Ⅰ.들어가는 말


  로타바이러스(Rotavirus)는 임상적으로 매우 중요한 영유아 설사의 원인 병원체로 이로 인한 감염은 개발도상국에서 영유아에게 높은 이환율과 사망률을 초래하는 주요한 바이러스 질환이다. 로타바이러스는 중간 피각(VP6)의 항원성에 의해 A부터 G까지 7개의 혈청군(serogroups)으로 분류되며 사람에게는 주로 A군이 감염되어 증상을 유발한다. 로타바이러스 감염증은 전 세계적으로 약 1억 1천만 명이 이환되어 약 2,500만 명이 병원을 방문하며 약 200만 명이 입원하고 약 61만 명이 사망한다[1, 2]. 또한 미국에서는 매년 로타바이러스 감염증으로 인한 경제적 직접 손실이 약 2억 6천만 달러이며, 간접 경비를 포함하면 약 10억 달러의 사회･경제적 손실을 야기하고 있다[1, 3].
  바이러스의 외피각은 VP4(P 단백)와 VP7(G 단백) 구조단백으로 구성되며, 혈청형(serotypes)은 P 단백과 G 단백을 반영하여 분류한다. 현재까지 G 단백 기준으로 16가지의 혈청형이 밝혀져 사람에서 7가지가 확인되었으며 이 중 혈청형 1, 2, 3, 4가 주로 질병을 일으킨다[4]. 또한 VP4 단백인 P 단백을 기준으로는 약 20개의 혈청형으로 나뉘며, 이 중 3, 4, 6, 8형 등이 사람에서 질병을 일으키는데 주로 4형(P1B)과 8형(P1A)이 문제가 되고 있다. 유전형(genotypes)은 P 유전형과 G 유전형의 조합으로 명명되고 전 세계적 분포양상은 지역별, 시기별로 매우 다양하게 변화한다[1, 5].

  로타바이러스로 인한 높은 이환율과 사망률을 고려할 때 백신의 개발은 매우 중요하다. 지금까지 개발되어 사용되고 있는 백신은 로타릭스(RotarixⓇ, GlaxoSmithKlein Biologicals, Belgium)와 로타텍(RotateqⓇ, Merck & Co Inc, USA)이 있다. 이중 로타릭스는 인간 로타바이러스 균주(G1)의 단일 약독화 경구 생백신으로 위장염을 유발하지 않는 약독화 백신주를 이용하고 있다. 로타텍은 5가 경구 백신으로서 인체 감염의 약 90%를 차지하는 중요한 5개주(G1-G4, P1)의 항원을 포함하고 있다[6, 7]. 두 백신 모두 여러 국가에서 허가받아 사용되고 있으며 국내에선 로타텍이 2007월 6월, 로타릭스는 2008년 3월에 식품의약품안전청으로부터 허가를 받아 사용되고 있다.
  로타바이러스는 현재에도 새로운 혈청형이 계속 출현하고 있고 특히 동물과의 유전자 재조합과 재배열로 인한 변이형 로타바이러스가 계속 생기고 있으며, 백신 도입 이후 전 세계적으로 로타바이러스 유행주의 변화에 대한 보고 또한 계속 이루어지고 있다. 로타바이러스 백신 프로그램의 성공적인 운용을 위해서는 시기별 유행주의 혈청형과 유전형을 파악하는 것이 반드시 필요하다.
  질병관리본부는 2000년 이후부터 국내 설사질환 원인 바이러스를 파악하기 위하여 전국 16개 시․도 보건환경연구원과 협력하여 A형 로타바이러스를 포함한 4종의 위장관염 바이러스에 대한 전국적인 실험실 감시체계를 운영하여 왔다. 이 글을 통해 2007년 6월의 로타바이러스 백신 첫 도입 이후 2008년부터 2011년까지 4년간의 로타바이러스 감염증에 대한 실험실 감시결과와 국내에서 유행하고 있는 유전형 분포 양상 등을 기술하고자 한다.

Ⅱ. 몸 말


1. 재료 및 방법

  2008년부터 2011년까지 급성 설사질환 원인 바이러스 규명을 위하여 전국 16개 시·도 보건환경연구원과 연계하여 5세 이하 급성 위장관염 환자로부터 얻은 총 54,361건의 분변에 대하여 A형 로타바이러스를 포함한 4종 바이러스(노로바이러스, 장 아데노바이러스, 아스트로바이러스)의 항원 및 유전자 검출을 위해 면역효소법(EIA)과 역전사 중합연쇄반응(RT-PCR)을 실시하였다. A형 로타바이러스, 장 아데노바이러스는 EIA(Bioincell Viro-Capture kit)로, 노로바이러스, 아스트로바이러스는 질병관리본부가 자체적으로 개발한 RT-PCR 키트로 검출하였다. 또한 EIA를 통하여 확인된 A형 로타바이러스 양성 검체는 multiplex RT-PCR을 통해 유전형 분석을 수행하였다(Table 1).
  4종의 바이러스에 대한 확인검사는 시·도 보건환경연구원에서, 병원체 양성 검체에 대한 유전자 염기서열 분석 및 유전형 분석은 질병관리본부 백신연구과에서 수행하였다.

2. 실험실 감시결과

1) 연도별 급성설사질환 원인바이러스 검출 현황

  급성 설사질환 원인 바이러스 4종(A형 로타바이러스, 노로바이러스, 장 아데노바이러스, 아스트로바이러스)에 대한 실험실 검사에서 양성률은 지난 4년간 2008년 36.2%에서 2011년 30.5%로 감소하는 양상이었다. A형 로타바이러스, 노로바이러스, 장 아데노바이러스, 아스트로바이러스의 4년 평균 검출률은 각각 14.2%, 13.6%, 3.3%, 0.9%이었다.

2) 월별 로타바이러스 감염증 발생현황

  2008년부터 2011년까지의 5세 이하의 급성설사 환자 중 A형 로타바이러스로 인한 감염증을 EIA로 조사한 결과 총 54,361건 중 7,742건(14.2%)에서 양성을 확인하였다. 계절에 따라서 동절기부터 초봄에 해당하는 1-4월까지는 20% 이상의 높은 검출률을 보이다가 초여름에 해당하는 6월 이후 5% 수준으로 검출률이 급격히 감소되는 것으로 조사되었다(Figure 1).

3) 연령별 로타바이러스 감염증 발생현황

  A형 로타바이러스의 5세 이하 연령별 검출현황을 조사한 결과 2세와 3세 연령에서는 20% 이상의 검출률을 나타내었다(Table 3). 또한 연령분포는 1세 연령이 30% 정도로 가장 많았고, 다음이 0세 연령으로 약 27% 정도이었다(Figure 2).

4) 국내 로타바이러스 유전형 분포현황

  국내의 유전형 분포양상을 파악하기 위해서 2008년부터 2011년까지의 로타바이러스 항원 양성검체 7,742건 중 시기와 지역별로 선별된 1,237건의 검체에 대해 로타바이러스 유전형 분포현황 조사를 수행하였다.
  2008년 438건, 2009년 253건, 2010년 267건, 2011년 279건에 대한 유전형 분석을 수행한 결과, G1P[8] (34.4%), G3P[8] (19.4%), 그리고 G4P[6] (16.1%)이 주요 유전형으로 확인되었다. G1P[8]은 2008년 34.7%에서 2011년 29.7%로 감소하는 양상을 보이고 있으며 이와 반대로 G2P[4]는 2008년 7.5%에서 2011년 16.1%로 급증하는 양상을 보이고 있다(Table 4).

  또한 로타바이러스 유전형의 다양성을 분석한 결과 2008년부터 2011년까지 G 유전형 8종, P 유전형 7종, P와 G 유전형의 조합에서는 13종이 확인되었으며, 드문 유전형의 로타바이러스주가 매년 10% 정도씩 분포하고 있는 것을 확인하였다. 질병관리본부에서는 국내에서 유행하는 로타바이러스의 유전형 분포에 대한 지속적인 감시를 통하여 로타바이러스 백신에 대한 유전형별 효능분석을 위한 자료를 산출하고 있다.


Ⅲ. 맺는 말


  로타바이러스는 선진국이나 개발도상국 모두에서 영유아에게 심각한 설사질환을 일으키는 가장 중요한 병원체로 인식되고 있다. 미국에서는 전체 영유아 설사 환자의 약 5-10%가 로타바이러스 감염에 의해 발생하지만, 심한 설사 환자에서는 약 30-50%로 높은 비율을 차지하는 것으로 알려져 있다[3].
  로타바이러스의 혈청형과 유전형 분포는 매년 상이하며 지역에 따라서도 매년 다르다. 유럽, 북․남미 아메리카, 아프리카 및 아시아 등에서 6년 이상 추적하여 효소면역법으로 검사한 G 혈청형에 대한 보고에서 G1-G4 혈청형이 94.9%(G1 54%, G2 18%, G3 12%, G4 11%), 혈청형 구분이 불가능한 경우가 5.1%이었다[8, 9]. G1-G4의 4개 혈청형이 전 세계적으로 분포하며 매년 혈청형 분포는 차이가 있음이 확인되었으나, 개발도상국과 선진국 간의 혈청형 분포의 차이는 없었다. 1979년부터 1989년까지 북․남미 아메리카, 유럽, 아시아, 아프리카 등에서 이루어진 28건의 연구에서도 G1 혈청형(61%)이 가장 높은 빈도를 보이고 G2, G3, G4 혈청형이 10-16%를 차지하였다[4, 7-11]. 1984년부터 1997년까지 일본의 7개 지역에서는 G1-G4형이 91.5%를 차지하였고, G1, G2, G3, G4의 각각 비율은 70.5%, 9.6%, 6.2%, 5.2%이었다[12]. P 혈청형 분포에 대한 연구는 많지 않으며 P1A[8]이 가장 우세하다고 알려져 있다. 

  국내의 한 보고에 의하면 2002-2003년에 P와 G 유전형의 유행양상을 조사한 결과 G1 18%, G2 19%, G3 19%, G4 28%로 G1부터 G4 유전형이 80% 이상 차지하며 G9와 G12 유전형도 각각 11%와 0.2%를 차지하였다[13]. 그러나 위의 결과는 제한된 지역의 제한된 검체 숫자로 유추된 것이기에 국내의 대표적인 감염 양상으로 받아들이기는 어려울 것으로 사료된다. 지금까지 질병관리본부 국립보건연구원에서 파악하고 있는 2005년부터 2007년의 전국 단위로 유행한 로타바이러스 유전형은 2005년에는 P[8]G3이었으나, 2006년에는 G1부터 G4 유전형이 골고루 검출되었으며, 2007년에는 G1 유전형이 50% 이상 차지하였다.
  로타바이러스 백신 도입 직후 특이 유전형에 의한 로타바이러스 위장관염의 발생이 증가한다는 보고가 있어 백신의 효능이나 교차면역에 대한 의문이 제기되었으나[14] 최근 관찰된 결과에 의하면 이런 현상들은 로타바이러스 감염의 자연현상에 의해 유발되는 것으로 생각되고 있다[15]. 이러한 새로운 개념의 사실 파악과 아울러 국내의 로타바이러스 감염에 대한 역학을 정확히 이해하고 국내의 로타바이러스 백신 프로그램을 성공적으로 운용하기 위해서는 국가적 차원의 시기별 유행주의 혈청형과 유전형에 대한 계속적인 실험실적 조사가 반드시 필요하다.


Ⅳ.참고문헌

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