자국이 있으며 오한과 근육통을 호소하거나 야외활동 후 급성열성질환 또는 원인을 알 수 없는 열성 질환 등의 증상을 보이는 아나플라즈마증 의심환자들에 대한 실험실 검사 결과이다. 2014년 국내 임상환자에 대한 보고로 아나플라즈마증에 대해 본격적으로 알려지게 되었으며 질병관리본부는 2014년 10월부터 현재까지 IFA 방법과 PCR 방법으로 검사하고 있다. 아나플라즈마증은 중증혈소판감소증과 유사한 임상증상을 나타내기도 하지만 대부분 증상이 경미하며, 치사율이 낮다. 2015년도 실시한 아나플라즈마증 실험실 검사 결과에서는 201건의 검사 중 6.96%의 혈청반응률, 2.54%의 유전자 양성률 결과를 보였고, 2016년도 아나플라즈마증 검사 결과에서는 302건 중 5.30%의 혈청반응률, 2.87%의 유전자 양성률의 결과를 보였다. 2017년도에는 2배가량 증가한 598건이 의뢰되었으며 9.36%의 혈청반응률, 8.38%의 유전자 양성률을 나타냈다[7,8]. 2014년부터 아나플라즈마증에 대한 검사가 점진적으로 증가하였으며 양성으로 추정되는 환자의 수도 증가한 것을 확인할 수 있었다(Figure 1).
2017년 질병관리본부 세균분석과에 의뢰된 지역별 아나플라즈마증이 의심되어 검사한 건수는 598건으로 서울이 113건(18.9%)으로 가장 많았으며 광주 97건(16.2%), 충남 87건(14.5%), 경기 83건(13.9%), 전북 82건(13.7%), 경남 76건(12.7%), 충북 34건(5.7%)이었으며 부산 16건(2.7%), 강원 6건(1.0%) 그 밖의 지역은 1.0%이하로 확인되었다(Figure 2). 국내 지역별 검사 의뢰 건수의 차이는 진드기 매개질환인 아나플라즈마증에 대해 다른 진드기 매개질환에 비해 일선 병원에서의 인식이 아직 크지 않은 것으로 생각된다.
국외의 아시아권 아나플라즈마증에 대한 연구 결과를 살펴보면, 2008년 중국 텐진 지역 농업인을 대상으로 한 연구결과에서 8.8%가 아나플라즈마증 항체가 양성률을 보였으며 2012년에는 베이징 시골 지역의 농업인의 14.1%에서 아나플라즈마증 항체가 양성률이 확인되었다. 일본에서는 2013년 급성열성질환 환자에서 일본홍반열과 쯔쯔가무시증과는 다른 특징을 보이는 아나플라즈마증 환자를 구별하여 보고하고 있어 급성열성질환 환자의 아나플라즈마증에 대한 임상적인 특징들이 연구되고 있다. 기타 해외 국가 아나플라즈마증 항체가 조사 결과, 오스트리아 9.0%(2003년), 폴란드 9.6～19.8%(2006년), 스페인 1.4%(2002년), 그리스 7.3%(2002년), 이탈리아 5.7%(2005년), 덴마크 21.0%(2001년), 독일 2.8%(2006년)이었다. 2000년 미국의 아나플라즈마증 환자는 100만 명당 1.4명의 유병률을 보였으나 2010년에는 1,761건이 발생하여 아나플라즈마증 환자는 100만 명당 6.1명의 비율로 감염환자의 수가 증가하였다. 미국(1994년)을 비롯한 이스라엘(1999년), 러시아(2001년)뿐만 아니라 슬로베니아, 스웨덴, 폴란드 등 유럽(1997년)에서도 아나플라즈마증에 국제적인 연구가 진행되고 있다.
아나플라즈마증 감염은 Ixodes속과 Haemaphysalis속의 진드기 등으로 전파가 가능한 것으로 알려져 있으며, 국내에서는 I. persulatus, I. nipponensis와 H. longicornis 등의 진드기 매개로 질병 전파가 가능한 것으로 알려져 있다. 이들에 대한 유전자 검사결과 A. phagocytophilum 감염률은 1%(2008년)로 보고되었다[9]. 국내 가축에서의 아나플라즈마증 발생과 관련된 조사에서 A. phagocytophilum에 대한 등줄쥐의 감염률은 2.6%(5/196)이었고 한국 고라니의 감염률은 63.6%(42/66)를 나타내어, 상당히 많은 고라니가 병원체에 감염되어 있는 것을 알 수 있었다[10].


맺는 말

2017년 아나플라즈마증 실험실 검사 혈청반응자의 임상소견들을 살펴보면, 산이나 들에서 야외활동 후 1주 이상지나 오한, 근육통, 두통, 무기력증, 소화불량 등으로 내원하였으며 혈소판감소증 증상을 보였다는 것을 알 수 있다. 공통적으로는 급성발열 증상을 갖고 있었으며 그 중 진드기에 물리거나 벌레에 물린 자국을 발견 후 임상증상을 보인 경우가 12건이었다. 진드기 특히, 참진드기에 물리거나 유사 증상이 있을 시 아나플라즈마증에 대한 검사가 이뤄질 수 있도록 일선 병원에서의 인식이 확산되어야 할 것이다. 실험실 검사 혈청 반응자의 임상소견에 농사를 짓거나 산이나 풀밭에서의 야외활동이 많이 나타나는 것으로 비추어 볼 때, 전체 혈청반응자에서 80%를 차지하는 50대 이상의 환자들의 직업이나 생활환경과 관련이 있을 것으로 예상된다.
이러한 결과들을 바탕으로 아나플라즈마증은 해마다 의심 건수가 증가하고 있으나 그동안 보고가 적고 잘 알려지지 않아 진단이 제대로 이뤄지지 않았을 가능성이 높다. 향후에는 진드기에 물리거나 유사 증상이 있을 시 아나플라즈마증에 대한 진단 또는 실험실 검사가 될 수 있는 진단 및 예방에 대한 인식이 확산되어야 할 것이다. 2018년부터는 유전학적 방법도 진단 항목으로 추가되어 의료기관에서 아나플라즈마증 의심 건에 대한 판정에 보다 정확성을 높여줄 것으로 기대한다.
결론적으로, 이 연구는 아나플라즈마증 의심 건에 대한 실험실 검사를 수행한 것으로 국내 아나플라즈마증 발생에 대한 근거 자료를 제공하고, 급성열성질환으로 내원하는 환자의 아나플라즈마증에 대한 실험실 검사 자료를 제공한다. 국내 인체 아나플라즈마증 현황을 알 수 있는 자료로 활용되길 기대되며, 아나플라즈마증에 대한 예방관리를 위해 향후 국내 법정감염병으로의 지정에 대한 검토도 필요할 것으로 사료된다.


참고문헌

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species as the etiologic agent of human disease. J Clin Microbiol. 1994;32:589-595.
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3. Kim KH, Yi J, Oh WS, Kim NH, et al. Human graulocytic anaplasmosis, South Korea, 2013. Emerg Infec Dis. 2014;20:1708-1711.
4. Kim CM, Kim MS, Park MS, Park JH, et al. Identification of Ehrlichia chaffeensis, Anaplasma phagocytophilum, and A.bovis in Haemaphysalis longicornis and Ixodes persulcatus ticks from korea. Vector Borne Zoonotic Dis. 2003;3:17-26.
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10. Kang JG, Ko S, Kim YJ, Yang HJ, et al. New genetic variants of Anaplasma phagocytophilum and Anaplasma bovis from Korean water deer(Hydropotes inermis argyropus). Vector Borne Zoonotic Dis. 2011;11:929-938.