Abstract

Result of the laboratory-based diagnostic test of human granulocytic anaplasmosis, 2018

Lee Kyeong Ah, Kim Hwanhee, Hwang Seon Do, Chun Jeong-Hoon, Hwang Kyu Jam
Division of Bacterial Diseases, Center for Laboratory Control of Infectious Diseases, KCDC

Human granulocytic anaplasmosis (HGA) is a zoonotic, tick-borne, infectious disease, transmitted mainly by Haemaphysalis spp. or Ixodes spp. Ticks are infected by the obligate intracellular bacteria Anaplasma phagocytophilum. In South Korea, HGA was first reported in 2014 and since then, there have been several reports of anaplasmosis cases. This study shows the results of laboratory diagnosis of HGA in suspected patients carried out in 2018 using immunofluorescent antibody assay (IFA) and polymerase chain reaction (PCR). We performed serological tests for HGA using immunofluorescent antibody assay (IFA) using the sera of 886 patients and amplification of the 16S rRNA gene of A. phagocytophilum by nested PCR of 328 blood samples. In the serological test using IFA, 189 (21.3%) of the 886 cases were positive for IgG or IgM against A. phagocytophilum (male: 105/189, 55.6% vs. female: 84/189, 44.4%). In the PCR test, 26 (7.9%) of the 328 cases showed a positive result. In serology, there were 32 cases which showed a 4-fold increase between the initial phase and the convalescence phase. According to the laboratory diagnostic criteria, the positive rate of HGA was 6.6% (80/1,214 cases), indicating a increasing pattern, compared with 1.7% (5/302) in 2016 and 5.0% (30/598) in 2017. The results provide evidence of prevalence of HGA in South Korea.

Keywords: Anaplasmosis, Anaplasma phagocytophilum, Laboratory diagnosis


들어가는 말

아나플라즈마증(Human granulocytic anaplasmosis)은 진드기매개의 인수공통감염병으로 개, 소, 양, 염소, 야생동물에도 감염되며 원인병원체는 Anaplasma phagocytophilum이다. 1990년대 중반 미국에서 진드기에 물린 후 열성질환으로 사망한 환자에서 인체감염이 첫 보고되었다[1]. 인체 감염을 일으키는 매개체는 참진드기로서 Ixodes scapularis, I. pacificus, I. ricinus 등이 있으며 각각 미국 중북부 및 동북부지역, 미국 태평양 연안지역, 유럽 서부지역에서 주된 감염을 매개하는 것으로 알려져 있고, 아시아에서는 I. persulcatus가 주된 매개체로 보고되어 있다[2]. 국내에서는 Haemaphysalis longicornis, I. nipponensis, I. persulcatus가 보고되어 있으며[3], 2003년 매개체를 대상으로 수행한 유전자 검출 검사에서 H. longicornis, I. persulcatus 진드기에서 A. phagocytophilum의 유전자가 9.9% 확인되었다[4].
아나플라즈마증은 약충 및 성충 시기의 진드기가 왕성히 활동하는 늦봄부터 가을까지 다발하는 것으로 알려져 있으며 2014년에 국내 처음으로 아나플라즈마증 환자 발생이 보고되었다. 아나플라즈마증은 감염된 진드기에 흡혈된 후 7∼10일 정도의 잠복기를 거쳐 39℃ 이상의 고열이 나타나는 급성열성질환이다. A. phagocytophilum은 인체 면역에 관여하는 neutrophils을 감염시켜 정상세포의 자가포식유도 기능 이상으로 숙주세포를 파괴시켜 병을 일으키는 것으로 알려져 있다. 주요 임상증상은 오한, 근육통, 심한두통, 식욕결핍, 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[5]. 아나플라즈마증 실험실 검사의 혈액학적인 검사방법으로는 말초혈액도말을 통한 현미경관찰, 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 아나플라즈마증을 2014년 10월부터 혈청학적 검사법과 혈액을 이용한 유전학적 검사법으로 실험실진단을 수행하고 있다. 이 글에서는 2018년에 의뢰된 아나플라즈마증 의심환자를 대상으로 실시한 혈청학적 및 유전학적 검사결과를 보고하고자 한다.


몸 말

세균분석과에서는 아나플라즈마증의 혈청학적 실험실 검사법으로 간접면역형광항체법을 실시하였으며, 1차 의뢰된 급성기 혈청의 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.
2018년에 886건의 아나플라즈마증 의심환자에 대한 혈청학적 검사가 의뢰되었고, 이 중 328건은 혈액이 동봉되어 유전학적인 검사도 함께 병행하였다. IFA 방법을 이용한 아나플라즈마증 혈청학적 검사에서는 189건(21.3%)이 혈청반응으로 나타났고(Table 1), PCR을 통한 유전학적 검사 결과에서는 328건 중 26건(7.9%)에서 양성이 나타났다(Table 2). 혈청학적 검사에서 회복기 혈청의 항체가 결과와 급성기 혈청의 항체가 결과를 비교해 4배 이상 상승한 경우는 32명이었으며, 이들에 대해 최종 항체가를 양성으로 판정하였다. 혈청반응 189건 중 남성 건수(105건)가 여성 건수(84건)보다 많으나 의뢰 건수 대비 혈청반응률은 각각 21.9%와 20.6%로 유사하였다. 연령대는 10대 5건, 20대 16건, 30대 15건, 40대 21건, 50대 33건, 60대와 70대가 각각 43건과 35건으로 높은 분포를 보였으며 80대 이상도 21건이 혈청반응을 보여 50대에서 70대 사이의 환자가 전체 혈청반응자 189건 중 111건(58.7%)으로 높은 분포를 보였다(Table 3). 유전학적 검사에서의 양성 결과를 보인 26건 중 25건이 급성기 혈액에서 양성이었으며, 25건 중 13건은 혈청반응을 보인 반면, 12건은 혈청반응을 보이지 않았다(IgG 1:80미만, IgM 1:16미만). 이는 항체가 생성되기 시작하는 감염 초기에는 A. phagocytophilum 16s rRNA 유전자 검출 검사를 혈청학적 검사와 동시에 수행함으로써 실험실 진단의 정확성을 높일 수 있다고 할 수 있다.







본 자료는 2018년 한 해 동안 진드기에 물리거나 접촉하여 생긴 피부 자국이 있으며 오한과 근육통을 보이거나 야외활동 후 급성열성질환 또는 원인을 알 수 없는 열성질환 등의 증상을 보이는 아나플라즈마증 의심환자들에 대한 실험실 검사 결과이다. 2014년 국내 임상환자에 대한 최초 보고로 아나플라즈마증에 대해 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 검사건 중 7.0%의 혈청반응률, 2.5%의 유전자 양성률 결과를 보였고, 2016년도 아나플라즈마증 실험실 검사 결과에서는 302건의 검사건 중 5.3%의 혈청반응률, 2.9%의 유전자 양성률의 결과를 보였다. 2017년도에는 전년보다 2배가량 증가한 598건이 의뢰되었으며 9.4%의 혈청반응률, 8.4%의 유전자 양성률을 나타냈다[6,7,8]. 2018년도는 886건이 의뢰되고 21.3%의 혈청반응률과 7.9%의 유전자 양성률을 보였다. 2018년은 2015년의 혈청반응률(7.0%)보다 3배가량 증가한 혈청반응률(21.3%)을 나타내며 아나플라즈마증에 대한 혈청반응률이 점진적으로 증가하고 있는 것을 확인할 수 있었다(Figure 1). 회복기 혈청에서의 항체가가 급성기 혈청에서의 항체가 보다 4배 이상 상승하거나 유전자 검출이 되는 경우 실험실 진단 양성으로 판정하였으며, 2018년도에는 6.6%(80/1,214)의 실험실 진단 양성률을 보였고, 이는 2016년도 1.7%(5/302), 2017년도 5.0%(30/598)의 결과와 비교하였을 때 점진적으로 실험실 진단 양성률이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.



2015년부터 2018년까지 질병관리본부에서 아나플라즈마증으로 의심되어 IFA 방법으로 검사한 건수의 계절별 검사 건수를 살펴보면, 5월에서부터 11월까지의 검사수가 매년 검사 건수의 84.0%이상을 차지하는 것으로 나타났으며 진드기가 활동하는 늦봄부터 가을까지의 시기와 일치하는 것을 확인할 수 있었다(Figure 2).



아나플라즈마증 감염은 Ixodes속과 Haemaphysalis속의 진드기 등으로 전파가 가능한 것으로 알려져 있다. 2008년 국내 I. persulatus, I. nipponensis와 H. longicornis 등의 진드기를 대상으로 A. phagocytophilum의 유전자 검사 결과 감염률이 1%로 보고된 바 있다[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

2018년 아나플라즈마증 실험실 검사 혈청반응자의 임상소견들을 살펴보면, 산이나 들에서 야외활동 후 무기력증, 오한, 전신통, 두통 등으로 내원하였으며 혈소판감소증을 주로 보였다는 것을 알 수 있었다. 공통적으로는 급성 발열 증상을 갖고 있었으며 그 중 엉덩이나 겨드랑이, 발가락에서 진드기를 떼어내거나 벌레에 물린 자국이 있는 경우가 대부분이었다. 2015년 이후 매년 질병관리본부에 아나플라즈마증이 의심되어 의뢰되는 검사 건수와 실험실 양성 판정 환자수가 증가되고 있으므로 진드기에 물리거나 유사증상이 있을 시 아나플라즈마증에 대한 검사가 신속히 이뤄질 수 있도록 일선 병원에서의 인식이 확산되어야 할 것이다. 실험실 검사 혈청반응자의 임상소견에 농사를 짓거나 산이나 풀밭에서의 야외활동이 많이 나타나는 것으로 비추어 전체 혈청반응자에서 58.7%를 차지했던 50대에서 70대 사이의 환자들의 직업이나 생활환경이 감염률과 관련되어 있을 것으로 예상된다.
이러한 결과들을 바탕으로 아나플라즈마증은 해마다 의심건수 및 실험실 양성률이 증가하고 있으나 그동안 보고가 적고 잘 알려지지 않아 진단이 제대로 이뤄지지 않았을 가능성이 높다. 2018년부터는 유전학적 검사도 진단항목으로 추가되어 의료기관에서 아나플라즈마증 의심 건에 대한 판정의 정확성이 높아졌다. 향후에는 진드기에 물리거나 유사증상이 있을 시 아나플라즈마증에 대한 진단 또는 실험실 검사가 진행될 수 있도록 진단 및 예방에 대한 인식이 확산되어야 할 것이다.
결론적으로, 본 연구는 급성열성질환으로 내원하는 환자의 아나플라즈마증 의심 건에 대한 실험실 검사 수행으로 국내 아나플라즈마증 발생에 대한 근거자료 제공 및 국내 인체 아나플라즈마증의 현황을 파악할 수 있는 자료로 활용되길 기대한다. 향후 아나플라즈마증이 국내 법정감염병으로 지정, 관리되기 위해서는 지속적인 아나플라즈마증에 대한 감시 및 자료에 대한 정보가 축적되어야 할 것으로 사료된다.


참고문헌

1. Chen SM, Dumler JS, Bakken JS, Walker DH. Identification of a granulomcytotrophic Ehrlichia
species as the etiologic agent of human disease. J Clin Microbiol. 1994;32:589-595.
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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.
5. Bakken JS, Dumler JS. Clinical diagnosis and treatment of human granulocytotropic anaplasmosis. Ann N Y Acad Sci. 2006;1078:236-247.
6. 이승훈, 황선도, 이영선. 2015년 아나플라즈마증 실험실 진단 검사. 주간 건강과 질병. 2016;9(20): 369-372.
7. 이승훈, 이영선, 황선도. 2016년 아나플라즈마증 실험실 진단 검사 결과. 주간 건강과 질병. 2017;10(28): 723-727.
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