2010년도 엔테로바이러스 실험실 감시현황
Laboratory-based surveillance of enterovirus associated diseases in Korea, 2010

질병관리본부 국립보건연구원 감염병센터 간염·폴리오바이러스과             
강병학             

Ⅰ. 들어가는 말
  엔테로바이러스(enterovirus)는 Picornaviridae과, Enterovirus 속에 속하는 바이러스로 무균성수막염, 확장성심근염, 급성출혈성결막염, 수족구병, 진성구협염, 뇌염, 소아마비 등의 다양한 임상증상을 일으킬 수 있다. 약 70가지 혈청형을 포함한 엔테로바이러스는 통상적으로 폴리오바이러스(poliovirus), 콕사키바이러스 (coxsackievirus) A군, B군 및 에코바이러스(echovirus)와 기타 엔테로바이러스로 분류하여 왔으나, 최근에는 바이러스의 VP1 부위의 유전적 상동성에 근거하여 HEV(human enterovirus)-A, B, C, D로 분류하고 있다[1-5]. 엔테로바이러스는 무균성수막염의 주요 원인병원체로 잘 알려져 있는데, 특히 HEV-B에 속하는 바이러스가 주종을 이루고 있다[6].
  국립보건연구원은 1993년부터 무균성수막염 환자 등으로부터 엔테로바이러스를 동정하여 왔으며 1993-1998년 기간 중 국내에서 유행한 무균성수막염 원인규명 결과를 발표한바 있다[7]. 이후 2003년에는 무균성수막염 외에도 수족구병, 포진성구협염, 심근염 등 다양한 질환의 환자로부터 엔테로바이러스를 분리하였으며 특히 2002년에는 국내에서 유행한 급성출혈성결막염환자로부터 엔테로바이러스를 동정하였다. 또한, 2006년부터 엔테로바이러스 실험실 감시체계를 운영하고 있다. 국내에서는 에코바이러스나 콕사키바이러스 등의 엔테로바이러스에 의한 질환이 매년 유행하고 있으며 3년 정도의 주기로 엔테로바이러스의 대유행이 일어나고 있다[8]. 2009년에는 신경계 합병증을 동반한 수족구병에 의한 사망환자가 국내에서 처음 발생하였고 환자로부터 엔테로바이러스 71(enterovirus 71; EV71)을 검출하였다. 2010년의 경우에도 엔테로바이러스 71에 의한 수족구병이 전국적으로 유행하였고 1명의 사망자가 발생하였다. 이 글에서는 2010년도 엔테로바이러스 실험실 감시현황을 분석한 것이다.

Ⅱ. 몸 말
  본 실험실에서는 2006년부터 4개 시·도 보건환경연구원과 전국 15개 병원을 중심으로 엔테로바이러스 실험실 감시를 수행하였으며 2010년에는 35개 병원으로 확대하였고, 2011년 현재 7개 시·도 보건환경연구원과 38개 병원이 참여하는 감시체계를 운영하고 있다. 폴리오바이러스의 경우 세계보건기구(WHO)에서 폴리오박멸 계획을 수립하여 폴리오바이러스 박멸을 위해 노력하고 있으며, 서태평양지역은 2000년 10월 폴리오박멸 지역으로 선포되었다. 최근 중국의 경우 파키스탄으로부터 유입된 야생 폴리오바이러스에 의한 환자가 발생하여 WHO의 협조 하에 방역 및 예방접종을 통한 확산방지에 주력하고 있다. 본 실험실은 엔테로바이러스 실험실 감시 뿐만 아니라 WHO 지정 폴리오국가실험실로 폴리오바이러스의 국내유행 및 해외유입에 대비한 급성이완성마비 감시사업을 수행하고 있다.
  1. 연구방법
  2010년 기간 중 전국의 35개 엔테로바이러스 실험실 감시병원에서 자발적으로 의뢰된 무균성수막염, 수족구병, 뇌염, 포진성구협염, 심근염 등 엔테로바이러스 감염 의심환자로부터 얻은 환자의 분변, 뇌척수액, 인후도찰물 등의 검체에서 엔테로바이러스를 검출하고자 하였다.
  바이러스 분리검사에서 검체 전처리 및 바이러스 분리는 변검체의 경우 PBS에 10%(w/v) 희석액을 만든 후 5분 동안 강하게 진탕하고 원심분리하여 상층액을 취한 후 최종농도 10%가 되도록 chloroform을 첨가한 후 10분 동안 진탕을 실시하였다. 이를 500xg(약 3000 rpm)으로 15분 동안 원심분리한 후 상층액을 취하여 세포 접종에 사용하였다. 인후도찰물의 경우 Virus Transport Medium을 사용하여 채취하였으며 뇌척수액 등의 검체는 별도의 전처리 과정 없이 세포접종에 사용하였다. 엔테로바이러스 분리를 위해서는 Rhabdomyosarcoma(RD), Hep-2(human larynx epidermoid carcinoma), Vero(African green monkey kidney), BGM(Buffalo green monkey kidney) 및 폴리오바이러스 수용체를 가진 L20B 세포주를 사용하였다.
  엔테로바이러스의 유전자 검출을 위하여 VP1 부위 및 5‘-noncording region부위를 표적으로 하는 real-time RT-PCR을 수행하였으며, 유전자형 확인을 위해서는 VP1 부위를 표적으로 하는 semi-nested RT-PCR을 수행한 후 추가로 염기서열 분석을 시행하였다. 이를 위해 ABI PRISM dye terminator cycle sequencing ready reaction kit(ABI)을 사용하여 반응시킨 후, ABI 3130 sequencer(ABI)을 사용하여 염기서열을 결정하였다. 염기서열의 분석은 DNASTAR (DNASTAR Inc.)를 이용하여 실시하였다.
  2010년 기간 중 무균성수막염, 수족구병, 뇌염 등 질병관리본부에 의뢰된 환자의 성별, 연령별, 월별 및 지역별 분포를 분석하였다.
  2. 연구결과
  2010년에 엔테로바이러스 실험실 감시를 통하여 총 2,558명 환자로부터 3,115건의 검체가 의뢰되었으며, 이 중 757명으로부터 얻은 880건의 검체에서 양성이 확인되었고 의뢰환자의 엔테로바이러스 양성률은 29.6%이었다. 의뢰된 총 3,115건의 검체 중 대변(47.6%, 1,479건)이 가장 많았고, 다음 뇌척수액(17.6%, 549건), 인후도찰물(6.2%, 193건) 등의 순이었다.
                          
  이 기간 중 의뢰된 엔테로바이러스 의심검체의 연령, 성별, 진단명, 증상 등 분류는 Table 1과 같다. 대부분이 무균성수막염으로 전체 진단명 중 41.7%를 나타냈으며, 수족구병도 22.2%로 다수 보고되었다. 유전자 분석 결과 가장 많이 분리된 바이러스형은 엔테로바이러스 71(66건)이었고, 그 다음으로 CA9(32건), CB5(29건)이었다(Figure 1). 신경계 합병증 동반 수족구병 환자 검체로부터 엔테로바이러스 71이 가장 많이 검출되었고 폴리오바이러스는 검출되지 않았다. 무균성수막염에서도 엔테로바이러스 71(34건)이 가장 많이 검출되었다.

  엔테로바이러스 감염 의심 사례들의 증상을 분석한 결과 발열(48.6%), 두통(13.4%), 구토(12.1%) 등의 증상이 자주 보고되었다. 의뢰된 검체의 성별 분포 중 남성이 더 많았으며(59%), 환자의 평균 연령은 2.9세이었고 연령별로는 3개월 이하(29.4%), 3개월-2세(42.6%), 2세-5세(12.7%), 5세 이상(15.3%) 이었다. 지역별 양성률을 보면 0%에서 37.6%까지 편차가 매우 심했으며, 특히 제주, 부산, 광주지역으로부터 바이러스가 많이 분리된 것을 확인하였다. 지역별로 분리된 바이러스형을 비교해보아도 전국적으로 엔테로바이러스 71이 유행하였음을 알 수 있다. 월별 양성률의 경우는 이전에 보고된 엔테로바이러스 유행양상의 경우와 유사하게 5-8월에 높았다(Figure 2).

  국내에서 분리된 엔테로바이러스 71의 VP1 유전자 염기 서열을 분석한 결과, 최근 중국에서 유행한 엔테로바이러스 71 (C4a)과 98% 이상의 유전자 상동성을 보이는 것으로 확인되었고 유전적 계통도를 분석하여 보면 아래와 같았다(Figure 3).

Ⅲ. 맺는 말

  본 글에서는 엔테로바이러스 실험실 감시를 토대로 2010년도에 발생한 엔테로바이러스 질환의 원인바이러스 유행양상을 엔테로바이러스 질환으로 의심되어 입원한 환자를 대상으로 파악하고자 하였다. 2010년에도 전국적으로 엔테로바이러스에 의한 무균성수막염 환자가 지속적으로 발생하였으며, 또한 엔테로바이러스 71형에 의한 수족구병과 포진성구협염환자도 보고되었는데, 이 중 1명은 신경계 합병증으로 사망하였다.
  엔테로바이러스 71의 경우 일부 국가들에서 대규모 유행이 최근 빈번히 발생하고 있다. 대만에서 1998년 대규모로 발생하여 78명의 사망자가 보고된 것은 대표적인 사례이며, 중국에서도 2009년부터 엔테로바이러스 71에 의한 수족구병 환자가 대규모로 발생하고 있고 이들 중 다수의 사망자가 보고되고 있다. 특히 2010년 중국에서는 약 177만 명의 수족구병 환자가 발생하여 이중 905명이 사망하였다. 내에서는 2009년 엔테로바이러스 71에 의한 첫 사망환자가 발생한 후 매년 사망자가 보고되고 있다. 이와 같이 엔테로바이러스 71에 의한 수족구병은 중국을 비롯한 아시아 지역의 중요한 보건상의 문제가 되고 있다. 이외에도 에코바이러스 13, 18, 30 등에 의한 대규모 유행이 전 세계에서 보고되고 있으며 국내의 경우도 무균성수막염 등을 일으키는 엔테로바이러스의 유전자형이 매년 조금씩 달라지는 것을 볼 수 있다.
  향후 수족구병 및 엔테로바이러스 질환 감시의 효율적인 운영을 위하여 관련 병원의 지속적인 협조가 절실히 필요하다고 생각된다. 특히 치명적인 신경계 합병증이나 심근염 등 중증 엔테로바이러스 질환의 경우 초기 진단과 치료가 중요하다. 이를 위해 중증 엔테로바이러스 질환에 대하여 지속적 감시를 수행하고자 하며 이를 위해 표본감시 기관 및 중증 질환 지정병원과 시·도 보건환경연구원의 연계시스템을 통한 효율적인 신속진단 체계가 중요하다고 생각된다.

Ⅳ. 참고문헌

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2. Pallansch MA, Roos RP. Enteroviruses: polioviruses, coxsackievirus, echovirus, and newer enteroviruses. In: Knipe DM, Howley PM, Griffin DE, Lamb RA, Martin MA, Roizman B, Straus SE, editors. Field Virology. 4th ed. Philadelphia: Lippincott, Williams and Eilkins;  2001. p. 723-75.
3. Cardosa MJ, Perera D, Brown BA, Cheon D, Chan HM, Chan KP, et al. Molecular epidemiology of human enterovirus 71 strains and recent outbreaks in the Asia Pacific region: comparative analysis of the VP1 and VP4 genes. Emerg Infect Dis 2003;9:461-68.
4. Kung SH, Wang SF, Huang CW, Hsu CC, Liu HF, Yang JY. Genetic and and antigenic analyses of enterovirus 71 isolates in Taiwan during 1998-2005. Clin Microbiol Infect 2007;13:782-7.
5. Khetsuriani N, Lamonte-Fowlkes A, Oberst S, Pallansch MA, Centers for Disease Control and Prevention. Enterovirus surveillance-United States, 1970-2005. MMWR Surveill Summ 2006;55:1-20.
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7. 김기순, 김지은, 천두성, 정윤석, 박정구, 강영화, 이윤성, 지영미, 윤재득, 이영진, 김동수, 김문보, 나병국, 송철용, 이광호: 국내에서 유행한 무균성뇌막염 원인바이러스의 규명:1993-1998. 감염 31:382-389,1999.
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