Abstract

Serosurveillance for scrub typhus and murine typhus in forestry workers in South Korea

Lee Sunjin, Hwang Seon Do, Kang Byung Hak, Kim Jae Ok
Division of Bacterial Diseases, Center for Laboratory Control of Infectious Diseases, KCDC
Lee Kwan, Park Ji-Hyuk
Department of Preventive Medicine, Dongguk University College of Medicine

Scrub typhus is an acute febrile disease characterized by fever, rash, eschar, pneumonitis, and meningitis. It is caused by infection of Orientia tsutsugamushi, transmitted by trombiculid mites, and occurs frequently in the autumn in Korea. The incidence of the reported disease has increased gradually to 10,528 cases in Korea in 2017. Rickettsia typhi, a typhus group rickettsia, is the etiologic agent of murine typhus. Although murine typhus is characterized by a low mortality rate (1% of reported cases), in severe cases, it can result in meningoencephalitis and disseminated vascular lesions. Without specific treatment, 99% of those infected will be clear of the disease within weeks. In Korea, 18 cases were reported in 2017. This serologic study was conducted to obtain basic data regarding scrub typhus and murine typhus in high-risk populations.
This study included forestry workers, who are considered to be a high-risk population for scrub typhus and murine typhus. Sera were collected, and antibodies specific to O. tsutsugamushi and R. typhi were titrated using an indirect immunofluorescence antibody assay (IFA). Single cut-off titers of 1:256 for immunoglobulin(Ig)G or 1:16 for IgM were used as references for seroprevalence, and seroreactivity was determined as showing any titration to the single cut-off. The seropositivity and seroreactivity of scrub typhus were 22.2% (156/704) and 30.7% (216/704), respectively. The seropositivity of murine typhus was 21.3% (150/704). Moreover, the seropositivity of both scrub typhus and murine typhus was 5.7% (40/704).
This is the first serological study of scrub typhus and murine typhus in forestry workers, who are considered a high-risk population for vector-borne diseases. Further analyses of this population for other vector-borne diseases are also needed to identify the risk status and to improve the control and prevention of these diseases in high-risk populations. Additional studies or investigations are also needed for determining the relationship between population density or infection rate of vectors and patients' prevalence.

Keywords: Serological study, Scrub typhus, Murine typhus, Orientia tsutsugamushi, Forestry workers


들어가는 말

우리나라 가을철(주로 10～11월) 발열성 질환 중 하나인 쯔쯔가무시증은 리케치아과에 속하는 Orientia tsustsugamushi에 감염된 털진드기 유충에 의해 매개 전파되는 급성 열성 질환이다. 전 세계적으로는 일명 ‘tsutsugamushi triangle’이라고 불리는 지역(북쪽으로는 러시아 극동지역, 서쪽으로는 파키스탄, 남쪽으로는 호주 북부를 포함하는 지역)에서 주로 발생되며, 각 국가 및 지역별 서식하는 매개 털진드기의 종류와 활동 시기에 따라 호발 시기가 다르게 나타난다[1]. 쯔쯔가무시증의 주요 임상적 특징은 1∼3주 정도의 잠복기를 거쳐, 고열로 인한 오한, 두통, 근육통, 구토, 기침, 복통 및 인후염이 나타나고 발진과 피부 표면에 고름이 잡히고 부스럼 딱지가 나타난다. 병원성이 약한 경우, 치료를 하지 않아도 2주 정도 고열 증상이 지속되다가 서서히 회복되는 것으로 알려져 있으나, 면역저하 또는 고령자의 경우, 조기 발견과 적절한 치료가 수행되지 않으면 패혈성 쇼크, 호흡부전, 신부전, 의식저하 등의 합병증으로 사망하는 경우도 발생한다[2]. 쯔쯔가무시증은 3군 법정감염병으로 환자 발생은 2000년대 중반까지 5∼6천 건을 유지하였으나, 최근 발생이 급격하게 증가하여 2014년 8,130건, 2015년 9,513건, 2016년 11,105건, 2017년 10,528건으로 보고되었다[3]. 기후변화에 따른 매개체 환경의 변화, 야외활동의 증가, 그리고 고령 농업 종사자의 증가 등 다양한 요인에 의하여 환자가 증가하는 것으로 알려져 있다. 국내 쯔쯔가무시증 환자의 위험 직업군은 각 지역에서 밭농사, 과수원, 축사 업무에 종사하는 직업군으로 보고되었다[4].
한편 발진열은 리케치아 그룹 중 typhus group에 속하는 Rickettsia typhi에 감염된 쥐벼룩(Xenopsylla cheopis)에게 물려서 발병하는 질환이다. 발열, 오한, 두통, 근육통 등의 쯔쯔가무시증과 유사한 임상 증상을 보여 급성기 환자에서 구별이 쉽지 않으나 적절한 치료가 없더라도 몇 주 이내에 완치가 되는 비교적 가벼운 열성질환으로 알려져 있다. 주로 쥐와 접촉이 가능한 곡물창고, 양조장, 쓰레기 창고 종사자들이 주요 직업군으로 보고되었다[10,11].
이러한 조사 결과들을 바탕으로 매개체 전파 질환의 감염 가능성이 높은 고위험군으로 국내 임업 관련 종사자들을 대상으로 쯔쯔가무시증 및 발진열에 대한 혈청 유병률을 파악하고 감염에 대한 위험 요인을 분석함으로써 그 위험 요인을 제거하여 감염의 위험성을 감소시킬 수 있는 과학적인 예방 관리 정책의 근거를 제시하고자 이 조사를 수행하게 되었다.


몸 말

이 조사는 산림조합을 중심으로 운영되고 있는 민유림 영림단 소속 4,000여 명을 조사 대상자로 선정하였으며, 142개 시군별 산림조합에 367개 영림단을 운영하고 있는 특성을 고려하여, 산림조합에서 운영하고 있는 산림문화박람회, 훈련원 등의 참가자를 대상으로 조사를 진행하였다. 전체 조사대상자 중 704명이 참여하여 조사 참여율은 17.6%였다. 조사대상자의 주요 작업지역 분포는 경상북도가 300명(42.6%)으로 가장 많았으며, 경상남도 95명(13.5%), 전라남도 68명(9.7%), 전라북도 60명(8.5%) 등의 순이었다. 조사대상자의 성별 분포는 남성이 614명(87.2%), 여성이 90명(12.8%)으로 대부분 남성이었으며, 연령별 분포는 60～69세가 307명(43.6%)으로 가장 많았으며, 50～59세 186명(26.4%), 70세 이상 106명(15.1%), 50세 이하 105명(14.9%)의 순이었다.
쯔쯔가무시증의 항체가 검사는 비교적 민감도가 높아 보편적으로 널리 사용되는 간접면역형광항체법(Indirect immunofluorescence antibody assay, IFA)[5]을 질병관리본부 시험검사법 표준절차서(KCDC-S-Ab-OT-15-02)에 따라 진행하였으며, 간접면역형광항체법에 사용된 항원 슬라이드는 O. tsutsugamushi의 표준 균주인 Gilliam, Karp, Kato Gilliam 1943년 Burma, Karp 1943년 New Guinea, Kato 1955 Niigata에서 분리된 표준 균주와 국내에서 가장 많이 분포하는 것으로 알려진 Boryong 1989년 분리된 국내 분포가 가장 높은 분리주를 혼합하여 점적 하였고, 발진열은 Rickettsia typhi Willington 주 단일 균주를 사용하여 two-spot 항원 슬라이드를 제작하였다. 채혈한 참여자의 혈액은 혈청을 분리하고, 2배씩 단계별로 희석하여 항체가를 확인하였다. 양성 기준은 「2017년 법정감염병 진단검사 통합지침, 질병관리본부」에 따른 쯔쯔가무시증 확인 진단을 위한 검사 기준 중, 단일항체가에 의한 확인 진단 기준인 IgM 1:16 이상 또는 IgG 1:256 이상인 경우를 혈청 양성률(seropositivity)의 기준으로 하였고, IgM 1:16 이상 또는 IgG 1:16 이상을 혈청 반응률(seroreactivity)로 나타내었다.
수집된 704건에 대한 쯔쯔가무시증 항체가 검사 결과, 단일항체가에 의한 확인 진단 기준인 IgG 1:256 이상은 25명(3.6%), IgM 1:16 이상은 122명(17.3%)이었으며(Figure 1), IgG와 IgM 모두 양성인 경우는 12명(1.7%)으로 확인되었고 총 혈청 양성자는 135명으로 혈청 양성률은 19.2%로 나타났다. 또한 IgG 1:16 이상을 기준으로 혈청 반응은 156명(22.2%), IgM을 기준으로 항체 반응은 122명(17.3%)이었으며, IgG와 IgM 모두 반응인 사람은 62명으로 확인되어, 총 항체 반응자는 216명으로 혈청 반응률은 30.7%로 나타났다(Table 1). 발진열의 항체가 분포는 쯔쯔가무시증 확인 진단 기준으로 평가하였을 때, IgG 1:256 이상은 79명(11.2%), IgM 1:16 이상은 91명(12.9%)이었으며(Figure 1), IgG와 IgM 모두 양성인 경우는 20명(2.8%)으로 확인되었고 총 혈청 양성자는 150명으로 혈청 양성률은 21.3%로 나타났다. 또한 IgG 항체 반응은 291명(41.3%), IgM을 기준으로 항체 반응은 91명(12.9%)이었으며, IgG와 IgM 모두 반응인 사람은 66명으로 확인되어, 총 항체 반응자는 316명으로 혈청반응률은 44.9%로 나타났다(Table 2).
성별 쯔쯔가무시증의 IgG 항체 양성률은 남성이 3.4%(21/614), 여성은 4.4%(4/90)로 조사되었고, IgG 항체 반응률은 남성이 20.8%(128/614), 여성이 31.1%(28/90)로 나타났다. 또한 IgM 항체 양성률은 남성이 17.3%(106/614), 여성 17.8%(16/90)이며, 유의한 차이는 없었다(Table 1). 발진열에서는 IgG 항체 양성률은 남성 11.7%(72/614), 여성 7.8%(7/90), 항체 반응률은 남성이 42.2%(259/614), 여성이 35.6%(32/90)로 나타났으며 IgM 항체 양성률은 남성이 12.9%(79/614), 여성이 13.3%(12/90)이며 성별 항체가 분포는 통계적인 유의성은 보이지 않았다(Table 2).







연령별 항체가 분포는 쯔쯔가무시증 항체 양성률은 40～49세에서 가장 높은 28.6%(14/49), 30～39세가 22.2%(8/36)로 나타났으며, 70세 이상이 21.7%(23/106)로 나타났다(P = 0.552). 또한 항체 반응률은 40대가 44.9%(22/49)로 가장 높았고, 70세 이상 34.0%(36/106), 60～69세 31.6%(97/307)의 순이었다(P = 0.313). 발진열의 항체 양성률은 49세 미만에서 13.3%(14/105), 50～59세가 16.7%(31/186), 60～69세 22.8%(70/307), 70세 이상에서 33.0%(35/106)로 나타났으며 나이에 따라 유의하게 증가하였다. 작업 기간별 쯔쯔가무시증 혈청유병률은 10년 이상～15년 미만이 23.0%로 가장 높았고, 15년 이상 22.5%, 5년 이상～10년 미만 18.6%로 작업기간이 길수록 혈청유병률이 통계적으로 유의하게 증가함(P = 0.022)을 보여 작업 기간에 따라 쯔쯔가무시증 노출 위험성이 증가할 것으로 생각한다.


맺는 말

이 연구에서는 야외 작업이 많은 직업적 특성상 감염병 매개체와의 접촉 빈도가 높은 민유림 영림단 종사자를 대상으로 쯔쯔가무시증 및 발진열에 관한 감염 실태조사를 수행하였다. 이 연구를 통하여 쯔쯔가무시증 및 발진열에 대한 항체 보유 현황을 파악하여 감염 위험도를 평가하고 제한된 직업군에 대한 질병관리에 필요한 자료를 수집하고자 하였다. 표본추출법에 따른 검체의 수집이 이루어지지 않아 제한점을 가지고 있으나 작업 지역별, 연령별 항체가를 일부 추정할 수 있었다. 2007～2009년까지 수행한 쯔쯔가무시증 주민 항체가 조사에서 다발생 지역인 화성, 예산, 합천은 IgG 1:256 이상 항체가(seropositivity)가 각각 3.4%, 4.5%, 9.7%로 높았으나 발생이 낮은 태백은 0.2%로 큰 차이를 보였으며, 고위험지역인 경기도 화성시와 충청남도 예산군은 혈청 유병률은 3.4%와 4.5%이었으며, 혈청 반응률은 32.6%와 43.6%이었다[6,7,8]. 또한 중국 연변의 6개 도시의 쯔쯔가무시증 주민 항체가를 조사한 결과, 비교적 임업 종사자가 높은 용정시가 혈청 양성률 3.6%, 혈청 반응률이 19.9%로 확인되었다[9]. 이번 임업 종사자에 대한 조사에서는 쯔쯔가무시증 혈청유병률이 위험지역의 혈청반응률과 비슷한 19.2%로 조사되었다. 이러한 결과들을 볼 때, 야외활동이 많은 특정 직업군의 노출 빈도에 따라 혈청 양성률과 혈청 반응률이 크게 영향을 받은 것으로 생각된다.
한편 발진열의 국내 발생은 2013년 19건, 2014년 9건, 2015년 15건, 2016년 18건, 2017년 18건으로 비교적 발생건수가 낮은데 이는 병원체 특성상 가벼운 증상으로 초기 진단이 힘들며 자연치유가 가능하기 때문이라고 유추된다. 하지만 이번 조사에서 임업 종사자들의 혈청 유병률은 21.3%로 쯔쯔가무시증의 혈청 유병률과 유사하게 나타나 전파 매개체인 쥐벼룩에 많이 노출되는 것으로 사료된다.
이 조사에서 민유림 임업종사자를 대상으로 매개체 전파 감염병인 쯔쯔가무시증, 발진열 감염 현황을 파악할 수 있었으며, 앞으로 시계열적인 분석을 할 수 있는 기초 자료로 이용할 수 있을 것으로 예상한다. 이번 조사에 참여한 민유림 영림단 종사자는 일 년의 반수는 산 및 야외현장에 방문하여 하루 8시간 일하는 것으로 조사되어, 매개체 전파 감염병의 고위험군임에도 불구하고 기피제를 포함한 예방을 위한 작업 습관은 매우 부족한 것으로 보이므로, 이러한 고위험군에 대한 체계적인 예방 교육 및 훈련이 보다 강화될 필요가 있다고 사료된다.


참고문헌

1. Kelly DJ, Fuerst PA, Ching WM, Richards AL. Scrub typhus: the geographic distribution of phenotypic and genotypic variants of Orientia tsutsugamushi. Clin Infect Dis. 2009; 48:203-230.
2. Chu H, Park SH, Kim EJ, Hwang KJ, Shim SK, Park SD, and Park MY. Phylogenetic Clustering of 4 Prevalent Virulence Genes in Orientia tsutsugamushi Isolates from Human Patients. J Microbio. 2010;48:124-128.
3. Korea Centers for Disease Control and Prevention Infectious Disease Statistics System.
4. Kong WS, Shin EH, Lee HI, Hwang TS, Kim HH, Lee NY, Sung JH, Lee SG, Yoon KW. Time-spatial distribution of scrub typhus and its environmental ecology. J Korean geographical soc. 2007;42:82-95.
5. Kelly DJ, Wong PW, Gan E, Lewis GE. Comparative evaluation of the indirect immunoperoxidase test for the serodiagnosis of rickettsial disease. Am J Trop Med Hyg. 1988; 38:400-406.
6. 질병관리본부. 화성시 주민의 쯔쯔가무시 항체가 조사. 주간 건강과 질병. 2008;1(22):366-368.
7. 질병관리본부. 예산군 주민의 쯔쯔가무시 항체가 조사, 2008. 주간 건강과 질병. 2009;2(41):681-685.
8. 질병관리본부. 2009년도 합천군 및 태백시 건강주민의 쯔쯔가무시 항체가 조사. 주간 건강과 질병. 2011;4(6):93-97.
9. 질병관리본부. 중국 연변지역 6개 시 주민의 쯔쯔가무시 항체가 조사 2006-2011. 주간 건강과 질병. 2013;6(37):737-744.
10. Fergie, J. E., K. Purcell, and D. Wanat. Murine typhus in South Texas children. Pediatr. Infect. Dis. J. 2000;19:535-538.
11. Baxter, J. D. The typhus group. Clin. Dermatol. 1996;14:271-278.