I. 들어가는 말

  플라비바이러스는 분류학상 플라비바이러스과(Flaviviridae)의 플라비바이러스속(Flavivirus)에 속하는 양성 단일가닥(positive, single strand)의 RNA를 유전물질로 갖는 구형의 바이러스이다[1]. 현재까지 70종 이상이 보고되었고 대부분 모기나 진드기를 통해 전파되는 특성 때문에 절지동물 매개바이러스(Arthropod-borne virus, arbovirus)로 명명되기도 한다. 전체 유전체는 3개의 구조단백질(C, prM 및 E)과 7개의 비구조 단백질(NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B 및 NS5)을 암호화하고 있는 유전자들로 구성되어 있다. 플라비바이러스 중에서 뎅기바이러스(Dengue virus), 웨스트나일바이러스(West Nile virus), 일본뇌염바이러스(Japanese encephalitis virus), 진드기매개뇌염바이러스(Tick-borne encephalitis virus) 및 황열바이러스(Yellow fever virus )등은 사람에게 병증을 일으키는 대표적인 종들이다.
  이들 중 세계적으로 가장 큰 문제가 되고 있는 뎅기바이러스는 4개의 혈청형을 갖고 있고 혈청형마다 다시 수 개의 유전형으로 나뉘는 다양성을 보이며 열대 및 아열대 기후에 속하는 거의 모든 나라에 전파되어 있다. 이집트숲모기(Aedes aegypti) 및 흰줄숲모기(Aedes albopictus) 종이 주요한 매개체이며 바이러스를 보유한 모기가 흡혈하는 과정에서 인체에 침입하여 감염을 일으킨다[2]. 아직까지 뚜렷한 치료제는 없지만 Sanofi Pasteur(사)에서 개발한 4가 백신이 2011년에 임상 3상에 진입해 있어 기대를 모으고 있다. 이 바이러스가 유발하는 경증의 질환인 뎅기열(dengue fever)은 한 해 1억-2억 명의 환자가 발생하고, 중증 질환인 뎅기출혈열(dengue hemorrhagic fever; DHF)나 뎅기쇼크증후군(dengue shock syndrome;DSS)은 연간 약 50만 명의 환자가 보고되며 그 중 2만 명 정도가 사망하는 것으로 추산된다.
  우리나라의 경우 뎅기열은 2000년 8월에 「전염병예방법」(현, 감염병 예방 및 관리에 관한 법률)상 제4군 법정감염병으로 지정되어 감염병 감시 및 실험실 진단을 실시하고 있다. 현재까지 국내 발생으로 보고된 사례는 없고 모두 해외에서 유입된 사례로 확인되었다. 유입 환자수는 2001년 첫 환자가 보고된 이래 2010년 125명을 제외하고는 매년 100명 이내로 신고되었으나 2012년 149명이 신고되어 전년(72명) 대비 106.9%증가하였고, 2013년 8월 기준으로 집계해볼 때 작년도 총 환자수 149명을 넘어선 174명(잠정통계)의 환자가 보고되었다. 국내에도 뎅기바이러스를 매개하는 흰줄숲모기가 분포하고 있고 기후환경 또한 아열대로 변하고 있는 상황에서 상기 병원체의 국내유입과 토착화에 대한 우려의 목소리가 높아지고 있다[3].
  본고에서는 국내 뎅기열 진단실험실의 현황을 기술함으로써 뎅기열 진단에 대한 의료인과 일반대중의 이해를 돕고자 한다.


  II. 몸말

  국내 뎅기열 진단기준은 「법정감염병 진단·신고기준」 (보건복지부 고시 제2012-123호)에 따라 임상증상이 뎅기열 병증에 일치하고 바이러스 특이적인 IgM 항체가 검출되었거나, 급성기와 회복기 혈청 간의 항체 역가가 4배 이상 상승한 경우, 또는 바이러스가 검출(분리)되었을 경우에 확진환자로 판정하고 있다.
  혈청학적 검사법은 뎅기열을 비롯한 기타 플라비바이러스에서 공통된 것으로 대략 4-5가지의 방법이 사용되고 있다[4]. 표준시험법은 1950년대에 개발된 플라크감소중화시험법(Plaque reduction neutralization test; PRNT)이다. 이와 함께 1950년대에 개발된 혈구응집억제시험법(Haemagglutination inhibition test; HI), 1980년대 개발된 효소면역측정법(Enzyme Linked Immuno-Sorbent Assay; ELISA)과 면역형광항체법 (Immunofluorescence Assay; IFA)이 활용되고 있다. 이외에 간편 진단시약으로 10-20분 이내에 바이러스에 대한 항체를 검출할 수 있는 immunochromatographic assay (ICA) 키트가 스크리닝(screening) 목적으로 활용되고 있다. 현재 대부분의 진단 실험실에서는 IgM과 IgG 항체 검출을 위한 ELISA 시약을 우선적으로 적용하고 있다. 가장 최근에는 감염초기의 진단율을 높이기 위해 NS1 항원 검출용 ELISA 시약이 도입되었다. 국내의 경우 진단실험실 운영 초기에는 항체검사를 위해 스크리닝용 ICA 키트를 적용하였다가 2006년 하반기부터는 ELISA 시약을 도입하여 현재까지 활용해오고 있다(Table 1). ELISA 시약의 경우 2011년까지 Panbio(사) (Australia) 제품을 사용하다가 2012년부터는 진단 정확도를 높이기 위해 Inbios(사) (USA) 제품을 병행하여 사용하고 있다. 플라비바이러스의 혈청학적 진단에서는 플라비바이러스 간 ‘혈청학적 교차반응’이 해결과제로 남아있다. 특히 비슷한 임상증상을 야기하는 복수의 플라비바이스가 한 지역 내에 유행하는 경우에는 ELISA 만으로는 정확한 병원체의 확인이 어려울 수 있다. 이때에는 반드시 PRNT로 감별진단을 수행해야 하는데 이를 위해 일주일 정도의 시간이 소요된다. 국내 진단실험실에서는 플라비바이러스 간 감별진단을 위해 2007년까지 일본뇌염, 웨스트나일열, 진드기매개뇌염 및 황열에 대한 PRNT를 구축하였고 뎅기열에 대해서는 2013년부터 시험법을 적용하고 있다.
  바이러스 유전자검출법은 중합효소연쇄반응(Polymerase chain reaction, PCR)기법을 이용하여 환자의 혈청시료에서 뎅기바이러스의 특정유전자 부위를 증폭하여 확인하는 방법으로 선진 진단실험실에는 이미 1990년대 중반부터 이를 적용하였다[4]. 플라비바이러스는 기본 유전물질이 RNA 형태이므로 역전사중합효소연쇄반응법(Reverse tranion-PCR; RT-PCR)이 적용된다. 최근에는 기술적 발전에 힘입어 전통적인 방법에 비해 검출능력이 더욱 뛰어나고 소요시간도 2시간 이내로 단축된 실시간 역전사중합효소연쇄반응법(Real-time RT-PCR)이 보편화되기에 이르렀다. 국내 뎅기열 진단실험실에서는 2006년 하반기부터 RT-PCR법을 도입하여 현재까지 사용하고 있다(Table 1). 이 방법은 한 개의 반응튜브에서 4개의 혈청형을 동시에 검출할 수 있으며 혈청형별로 다른 크기로 증폭이 되도록 프라이머를 설계함으로써 전기영동 상에서 바로 바이러스의 혈청형까지 확인할 수 있다는 장점이 있다.
  플라비바이러스의 분리는 아직까지도 젖먹이 쥐의 뇌에 바이러스 감염이 의심되는 시료를 접종하는 고전적인 방법이 사용되기도 하지만, 현재는 실험동물의 복지 문제가 중요시되어 대부분의 실험실에서는 바이러스에 감수성이 있는 포유동물 세포주(BHK-21, Vero 세포주 등)나 모기 유래 세포주(C6/36 등)를 이용하여 배양하는 방법을 사용하고 있다. 바이러스 분리성공률은 시료의 채취시기와 이송 및 보존 상태에 크게 영향을 받는다. 그리고 바이러스분리는 실험에 소요되는 시간, 안전시설 등 고려해야 할 부분이 많아 일상적인 진단법으로는 제한적으로 활용되는 편이며 주로 병원성 분석이나 유행주의 변이양상 연구를 위해 수행되는 측면이 크다. 국내 진단실험실에서는 2006년부터 세포배양을 통한 바이러스 분리를 수행하고 있다(Table 1).

  위에서 기술한 진단법을 이용하여 국립보건연구원 신경계바이러스과에서는 2001년 1월부터 2013년 8월까지 총 3,193명에 대한 시료를 검사하였고, 총 841명(26%)이 양성 환자로 보고되었다(Figure 1). 지금까지 보고된 뎅기열 사례에 대한 기초자료(성별, 연령별, 월별, 연도 및 여행국별 환자수)는 질병관리본부 홈페이지(www.kdca.go.kr)의 자료실에서 감염병감시연보를 내려 받아 열람할 수 있으며 상세한 역학분석 또한 국내·외 학술지를 참조할 수 있다[5-7].

  끝으로 뎅기열 실험실 진단의 행정 프로세스를 살펴보고자 한다. 국내 뎅기열 진단의 처리기한은 「민원사무처리에 관한 법률」제3조에 따라 검체 접수일로부터 8일 이내(공휴일은 일수에서 제외)로 규정하고 있다. 실험실 진단을 위한 행정 프로세스는 1) 의료진의 진단의뢰 결정, 2) 검체 채취 및 수송, 3) 검체 접수 및 실험실검사, 4) 결과통보의 네 단계로 나누어 볼 수 있다(Figure 2).

  2007년 1월부터 2013년 7월까지 진단 의뢰건 중에서 정보가 정확히 기재된 건들의 자료를 집계한 결과, 국내의 경우 환자들이 증상을 느낀 시점으로부터 진단을 위해 채혈하기까지 평균 6일 정도 걸리는 것을 알 수 있다(Table 2).

   다음으로 검체가 의료기관으로부터 진단실험실에 도착하기까지 평균 4일 내외가 소요되고 있다(Table 3). 특기할 사항은 2010년 10월말 뎅기열 진단실험실이 서울에서 충북으로 옮겨온 이후 검체 수송이 1일 정도 지체되고 있다는 것이다. 현재 뎅기열 진단실험실의 인력 상황에서는 민원 처리기한을 하루 정도 남겨두고서야 검사가 완료된다. 그리고 이 결과는 마감일 당일 혹은 익일 오전에 우편으로 발송되고 있으며 최종적으로 의료진이 진단결과를 확인하기까지는 다시 2일 정도의 시간이 걸린다. 
 
  종합해보면, 의료진이 뎅기열진단을 의뢰한 시점에서부터 진단 결과를 통보받기까지 보통 약 2주 정도(검체수송 4일, 진단검사 8일, 우편 발송 2일)의 시간이 소요되고 있다. 환자의 상태가 중한 경우에는 접수단계에서부터 의료진과 진단실험실이 긴밀히 협조하여 환자 관리에 차질이 없도록 만전을 기하고 있으나, 현재의 행정 절차는 의료진이나 환자에게 신속하게 진단결과를 제공하기에는 부족함이 있다. 이를 해결하기 위해서는 첫째로 검체수송을 담당하고 있는 의료기관 스스로가 다소의 추가비용이 발생하더라고 검체 수송시스템을 개선해야 할 것이다. 둘째, 검사를 담당하고 있는 진단실험실에서는 인력충원이나 진단법 개선 등을 통해 보다 빠른 검사가 이루어질 수 있도록 해야 할 것이다. 이와 함께 제반 규정을 담당하고 있는 관리부서에서는 우편발송을 이메일 송부나 팩스 전송으로 대체할 수 있도록 규정 검토 등의 행정적 지원을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 장기적인 발전 방안의 일환으로 실시간 결과확인이 가능한 웹기반의 통합정보시스템을 구축하는 것도 검토해 볼 여지가 있을 것이다. 


 III. 맺는 말

  국내 뎅기열 진단실험실에서는 혈청에서의 항체 검사와 바이러스 검출을 기본으로 진단업무를 수행하고 있으며 기타 플라비바이러스들과의 감별진단을 위해 중화시험법도 구축하여 외래 바이러스의 유입에 대비하고 있다. 또한 진단실험실의 국내외 공신력을 높이기 위해 대내적으로는 질병관리본부 시험검사법 인증(2009년)을 획득하였고 대외적으로는 서태평양지역 뎅기열 실험실 외부정도 프로그램(2013년)에 참여하여 세계보건기구로부터 뎅기열 진단능력을 인정받기에 이르렀다. 2013년에는 뎅기열 진단 의뢰건수가 급증함에 따라 실시간 역전사 중합효소연쇄반응법을 도입하여 질병관리본부 시험검사법 인증심사를 준비하고 있다. 또한 병증 초기 단계에서의 진단율을 높이기 위해 NS1 항원 검출용 효소면역진단시약(ELISA)의 도입을 검토하고 있다. 이러한 노력을 통해 뎅기바이러스를 비롯한 외래 바이러스의 유입을 조기에 감지·차단함으로써궁극적으로는 국민보건 향상과 건강증진에 기여할 수 있을 것이다.


 IV. 참고문헌

1. Heinz FX and Stiasny K. Flaviviruses and their antigenic structure. J Clin Virol 2012;55(4):289-95.
2. Laughlin CA, Morens DM, Cassetti MC. Dengue research opportunities in the Americas. J Infect Dis 2012;206(7):1121-7.
3. Lee SH, Nam KW, Jeong JY. The effects of climate change and globalization on mosquito vectors: evidence from Jeju Island, South Korea on the potential for asian tiger mosquito (Aedes albopictus) Influxes and Survival from Vietnam Rather Than Japan. PLOS One 2013;8(7):e68512.
4. Kao CL, King CC, Chao DY. Laboratory diagnosis of dengue virus infection: current and future prespectives in clinical diagnosis and public health. J Microbiol Immunol Infect 2005;38:5-16.
5. Jeong YE, Kim YH, Cho JE. Identification of Dengue Type 1 Virus (DENV-1) in Koreans Traveling Abroad. Public Health Res Perspect 2(1):34-40, 2011.
6. Park SH, Lee MJ, Baek JH, Lee WC. Epidemiological aspects of exotic malaria and dengue fever in travelers in Korea. J Clin Med Res 3(3):139-42, 2011.
7. Park JH and Lee DW. Dengue fever in South Korea, 2006-2010. Emerg Infect Dis 18(9):1525-7 2012.