Ⅰ. 들어가는 말

  급성호흡기감염증(Acute respiratory infections, ARIs)은 병원체 감염에 의한 병소의 발생부위에 따라 상기도감염증(Upper respiratory tract infections, URIs)과 하기도감염증(Lower respiratory infections, LRIs)으로 구분된다[1]. 특히 우리가 감기라고 하는 급성 상기도감염증은 비교적 증세가 경미하지만 전 세계적으로 병원을 내원하는 질병 중 가장 큰 비율을 차지하는 것으로 알려져 있다. 국내에서도 건강보험심사평가원의 자료에 의하면 외래진료 중 18.3%의 높은 비율을 차지하는 것으로 확인되었다[2]. 그럼에도 급성 상기도감염증 치료는 임상증상에 따른 대증 요법과 더불어 항생제 처방에 문제가 되고 있다. 이러한 1차적인 호흡기감염증은 다양한 병원체가 존재하지만 임상증상은 유사한 특성이 있고, 특정 원인 병원체에 의한 유행양상이 발생할 수도 있다. 따라서 호흡기감염증의 원인 병원체 발생동향을 지속적으로 감시하는 것은, 특정 병원체의 유행양상을 조기에 파악하여 전파를 차단할 수 있는 효과적인 방지대책 마련과 함께 유행시기에 발생하는 환자에 대한 적절한 치료지침을 안내 하기 위해 반드시 필요하다. 과거에 국내에서 발생하고 있는 급성호흡기감염증에 대한 원인규명 및 발생양상에 대한 장기적이고 체계적인 연구부족으로 국가적인 정책수립에 활용가능한 과학적 근거자료 찾기가 어려으며, 원인 병원체 확인 또한 어려운 실정에서 행해진 항생제 처치는 국내 항생제 내성균의 증가 원인으로 지목되는 등 국가주도의 호흡기 원인 병원체 감시 및 내성현황 파악을 위한 감시사업의 운영 필요성이 제기되었다. 이에 2005년부터 국내 9개 지역의 20개 1, 2차 협력병원과 임상검사기관 및 4개 보건환경연구원(서울, 부산, 광주, 경남)을 중심으로 하는 급성호흡기감염증감시망을 구성하여 운영하기 시작하였다. 사업 초기에는 주로 소아를 대상으로 비강흡입액 검체를 채취하여 세균 8종(S. pneumoniae, H. influenzae, S. aureus, M. catarrhalis, S. pyogenes, K. pneumoniae, A. baumani, P. aeruginosa)과 바이러스 4종(Adenovirus, ADV), (Respiratory syncytial virus, RSV), (Parainfluenza virus, PIV), (Influenza virus, IFN)에 대한 원인병원체를 분석하였고, 내외부 인사가 참여한 워크샵을 개최하여 사업전반에 대한 분석과 발전방향을 수립하는 등 운영체계를 확립하였다. 이처럼 초기 병원체 중심의 호흡기감염증 감시사업은 2008년도에 수행된 “급성호흡기감염증 감시사업 수행 평가 및 발전 방안 연구”를 통하여 효과적이고 장기적인 감시사업으로 전환을 시도하여, 호흡기 질환중심 사업으로 변모되어 2009년부터 현재까지 지속적으로 감시사업(Figure. 1)이 수행되어 왔다[3]. 본 원고에서는 2009년부터 2012년까지 수행된 사업에서 확인된 병원체의 감시결과를 소개하고자 한다.

Ⅱ. 몸 말

  2009년부터 국립보건원 결핵호흡기세균과에서는 질환중심의 감시사업으로 전환하여 각각 상기도 감염증과 하기도 감염증으로 나누어서 세균성 원인병원체를 분석하고 있다(Figure 1). 특히, 호흡기감염증(Respiratory infections, 6.4%)은 질병으로 인한 장애보정손실년수(Disability-adjusted life year, DALYs)에 따른 질병부담(Disease burden) 비율이 가장 높은 감염성 질환으로 이에 대부분이 지역사회폐렴에 의한 것으로 나타나[4], 결핵호흡기세균과에서는 하기도감염증 감시로 지역사회폐렴을 선정하여 현재까지 지속적으로 원인병원체를 분석하고 있다. 이와 대조적으로 상기도 감염증은 시기별 유행하는 질환을 대상으로 특화된 감시망을 구성하여 호흡기질환의 유행현황에 신속히 대처할 수 있도록 하였다. 이를 위해 2009년부터 2010년까지 인후염 질환에 대한 원인병원체를 분석하였고, 2011년부터 2012년까지는 성인에서 백일해 및 급성 기관지염 원인병원체 분석을 수행하였다(Figure 1).

(1) 감시 및 운영 체계

  효과적인 감시를 위하여 학술연구용역사업을 통한 전국 권역별로 협력병원 네트워크를 구성하여, 협력병원으로부터 수집된 대상환자의 검체를 24시간이내 검사실로 수송할 수 있는 수송체계와 신속 정확한 검사체계를 확보한 임상검사센터를 선정하여 검체의 수집과 검사를 수행토록 하였다(Figure 2). 검사결과는 협력병원과 용역사업 주관부서를 맡고 있는 결핵호흡기세균과의 데이터베이스(DB)인 ARI NET server에 매주 보고되고 있으며, 주별 및 월별 병원체 양성율에서 특이사항이 있을 경우 기관내 관련부서에 보고하여 검토되도록 협력체계를 구축하였다. 또한 검사기관에서 배양이 어려운 비정형균은 결핵호흡기세균과에서 균주분리를 위한 배양을 수행하였고, 감시사업을 통해 확보된 분리균주에 대해서는 유행양상 파악을 위한 균주별 특성분석을 과내에서 별도로 수행하였다.

(2) 상기도감염증 감시망

급성인후염 원인병원체 감시망(2009년 6월-2011년 4월)
  인후염은 질환별 감시사업에서 원인 병원체에 대한 확인검사가 필요한 사업으로 자문회의 및 워크샵 등에서 지적 되어져 온 질환이다. 따라서 결핵호흡기세균과에서는 질환중심으로 감시사업을 계편한 후 가장 먼저 상기도 감염증 감시사업에서 인후염에 대한 원인병원체 분석을 2009년 6월부터 2011년 4월까지 2차에 걸쳐 수행하였다. 이를 위해 협력병원에 내원한 호흡기질환자 중 인후발적, 편도발적, 인후통을 보이는 환자로부터 인후도말검체(Throat swab, TS)를 채취하여 24시간 이내 임상검사센터로 이송 후 주요원인균인 S. pyogenes (Group A Streptococcus, GAS)와 S. agalactiae (Group B Streptococcus, GBS), 비정형폐렴균인 M. pneumoniae, C. pneuimoniae 그리고 호흡기바이러스인 Adenovirus (ADV), Parainfluenza virus (PIV), Respiratory syncytial virus (RSV), Influenza virus (IFN), Human enterovirus (hEV), Human rhinovirus (hRV), Human coronavirus (hCoV), Human bocavirus (hBoV), Human metapneumovirus (hMPV) 등에 대한 진단검사를 수행하였고 S. pyogenes 분리주에 대해 항생제 내성검사를 수행했다. 협력병원은 5개 권역(서울, 경기, 충청, 영남, 호남) 내 1, 2차 소아청소년과 및 내과 중심의 23개 참여병원으로부터 1차년도에 1,622 검체, 2차년도에는 1,964 검체를 채취하여 분석하였다.
분석결과, 원인병원체 규명율은 54.7%이었으며 이중 48.5%가 바이러스인 것으로 확인되어 인후염 질환의 대부분은 바이러스 감염에 의한 것으로 추정되었다. 특히 Adenovirus, Influenza virus, Rhinovirus가 주된 원인 병원체로 나타났다(Table 1). 세균성 원인병원체의 비율은 약 10% 정도이었으며, 이중 S. pyogenes (GAS)는 7.3%의 비율로 검출되었으며, 비정형균에서는 M. pneumoniae에 의한 양성율이 약 1.5%의 비율을 차지하였고, C. pneumoniae의 경우도 약 0.7%의 비율을 보였다.

성인 백일해 감시사업(2011년 4월-2012년 12월)
  백일해는 생후 6개월 미만의 DTP (Dipheria, Tetanus, Pertussis)백신접종을 하지 않은 영아에서 발생할 수 있는 급성호흡기질환이지만 예방접종에 의해 감염 예방이 가능하나, 최근 예방접종자중에서도 백일해의 발병을 나타내는 특히 청소년 및 성인층에서 백일해 양성자 수의 증가가 문제점으로 보고되어져 왔다. 이에 결핵호흡기세균과에서는 전국의 8개 권역(서울, 경기, 인천, 강원, 충청, 영남, 호남, 제주)의 34개 협력병원을 구성하여 급만성기침 증상 혹은 발작성기침, 기침 후 구토 등의 임상증상을 나타내는 5세 이상의 환자를 대상으로 비인후도말(Nasopharyngeal swab) 검체를 대상으로 백일해 감염여부를 조사하였다.
그 결과 모집 된 환자 중 약 5.1%에서 백일해 양성이 확인되었으며, 총 10주의 분리주를 확보하였다. 또한 미국 CDC의 임상증상에 따른 백일해 환자 정의에 의해 추정된 환자(Probable case)는 모집된 환자군에서 약 56.4% 정도로 확인되었다. 이와 함께 실험실 확진환자와 밀접접촉자를 대상으로 한 검사에서는 약 26.6%에서 양성이 확인되었다.

(3) 하기도감염증 감시망

  지역사회폐렴은 질병부담률이 높은 감염병이며[3], 항생제 치료에도 불구하고, 지역사회 페렴 사망률은 2010년도 국내 사망원인통계에 의하면 2009년 대비 17% 증가하였고, 국내 총 사망원인 중 6위를 차지하는 주요 호흡기질환인 것으로 확인되었다[5]. 이에 비해 국내에서는 단발적인 폐렴 원인병원체에 대한 분석은 시도된 바가 있지만 장기적이고 지속적인 감시사업은 부재하였다. 이에 결핵호흡기세균과에서는 급성호흡기감염증 감시사업에서 대표적인 하기도 감염증으로 지역사회폐렴 질환에 대해 원인병원체의 분석을 2009년부터 시작하여 2012년도까지 4년간을 지속적으로 수행하고 있다. 이를 위해 전국 권역별 2, 3차 병원을 대상으로 항생제 치료가 없었던 환자를 대상으로 검체를 수집하고 10종의 정형세균과 3종의 비정형세균은 물론 10종의 바이러스까지 포함하는 모든 감염성 병원체에 대한 분석을 수행하였다.
분석결과, 2012년까지 약 1,529개의 검체를 수집하였으며 이중 19.6%에서는 정형세균, 23.2%에서는 비정형세균, 32.4%에서는 바이러스가 원인병원체로 확인되었다. 또한 병원체간 중복감염의 경우도 14.7%의 비율로 확인되었다. 정형세균에서는 S. pneumoniae (6.1%) 와 H. influenza (4.7%)가 가장 높은 비율로 확인되었고, 바이러스에서는 Rhinovirus (17.1%)와 Influenza virus (7.5%)가 높은 비율로 확인되었다. 비정형세균에서는 M. pneumoniae (18.4%)가 가장 높았으며 Legionella 와 C. pneumoniae 는 각각 4.9%와 0.6%의 비율로 검출되었다. 월별 각 병원체의 양성율은 Figure 3에 나타난 바와 같으며 바이러스의 경우 2009년도 사업 초기 높은 양성율을 나타내었으나 이는 신종인플루엔자 유행에 의한 영향인 것으로 확인되었다. 또한 2011년도 늦여름부터 비정형균의 양성율이 높아지는 것을 확인할 수 있었는데(Figure 3-(a)) 이것은 M. pneumoniae의 발병증가에 의한 영향인 것으로 확인되었다(Figure 3-(b)).
급성기관지염은 기침과 객담을 주요증상으로 하는 하기도 질환으로 객담 혹은 천명음이 동반된 기침이 3주까지 지속되는 특징을 나타낸다. 급성기관지염의 원인 병원체로는 호흡기 바이러스가 가장 높은 빈도를 나타내는 것으로 알려져 있으며 세균감염에 의한 원인은 10% 이내인 것으로 보고되어 있다. 그러나 상기도 감염증과 마찬가지로 발병빈도가 높은 호흡기질환임에도 불구하고 국내에서는 원인병원체에 대한 체계적 연구가 수행되지 못하였다. 이에 결핵호흡기세균과에서는 하기도 감염증의 하나로서 급성기관지염에 대한 감시망을 전국 권역별 31개 1-3차 협력병원을 중심으로 구성하여 환자로부터 수집된 검체에서 원인병원체를 분석하였다.
분석결과, 병원체 규명율은 세균 및 바이러스를 포함하여 62.8%이었으며 세균이 32.7%, 바이러스가 32.7% 비정형균이 14.9%의 비율로 확인되었다. 바이러스의 경우는 Rhinovirus에 의한 감염이 21.5%로 가장 높았으며 세균에서는 H. influenzae (8.5%)와 S. pyogenes (7.3%), K. pneumoniae (6.1%)에 의한 감염 빈도가 높았다. 비정형균에서도 M. pneumoniae와 Legionella에 의한 감염이 각각 7.7%와 8.0%로 세균양성율과 유사한 빈도를 나타내었다(Table 3). 특히 본 감시사업을 통해 기관지염에서 백일해 원인병원체인 B. pertussis의 양성율이 2.1%의 비율로 확인되어 성인기관지염의 주요 원인병원체인 것으로 추정되었다.

(4) 항생제내성 결과

  급성인후염감시사업에서 분리된 S. pyogenes에 대하여 9계열의 13종 항생제에 대한 내성률 조사 결과 erythromycin 과 azithromycin에 대해 각각 7.6%와 8.0%의 내성률이 확인되었으며, 이외 tetracycline과 clindamycin에 대해 약 5% 내외의 내성률을 확인할 수 있었으며 그 외 타 항생제에 대해서는 내성률이 확인되지 않았다.
지역사회폐렴에서 분리된 세균 중 S. pneumoniae의 경우 azithromycin, cefuroxime, erythromycin, tetracycline에 대해 약 75% 정도의 내성률을 나타내었고, S. aureus의 경우는 ampicillin 과 penicillin에 대해 약 95% 정도의 내성률을 나타내었으며 oxacillin에 내성인 다제내성균의 비율은 63.6%의 비율로 확인되었다. H. influenzae의 경우는 beta-lactamase에 대한 내성은 26.8%이며 beta-lactamase negative ampicillin-resistant (BLNAR)의 비율은 약 19.7%에 해당하였다.
기관지염에서 분리된 세균 역시 지역사회 폐렴에서 분리된 균주들과 유사한 내성을 나타내어 S. pneumoniae의 경우는 azithromycin, cefuroxime에 내성률을 나타내었고, H. influenzae는 ampicillin에 대해 약 38%, S. aureus는 ampicillin과 penicillin에 100%의 내성율을 나타내었으며, K. pneumoniae는 ampicillin에 대해 약 100%의 내성률을 나타내었다.

(5) 결과환류 및 기타실적

  본 사업을 통해 확인된 검사결과는 협력병원을 통해 개별환자에게 검사결과서를 통보하였으며, 주별 및 월별 원인균 검출빈도를 조사하여 특정원인균의 유행여부를 모니터링하였다. 또한 매 분기별 환류자료를 작성하여 기관 내 유관부서 및 협력병원 등에 자료를 배포하여 감시사업 결과를 환류하였다. 또한 본 감시사업을 통해 확인된 유행균주의 감시동향에서 M. pneumoniae 유행을 예측하여 질병관리본부 대표 기관지인 「주간 건강과 질병」2010년 제3권 제45호에 2010년과 2011년의 유행전망을 예측하여 보고하였으며[6], 2011년도에는 발생 증가에 대한 보고와 동시기에 확인되는 임상증상에 대한 분석결과또한 「주간 건강과 질병」2011년 제4권 제49호에 보고하였고(Figure 4)[7], 백일해감시사업에서 분리된 분리주에 대해서는 유전형을 분석한 결과 2009부터 2012년까지 이어지는 국내 백일해의 발병증가에 대한 원인으로 추정할 수 있는 독소형 백일해 균주의 국내 출현 및 확산에 대하여「주간 건강과 질병」2012년 제5권 제36호에 보고하였다[8].

Ⅲ. 맺는 말

  국립보건연구원 결핵호흡기세균과에서는 급성호흡기감염증 감시사업을 통하여 국내에서 발생하는 호흡기감염증의 발생동향과 세균성 원인병원체의 유행현황을 파악하고자 하였다. 특히 호흡기감염증의 특성에 따라 발생빈도가 높지만 상대적으로 경증인 상기도감염증과 발생빈도는 상대적으로 낮지만 중증인 하기도감염증으로 구분하여 독립된 감시체계를 유지함으로서 원인병원체에 대한 통합감시의 효과를 증대하였다.
이와 동시에 유행균주에 대한 특성 분석 및 보다 세부적인 연구가 필요한 경우 내부연구과제 등과 연계하여 국내에서 세균성 호흡기질환의 발병원인을 규명하고 유행특성에 대한 결과를 확인하고자 하였다. 실례로 본 감시사업을 통하여 국내에서 마이코플라스마의 유행을 예측하여 2010년도에 보고함과 동시에 국외에서 보고된 마크로라이드계 항생제에 대한 내성균주의 출현을 대비하고자 내부연구과제와 연계하여 항생제감수성 검사법과 내성균주의 유전자 검사법을 확립하였고, 이를 기반으로 2011년도 유행당시 국내 3차급 병원에서 발생하는 내성검사에 대한 민원수요를 해결하였으며 분리된 내성균주에 대한 특성연구를 수행할 수 있었다.
또한 상기도 감염증 감시에서는 다른 시범사업을 통해 확인된 특정질환의 유행 예측결과를 반영하여 이에 대한 본격적인 감시체계를 수립하여 유지함으로서 해당질환에 대한 국내 유행특성을 확인하기도 하였다. 이는 백일해 부분으로 시범사업 수준에서 확인된 성인에서의 백일해 유행양상을 본격적인 감시사업으로 전환하여 유지한 결과 국내 성인호흡기환자에서 5.1%의 백일해 유병율을 실험실 확진을 통해서 확인할 수 있었으며, 분리균주에 대하여 내부연구과제와 연계하여 분석한 결과, ptxP3 type의 독성형 균주 비율의 증가를 확인하여 국내 백일해 유행특성을 파악하는데 활용하기도 하였다.
따라서 결핵호흡기세균과에서 주관하는 호흡기질환에 대한 감시체계는 현재로서는 그 감시사업 자체는 물론 타 사업 및 내부연구과제와 연계하여 효율을 극대화하여 운영되고 있는 것으로 평가할 수 있으며, 다양한 원인병원체에 의해 발생하는 지역사회폐렴에 대해 장기적이고 지속적인 원인병원체 감시체계를 유지함과 동시에 유행에 민감한 상기도감염증에서는 약 2년을 주기로 특정원인병원체 혹은 특정질환을 목표로 하는 단기위주 감시체계를 유지해 나갈 것이다.

Ⅳ. 참고문헌

1. Disease Control Priorities in Developing Countries. 2nd Edition. Jamison DT, Breman JG, Measham AR, et al., Washington (DC): World Bank; 2006.
2. 급성호흡기감염증감시사업 (2006년 사업실적 및 2007년 사업계획). 질병관리본부. 2007.
3. 질환중심의 원인병원체 감시사업;급성호흡기감염증 감시망 (ARI Net), 질병관리본부 뉴스레터;3(6), 2013.
4. The Global Burden of Disease, 2004 update. WHO. 2008.
5. 호흡기감염증 병원체의 분포실태 및 항생제 내성조사 (4차년도). 질병관리본부. 2012.
6. 질병관리본부, 2010년 국내 호흡기감염증 환자로부터 Mycoplasma pneumoniae 감염증 발생 현황, 주간 건강과 질병;3(45), 2010.
7. 질병관리본부, 2011년 국내 마이코플라스마 호흡기 감염증 발생 특성, 주간건강과질병;4(49), 2011.
8. 질병관리본부, 국내 백일해 분리균주에서 확인된 백일해 독소 프로모터(ptxP) 영역의 변이 현황, 주간 건강과 질병;5(36), 2012.