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2012년 병원성 비브리오균의 국내 분리 현황 및 특성
  • 작성일2013-05-24
  • 최종수정일2013-05-24
  • 담당부서감염병감시과
  • 연락처043-719-7179
2012년 병원성 비브리오균의 국내 분리 현황 및 특성
Prevalence and characteristics of pathogenic Vibrio spp. in Korea, 2012

질병관리본부 국립보건연구원 감염병센터 수인성질환과
남정현, 이덕용

Ⅰ. 들어가는 말


  비브리오균은 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로도 중요한 수인성․식품매개질환 원인병원체중 하나로 사람에게 다양한 질병을 일으키는 그람음성 간균(rod-shape bacteria)이다. 사람뿐만 아니라 바닷물이나 어패류 등에서도 분리 되며, 포자(spore)를 형성하지 않는 통성혐기성 특징을 가지고 있다.
  총 77개 비브리오균종 중 인체에 병원성이 확인된 균주는 12종류가 있으며, 대표적인 균종으로는 비브리오 콜레라균(Vibrio cholerae), 비브리오 패혈증균(Vibrio vulnificus), 그리고 장염 비브리오균(Vibrio parahaemolyticus)이 있다[1]. 비브리오 콜레라균은 1816년 이후 7차례의 세계적인 콜레라 대유행을 일으킨 대표적인 수인성 질환의 원인 병원체이며[2], 장염 비브리오균은 세균성 식중독으로 그리고 비브리오 패혈증균은 만성 간 질환자에서는 50%이상의 치사율을 일으키는 패혈증 원인균으로 알려져 있다.

  이 글에서는 2012년도 급성설사질환 실험실 감시 사업(Enter-Net: 엔터넷)과 해양환경 내 비브리오 감시사업(Vibrio-Net: 비브리오넷)을 통해 분리된 병원성 비브리오균에 대한 분리 현황과 특성 분석을 통해 국내 해양환경과 급성 위장관 환자에게서 병원성 비브리오균의 현황 및 실태를 살펴보고자 한다.


Ⅱ. 몸 말


  병원성 비브리오균 중 콜레라균, 장염비브리오균, 그리고 비브리오 패혈증균을 중심으로 인체 분리주와 환경 분리주로 구분하였다. 인체 분리주는 다시 해외유입 균주와 국내 분리주로 구분하였으며, 급성설사질환 실험실 감시 사업(Enter-net: 엔터넷)과 공중 보건망을 통해 위장관 질환자로부터 분리되어 국립보건연구원으로 송부된 균주를 대상으로 조사하였다. 환경 분리주는 11개 국립 검역소와 4개 보건환경연구원이 참여하고 있는 해양 환경 내 병원성 비브리오균 감시사업(VibrioNet, 비브리오넷)과 해외유입 병원체 감시사업을 통해 분리된 균주를 대상으로 조사를 하였다. 환경 분리 균주는 해수, 선박 및 항공기의 변기와 오수 등에서 분리하였고, 특히 해수 검체에 대해서는 주요 환경 인자인 수온, 기온, 탁도, 염도에 대한 자료도 함께 수집하여 균 분리율과의 연관성에 대하여 분석하였다.

  비브리오균은 검체를 Alkaline Peptone Water(APW, pH 8.3±0.1)에서 증균한 후 선택배지인 TCBS와 Chorm agar상에 옮겨 선택 감별 배양을 통해 분리하였다[3]. 감별배지 상에서 확인된 비브리오균 특이 집락을 선별하여 기본 영양배지인 Tryptic Soy Agar(TSA)상에서 계대 배양 한 후 생화학 동정과 분자유전학적 검사를 통해 병원성 비브리오균을 최종 확인하였다. 생화학동정은 상용화된 동정키트(API 20E)를 사용하였으며, 각 병원체에 대한 종 특이유전자를 대상으로 중합효소연쇄반응(PCR)을 통해 유전자 보유 여부를 확인하였다. 콜레라균은 혈청형 검사를 통해 균체 항원형을 확인하였고, O1 또는 O139로 확인된 균주는 독소유전자(ctxB) 존재 여부를 확인하였다[4]. 콜레라 독소를 보유하고 있는 콜레라균은 「감염병 예방 및 관리에 관한 법률」의 고위험병원체 관리 규정의 분리 및 이동 신고절차에 따라 질병관리본부 국립보건연구원 수인성질환과로 송부되었다.

  2012년도에 수인성질환과로 송부된 비브리오 균주는 총 578건으로 국내 분리 주는 480건(83%)이었고, 해외유입 분리 주는 98건(17%)이었다. 콜레라균(V. cholerae)은 총 82건으로 환경 분리주가 69건이었으며 해외유입이 12건, 국내 환자에게서 분리된 균주는 1건이었다. 이중에서 80건은 비응집성 콜레라균(V. cholerae non-O1 and non-O139)이었고, 2건은 콜레라균(V. cholerae O1)이었으나 콜레라 독소는 보유하고 있지 않았다. 콜레라(Cholera)의 원인균은 콜레라 독소를 생산하는 V. cholerae O1 또는 O139균이며, 독소를 생산하지 않는 V. cholerae O1 또는 O139균이나 V. cholerae non-O1 and non-O139균은 단순 장염을 유발하는 수인성 병원체이다. 비브리오 패혈증균은 총 51건이 수집되었으며 이중 1건만 인체에서 분리되었고 나머지는 모두 환경에서 분리된 균주였다. 장염비브리오균은 총 445건으로 환경뿐만 아니라 인체 분리 주 역시 가장 높은 분리율을 보였다(Table 1).

  2012년 한해 엔터넷과 해외유입 감시망을 통해서 국립보건연구원에 보고된 인체유래 병원성 비브리오균은 총 164건으로 국내 분리 주는 66건(40.2%), 해외유입 분리주는 98건(59.8%)으로 나타났다. 균종별로 비브리오 콜레라균, 비브리오 패혈증균, 그리고 장염 비브리오균이 각각 13건(7.8%), 1건(0.6%), 150건(91.5%)이었으며, 국내분리와 해외유입을 비교해보면 비브리오 콜레라균이 국내 분리 1건(0.6%) 그리고 해외유입 12건(7.3%)이었으며, 국내와 해외유입을 통해서 비브리오 콜레라균(V. cholerae O1 ctx(-))이 각 각 1건씩 분리되었다. 비브리오 패혈증균은 국내 분리 1건(0.6%), 장염 비브리오균은 국내 분리 64건(39%) 그리고 해외유입 86건(52.4%)이었다. 환자에게 분리되는 병원성 비브리오균의 상당 부분(60% 164건 중 98건)이 해외유입으로 이루어진다는 것을 알 수 있었으며, 특히 비브리오 콜레라균의 경우는 대부분(92.3% 13건 중 12건)이 해외로부터 유입되었다(Figure 1).

  해외에서 유입되는 비브리오균은 필리핀, 인도네시아, 베트남, 중국, 인도 및 미얀마 등 동남아 지역을 여행하고 귀국한 여행객에게서 분리되었으며, 필리핀, 인도네시아, 베트남이 주요 유입 국가였다. 특히 해외유입 건 총 98건 중 핀리핀을 여행한 환자에서 64건(65.3%)이 분리되어 가장 높은 분리율을 보였다. 균종별로는 장염 비브리오균이 필리핀과 베트남을 여행한 환자에게서 각각 62건(63.3%), 12건(12.2%)으로 가장 많이 분리되었으며, 비브리오 콜레라균은 인도네시아 지역을 여행한 환자에게서 총 12건 중 8건(66.7%)이 분리되었다(Table 2). 

  병원성 비브리오균의 분리율은 보편적으로 하절기에 높은 분리율을 보였으나 종에 따라 일부 분리 경향이 다르게 나타나기도 하였다. 대상 비브리오균중 분리율이 가장 높은 장염 비브리오균은 해외유입 균주의 경우 계절에 영향을 받지 않고 연중 비슷한 분리율을 보였으나, 국내 분리주는 늦여름 및 가을에 집중적으로 분리되는 경향을 보였다(Figure 2a.). 비브리오 콜레라균은 여름철에 가장 높은 분리율을 보였으며, 대부분의 균주는 해외유입에 의해서 분리되었다(Figure 2b). 인체유래 비브리오 패혈증은 1균주만 수집되었으며, 한 여름인 8월에 분리되었다.

  국내 인근 연안의 해수를 대상으로 병원성 비브리오균의 분리율을 조사한 결과 2012년 한해 총 488건의 해수 검체에서 413건의 비브리오균을 분리 하였다. PCR을 통한 병원체 스크리닝 결과 누적 양성률 124.4%를 보였으며, 병원성 비브리오균 3종의 누적 분리율은 84.6%로서 전년도(2011년) 분리율 100%에 비해 15.5% 낮은 분리율을 보였다. 균종별로는 비브리오 콜레라균(V. cholerae non-O1 and non-O139), 비브리오 패혈증균, 장염 비브리오균이 각각 31.6%, 24%, 그리고 68.9%의 PCR 양성률을 보였으며, 14.1%, 10.2%, 그리고 60%의 균 분리율을 보여 PCR 스크리닝 결과와 균 분리율간에 유사한 경향을 보였다[5].

  월별 PCR 스크리닝 양성률과 균 분리율은 전년과 유사하게 저점인 2월 이후 증가 추세를 보이다가 8월중 최고의 고점을 기록하면서 12월까지는 완만한 하향 추세를 보였다. 장염비브리오균과 비응집성 콜레라균은 연중 분리되었고, 비브리오 패혈증균은 PCR 스크리닝을 통해 연중 유전자 존재가 확인되었으나 균주는 5월부터 11월까지만 분리되었다(Figure 3).

  전년대비 균주 분리율을 비교한 결과 전반적으로 균주 분리율은 낮아져 총 분리율이 99.9%에서 84.4%로 15.5%감소하였다. 병원체별로는 콜레라균(V. cholerae non-O1 and non-O139)은 16.6%에서 14.1%로 15.1% 감소하였으며, 비브리오 패혈증균은 13.3%에서 10.2%로 23.3%, 그리고 장염 비브리오균은 70.2%에서 60%로 14.5% 감소하였다. 병원체의 분리율은 전반적으로 감소하였으나 전년 대비 병원체의 분리 경향은 유사하였으며, 비브리오 패혈증 역시 5월부터 11월 사이만 분리되었다(Figure 4).

  병원성 비브리오균의 해양 환경과의 연관성 조사를 위해 채수 지점의 수온, 대기온도, 탁도, 그리고 염도 수치를 균 분리율과 비교하였다. 병원성 비브리오균은 매년 해수 내에서 매년 높은 분리율을 보이고 있으며, 해수의 온도가 상승하는 6-10월에는 높은 분리율을 보이고 있다. 비응집성 콜레라균과 장염 비브리오균은 연중 분리되고 있지만 비브리오 패열증균은 초여름인 5월부터 늦가을인 11월까지만 분리되는 경향을 보이고 있다. 해양 환경 요인 중에서 수온과 대기 온도와는 양의 상관관계를 보이고 있으나 염도는 음의 상관관계를 보이고 있고, 탁도는 분리율에 큰 영향을 주지 않는 것으로 확인되었다. 특히, 수온 변화와 병원성 비브리오균 분리율과는 높은 상관관계를 보이고 있다. 비브리오균 분리율 전체는 수온상승 및 하락에 맞추어 분리율이 변화하고 있으나 비응집성 콜레라균은 수온 최고점에 이르기 전에, 장염 비브리오균은 최고점 이후에도 분리율이 높게 나타나는 것으로 확인되었다. 비브리오패혈증균은 수온의 변화에 따라 분리율이 급격히 증가하다 감소하는 경향을 나타내었다(Figure 5).


Ⅲ. 맺는말


  개인위생 관리의 향상에 따라 감염성 질환에 의한 질병발생은 점차 감소하고 있으나 수인성식품매개질환인 비브리오균의 분리율은 여전히 높은 수치를 보이고 있다. 2012년 국내 비브리오 패혈증 신고 환자는 68명(질병관리본부 잠정치)이나 국립보건연구원에 보고된 균주는 1건으로 환자로부터 분리된 균주 수집이 극히 저조하였다. 국내유행 V. vulnificus의 특성분석을 위해 균주수집이 필수적이므로 보건소 및 병원의 환자분리 균주수집 협조가 절실하다. 또한 장염 비브리오균은 수인성 식품매개질환의 원인 병원체로서 식중독 및 설사질환으로 사회적 문제를 일으키고 있으며, 비브리오 패혈증균에 의한 사망환자는 2011년 26명(발생 신고 건수 51명)으로 50%이상의 사망률을 보이고 있다[6]. 우리나라에서 분리된 병원성 비브리오균 감염 환자의 60%가 동남아시아지역을 통해 유입되고 있지만 지리적으로 해양 환경과 밀접한 관계를 갖고 있는 우리나라 역시 비브리오균에 의한 위험에 언제나 노출되어 있다고 할 수 있다. 또한 최근 기후 변화와 관련하여 해양환경의 변화가 병원성 비브리오균의 위험성을 증가시키고 있다는 지적이 있어 병원성 비브리오균에 대한 지속적인 감시와 관리가 필요하다.


Ⅳ. 참고문헌


1. F.L. Thompson, B. Austin, and J. Swings. The Biology of Vibrios. ASM Press copyright 2006.
2. Ashrafus Safa, G. Balakrish Niair. Evolution of new variants of Vibrio Cholerae O1. 2009.
3. Yukiko Hara-Kudo, Tokuhiro. Improved Method for Detection of Vibrio parahaemolyticus in seafood. 2001.
4. 김성한, 전세미. 김진영. 실시간 중합효소 연쇄 반응을 이용한 비브리오균의 탐색. KCDC-B-ENT-VIB-1.0, 2010. 8. 30.
5. 강연호, 이덕용, 남정현. 2012년 국내 해양환경 내 병원성 비브리오균 감시사업. 국립보건연구원 ISBN 978-89-6838-006-8.
6. 질병관리본부. 2011 감염병감시연보. 2012.
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