Abstract

Analysis of serotype prevalence in recently isolated non-invasive S. pneumoniae strains

Jung Sang-Oun, Yoo Hye-Sun, Yoo Jae-Il, Hwang Kyu Jam
Division of Bacterial Diseases, Center for Laboratory Control of Infectious Diseases, KCDC

The recent serotype prevalence of Streptococcus pneumonia, isolated from the non-invasive pneumococcal diseases was analyzed. A total of 225 S. pneumoniae strains were isolated from non-invasive specimens for 8 months from October 2017 to May 2018. The regional distribution of the collected strains revealed a high frequency in Gyeonggi (27.1%) and Gyeongsang (26.7%) provinces. Most (94.2%) of the strains were isolated from sputum. Most of the strains were isolated from adults ≥65 years of age (58.2%) and 19-64 years of age (38.2%). Serotype analysis revealed the highest prevalence of 19A (13.3%), followed by 11A (10.7%), 19F (9.3%), and 23A (9.3%), with a low prevalence of serotypes 8, 9N, 17A and 14 (all 0.4%). Serotypes 19A and 19F were prevalent in all three age groups. Fifteen vaccine serotypes were confirmed from the total of 24 vaccine serotypes (PCV13 and PPSV23). The most prevalent types was 19A (23.4%), followed by 11A (18.8%), 19F (16.4%), and 3 (15.6%). Eleven non-vaccine serotypes were also confirmed with higher prevalence of 23A (21.6%), 35B (18.6%), and 34 (18.6%). Compared to the previous report, a periodic serotype distribution in non-invasive S. pneumoniae strains with a similar pattern may be evident. Further comparison with the results of serotype analysis of invasive strains is needed.

Keywords: Streptococcus pneumoniae, serotype, prevalence, vaccine, non-invasive


들어가는 말

폐렴사슬알균(Streptococcus pneumoniae) 감염에 의해 유발되는 질환을 폐렴구균 감염증(pneumococcal disease)이라고 총칭하는데, 폐렴, 이염(ear infections), 부비동염(sinus infections), 수막염(meningitis), 균혈증(bacteremia) 등을 포함하게 된다. 이러한 질환 중 부비동염, 중이염, 폐렴 등은 비침습성 감염증이며, 수막염과 균혈증은 침습성 감염증으로 구분된다. 국내에서는 침습성 폐렴구균 감염증에 대하여 법정감염병 2군으로 지정하여 환자의 발생상황을 모니터링하고 있다. 폐렴사슬알균은 기침, 재채기, 감염자와의 밀접접촉을 통해 전파되고, 65세 이상의 성인과 2세 미만의 어린이가 고위험군이며 그 외 면역력이 약화된 기저질환이 있는 경우도 감염 위험성이 높은 것으로 알려져 있다. 주된 폐렴구균 감염증은 폐렴, 균혈증, 수막염이며, 폐렴사슬알균 감염으로 인한 폐렴환자의 약 25～30%에서 침습성의 균혈증이 발생하는 것으로 보고되고 있다.
폐렴구균 감염증의 예방을 위하여 국내에서는 13가의 단백결합 백신과 23가의 다당질 백신이 사용되고 있고 침습성 질환에 대해서 백신효과의 모니터링이 지속적으로 이루어지고 있다. 이 연구에서는 최근 비침습성 질환에서 분리된 폐렴사슬알균의 혈청형을 분석하여 과거 분석 내용과 비교하여 침습성 질환에서의 혈청형 분포 변화에 대한 참고자료를 산출하고자 하였다.


몸 말

비침습성 질환에서 분리된 폐렴사슬알균의 수집을 위하여 국내의 주요 임상검사센터 3개소와 연계된 균주 수집망을 구축하였으며, 2017년 10월부터 2018년 5월까지 운영하여 1～2차 병의원에서 의뢰된 검체에서 분리된 폐렴사슬알균을 수집하였다. 제주를 제외한 전국에서 총 225균주가 수집되었고, 지역별 수집현황은 Figure 1과 같다. 높은 비율로 수집된 지역은 경기도(27.1%)와 경상도(26.7%) 지역이었으며, 경상도 지역의 경우 경상북도는 14.7%, 경상남도는 12.0%의 비율로 각각 확인되었다. 그 다음으로 전라도와 충청도가 16.0%와 13.3%를 나타내었고, 서울과 강원도는 9.3%와 7.6%로 다른 지역에 비해 낮았다.



균주가 분리된 검체 종류에 따른 분석 결과, 객담에서 분리된 균주의 비율이 94.2%로 가장 높았고, 이루(ear discharge)가 2.7%, 인후도말이 1.3%, 비강도말을 포함한 기타 검체가 1.8%인 것으로 확인되었다(Figure 2).



연령별 분포현황은 65세 이상 연령군이 전체의 58.2%를 나타내었고, 18세 이하 연령군의 비율은 3.6%로 낮아 이번 사업에서 수집된 폐렴사슬알균은 주로 19세 이상의 성인 연령층에서 유래된 균주인 것으로 확인되었다(Figure 3).



수집된 균주를 대상으로 폐렴사슬알균에 대한 확인 동정검사와 혈청형 확인검사는 WHO에서 제시된 검사법에 따라 수행하였다[1]. 그 결과 이 사업에서 수집된 균주에서 확인된 혈청형의 종류는 26종이었으며, 이중 5균주에서는 혈청형이 확인되지 않았다. Figure 4에서 보는 바와 같이 19A형이 13.3%로 가장 높은 비율로 확인되었으며, 11A형이 10.7%, 19F형과 23A형이 각각 9.3%의 순으로 확인되었다. 그러나 8형, 9N형, 17A형, 14형은 각각 0.4%의 낮은 빈도로 확인되었다.



연령별 분포현황을 보면 18세 이하 연령층에서 확인된 혈청형은 19A, 19F, 3, 35B, 15B의 5종이었으며, 19～64세 연령층에서는 19A, 11A, 19F, 23A 등 20종이 확인되었다. 65세 이상의 연령층에서는 19A, 11A, 19F, 23A 등의 24종이 확인되었다. 특히 6D, 15C, 8은 19～64세 연령층에서만 확인이 되었고, 10A, 23F, 16F, 14, 17A, 9N은 65세 이상의 연령층에서만 확인되었다.
상기와 같이 비침습성 폐렴사슬알균에서 확인된 혈청형 분포 현황 결과를 백신에 포함된 혈청형과 비교 분석하였다. 우선 PCV 13가와 PPSV 23가 백신에 포함된 혈청형과 비교한 경우 Table 1에 나타난 바와 같이 전체 연령 집단에서 백신에 포함되는 혈청형 24종 중 15종의 128균주가 확인되었다. 확인된 백신 혈청형 중에서는 19A가 23.4%로 가장 높은 비율을 나타내었고, 그 외 11A가 18.8%, 19F가 16.4%, 3이 15.6%로 그 다음을 나타내었다. 이 연구에서 확인되지 않은 백신 혈청형은 9V, 18C, 1, 5, 7F, 2, 17F, 33F의 8종 이었다. 비백신 혈청형으로는 11종이 확인되었고 이중 23A가 21.6%로 가장 높았고 35B와 34 혈청형이 각각 18.6%로 그 다음을 나타내었다.




맺는 말

이 연구에서는 2017년 10월부터 2018년 5월 사이에 객담 등에서 분리된 비침습성 폐렴사슬알균에 대한 혈청형별 분포 현황을 분석하였다. 그 결과 19A, 11A, 19F, 23A, 3, 34, 35B 등이 13.3%～8.0%의 비교적 높은 비율의 혈청형으로 확인되었다. 특히 19A, 11A, 19F, 3은 백신(PCV13 혹은 PPSV 23)에 포함되어 있는 혈청형이었고, 23A, 34, 35B는 백신 미포함 혈청형이었다.
이러한 결과는 과거에 보고된 결과와 유사한 것으로 확인되었다. 2009～2013년에 폐렴환자에서 분리된 균주에서 분석된 결과[2]에 따르면, 당시 104주 분리 균주에 대해 분석한 결과 19F, 19A의 비율이 각각 17.3%와 10.6%로 가장 높았고, 11A, 3, 6A, 6B, 23F, 35B 등이 4.8～7.7%의 비교적 높은 비율로 분포하는 것으로 보고되어 이번 연구의 결과와 유사하였다. 또한 2002～2005년에 호흡기 질환자로부터 분리된 폐렴사슬알균에 대한 혈청형 분석[3]에서도 19F, 19A, 23F, 11A, 3, 6A 등의 비율이 21.1%～5.7%의 범위로 존재하는 것이 보고되어 이 연구에서의 분석 내용과 유사한 결과를 나타내었다. 2013～2015년의 65세 이상 연령군의 검체에서 분리된 비침습성 폐렴알균의 분포에서도 3, 19F, 19A, 11A 등의 비율이 다른 혈청형에 비해 상대적으로 높은 것으로 확인되었다[4,5].
이상과 같이 비침습성 폐렴구균 감염증에서 분리된 폐렴사슬알균에서는 우세하게 존재하는 혈청형 그룹의 종류에 있어 시기별로 큰 변화가 없는 것을 확인하였다. 추후 이 연구결과와 연계하여 침습성 질환에서의 혈청형 분포 변화와 비교 분석이 필요할 것으로 사료된다.


참고문헌

1. World Health Organization & Centers for Disease Control and Prevention (U.S.). Laboratory methods for the diagnosis of meningitis caused by neisseria meningitidis, streptococcus pneomoniae and haemophilus influenza : WHO manual, 2nd ed. Geneva : World Health Organization. 2011.
2. 배송미, 이성경. 지역사회폐렴환자로부터 분리된 폐렴구균의 혈청형 분포 및 항생제 내성 현황. 주간 건강과 질병. 2014;7(27):573-578.
3. Lee SK, Lee KJ, Kang YH, Bae SM. Prevalence of serotype and multidrug-resistance of Streptococcus pneumoniae respiratory tract isolates in 265 adults and 36 children in Korea, 2002-2005. Microb. Drug. Res. 2010;16:135-142.
4. 질병관리본부. 65세 이상 노인에서의 폐렴구균 감염증 및 혈청형 분석. 정책연구용역사업 결과보고서. 2015.
5. 질병관리본부. 국내 소아청소년에서의 폐렴구균 혈청형 분석에 관한 연구, 정책연구용역사업 결과보고서. 2017.