Abstract


Background: A nationwide surveillance program, the Japanese encephalitis (JE) Epidemic Forecast Program, has been initiated since 1976 in South Korea as an early warning system for JE. Recently, the surveillance program has been updated to cover other related flaviviruses such as dengue virus, West Nile virus, and yellow fever virus. This study described the results of the virus surveillance conducted in 2014.
Methodology: Laboratory diagnosis for the JE virus (JEV) was conducted using a real-time RT-PCR, IgM ELISA and indirect immunofluorescence assay in serum or cerebrospinal fluid. The virus surveillance was conducted from June to October 2014. Mosquitoes were caught on a weekly basis and pooled mosquitoes were subjected to the real-time RT-PCR for detecting several flaviviruses in a single reaction. A lateral-flow immunochromatographic test was used to detect anti-JEV antibodies in sera from slaughtered pigs.
Results: A total of 26 JE patients were confirmed by laboratory testing in 2014. About 3,580 pools of mosquitoes were tested to detect the presence of flavivirus, and 20 pools were identified as flaviviruses: five pools were JEV and 15 pools were chaoyang virus. JEVs were detected between August and September 2014. Among the 2,519 unvaccinated pigs' sera, 257 (10.2%) were positive for JEV.
Conclusions: The results demonstrated that JEV is still active throughout the country. By analyzing the surveillance data, the public can be provided with vital information on when and where Japanese encephalitis virus is active, which may be helpful to prevent potential outbreaks.



I. 들어가는 말


  일본뇌염은 모기를 매개로 전파되는 인수공통감염병으로 분류학상 플라비비리데과(family: Flaviviridae), 플라비바이러스속(genus: Flavivirus)에 속하는 일본뇌염바이러스(Japanese encephalitis virus, JEV)가 원인 병원체이다[1]. 자연계에서 바이러스는 모기를 매개로 하여 돼지나 왜가리 등의 물새에게 옮겨가 증폭된 후, 다시 흡혈을 통해 다른 모기에게 옮겨지거나 수직감염을 통해 자손에게 전파되는 고리를 형성하고 있다[2]. 사람은 바이러스를 가지고 있는 모기에 물려 감염되는 우연 숙주이며 사람 간 전파는 일어나지 않는다. 일본뇌염은 사백신과 생백신이 모두 개발되어 널리 사용되고 있고 바이러스에 감염된 경우라도 90% 이상이 불현성이지만, 발병 시 치사율이 20-30%에 달하고 회복된 환자 중 30-50%가 반영구적인 신경학적 후유증을 보인다는 점에서 심각한 질병이다[3]. 세계보건기구에 따르면 2000년대에도 매년 6만여 명이상의 환자가 발생하는 것으로 추정된다.

우리나라에서는 1930년대부터 1960년대 후반까지 수백에서 수천 명 규모의 유행이 지속되다가 백신접종을 계기로 1969년부터는 연간 환자수가 200여 명 미만으로 급감하였다[4]. 1982년(1,194명)과 1983년(193명)의 갑작스런 유행을 끝으로 환자발생이 없거나 수 명 미만으로 유지되다가 2010년 이후 다시 20여 명 수준으로 증가하고 있다. 백신정책과 함께 1975년부터는 매년 “일본뇌염유행예측사업”을 수행하여 실험실 진단과 함께 자연계 바이러스 활동을 감시해오고 있다. 바이러스 활동 감시를 위해 1) 바이러스를 매개하는 모기의 밀도 조사, 2)모기에서의 바이러스 검출, 3)증폭숙주인 돼지의 감염률 조사를 수행한다. 이는 바이러스의 활동을 조기에 포착하여 주의보와 경보를 발령하고 방역 등의 조치를 통해 일본뇌염 유행을 사전에 차단하기 위한 수단이다. 또한 사업 수행을 통해 얻은 모기종 분포나 바이러스 유행분석 자료는 일본뇌염 관리정책 수립 시에 과학적 근거로 활용되고 있다.
이 글에서는 2014년도에 수행한 일본뇌염 실험실 진단과 자연계 바이러스 감시결과를 기술하고자 한다.

II. 몸말


  일본뇌염 실험실 진단은 일차적으로 실시간 역전사중합효소연쇄반응법(real-time reverse tranion-polymerase chain reaction, real-time RT-PCR)과 IgM ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay)를 적용하여 시료 내 바이러스 유전자나 항체유무를 검사하였다. 급성기 시료의 검사에서 IgM 양성 결과가 나오면 회복기 시료를 요청하여 두 시료간 항체 역가 상승을 조사하였다[5] (Figure 1). 법정감염병 진단‧신고기준(보건복지부 고시 제2012-123호)에 따라 일본뇌염바이러스 특이적인 IgM 항체가 검출되었거나 급성기와 회복기 혈청 간의 항체 역가가 4배 이상 상승한 경우 또는 바이러스가 검출되었을 때에 일본뇌염 환자로 판정하였다.

2014년에는 781명(1,080건)을 검사하여 26명(남자 17명, 여자 9명)이 일본뇌염으로 확진되었고 그 중 4명이 사망하였다(Table 1). 환자의 중간값 연령은 57세(범위: 18-87세)였고 50대 8명, 60대 5명, 70대 이상 5명, 40대 5명, 20대 2명, 10대 1명의 순이었다. 발병 시기별로는 5월 1명(해외 유입), 8월 4명, 9월 15명, 10월 6명으로 9월에 환자발생이 집중되는 양상을 보였다.

모기에서의 플라비바이러스 검출은 8개 시․도 보건환경연구원(강원, 충북, 충남, 전북, 전남, 경북, 경남, 제주)에서 채집한 모기를 대상으로 수행하였다. 각 기관에서 매주 채집한 모기를 송부하였고 국립보건연구원 신경계바이러스과에서는 이들 모기를 실시간 역전사 중합효소연쇄반응법(SYBR Green Ι-based real-time RT-PCR)에 적용하여 시험하였다[6]. 강원도보건환경연구원에서는 자체적으로 시험을 수행하고 그 결과를 신경계바이러스과에 송부하였다. 상기 유전자 검출법은 단일 반응 튜브 내에서 일본뇌염바이러스뿐만 아니라, 뎅기바이러스, 황열바이러스, 웨스트나일바이러스 등의 플라비바이러스를 동시에 검출할 수 있도록 고안된 방법이다. 일본뇌염바이러스의 주요 매개체인 작은빨간집모기(Culex tritaeniorhynchus, Cx.t.) 뿐만 아니라, 중국 등에서 매개 모기로 보고된 빨간집모기(Culex pipiens. Cx.p.)와 금빛숲모기(Aedes vexans, Ae.vex.)도 조사하였다[7]. 또한 뎅기바이러스 등의 국내 유입을 감시하기 위해 흰줄숲모기(Aedes albopictus, Ae.albo.)도 조사 대상에 포함하였다. 채집된 모기는 최대 50마리를 1개 pool로 하여 핵산을 추출한 후 유전자 검출 시험에 적용하였다. 총 3,580 pool (Cx.t. 223 pools, Cx.p. 373 pools, Ae.vex. 1,178 pools, Ae.albo. 16 pools)을 시험한 결과, 5건의 일본뇌염바이러스와 15건의 차오양바이러스를 검출하였다(Table 2). 일본뇌염바이러스는 8월 초부터 9월 하순까지 채집된 모기(Cx.t. 및 Cx.p.)에서 검출되었고 차오양바이러스는 5월 하순부터 9월 하순까지 채집된 금빛숲모기에서 검출되었다.

증폭 숙주인 돼지의 항체검사는 전국 8개 시․도 보건환경연구원(강원, 충북, 충남, 전북, 전남, 경북, 경남, 제주)에서 6월부터 10월까지 수행하였다. 매주 관내 도축장 및 가축위생시험연구소로부터 10-20건의 혈청을 확보하여 면역크로마토그래피 검사 키트로 시험하였다. 실제 바이러스 활동지역을 확인하고 방제지역 설정에 활용하고자 검사 대상 돼지의 백신력과 사육 농장 주소를 확보하였다. 2014년에는 총 2,519건의 돼지를 검사한 결과 257건(10.2%)이 항체 양성으로 확인되었다(Table 3). 이는 2013년의 12.6% (257/2,320)와 비슷한 수준이었다.

III. 맺는 말


  2014년 일본뇌염 환자는 지난 해 14명에서 26명으로 증가하였고 연령대는 40대 이상에 편중된 현상이 지속되고 있었다. 환자 발생시기는 8월 하순부터 10월 하순까지로 실제 일본뇌염바이러스의 검출시기와 비슷하였다. 증폭 숙주인 돼지의 일본뇌염 항체검사 결과 전국 평균 10.2% 양성률을 보여 지역별 차이는 있으나 일본뇌염바이러스가 전국적으로 활동하고 있음을 알 수 있었다. 숲모기에서 2011년부터 차오양바이러스(Chaoyang virus)가 지속적으로 검출되는 것을 볼 때 국내에 토착화된 것으로 결론하였다. 차오양바이러스는 2008년 중국에서 첫 보고가 되었는데 사람에게 병증을 유발하는지는 아직 밝혀지지 않았다. 따라서 국내 유행주의 변이 양상과 인체 감염여부를 조사하여 그에 따른 적절한 대응책을 마련할 계획이다.

일본뇌염은 백신접종을 통해 사전 예방이 가능한 질환이지만 바이러스의 항원 변이나 매개체 서식 환경 변화에 의해 급작스런 유행이 발생할 수 있다. 본 사업에서는 2014년도 일본뇌염바이러스의 활동 시기와 분포 지역을 확인할 수 있었다. 이러한 자료가 방제나 취약지점 환경 개선에 실시간 활용될 수 있도록 모기매개 전파질환에 대한 관리정책을 개선하여야 할 것이다.


IV. 참고문헌


1. Chambers, TJ, Hahn CS, Galler R, Rice CM. 1990. Flavivirus genome organization, expression, and replication. Annu Rev Microbiol, 44: 649-88.
2. Endy TP and Nisalak A. 2002. Japanese encephalitis virus: ecology and epidemiology. Curr Top Microbiol Immunol 267: 11-48.
3. Japanese encephalitis surveillance and immunization-Asia and the wetern pacific, 2012. 2013. Morbidity and Mortality Weekly Report, 62(33):658-62.
4. Sohn YM. 2000. Japanese encephalitis immunization in South Korea : past, present, and uture. Emerg Infect Dis, 6(1): 17-24.
5. Ju YR and Jeong YE. 2009. Manual for laboratory diagnosis of flavivirus infection. Korea Centers for Disease Control and Prevention.
6. Yang CF, Chen CF, Su CL, Teng HJ. 2010. Screening of mosquitoes using SYBR GreenΙ-based real-time RT-PCR with group-specific primers for detection of Flaviviruses and Alphavirus in Taiwan. J Virol Methods, 168:147-51.
7. Wang HY, Takasaki T, Fu SH, Sun XH, Zhang HL, Wang ZX, Hao ZY, Zhang JK, Tang Q, Kotaki A, Tajima S, Liang XF, Yang WZ, Kurane I, Liang GD. 2007. Molecular epidemiological analysis of Japanese encephalitis virus in China. J Gen Virol, 88:885-94.