2015년 아나플라즈마증 실험실 진단 검사

Abstract
This article discusses the results of the laboratory tests of Human Granulocytic Anaplasmosis (HGA) from a suspected patient in South Korea. HGA is a zoonotic tick-borne disease and the agent is known as Anaplasma phagocytophilum which is mainly transmitted by ticks. We performed serological tests of HGA using indirect immuno-fluorescent antibody assay (IFA) from the serum of a total of 201 patients. Also, we performed the PCR test using 16S rRNA target gene from 118 cases of the patients' blood. In serological tests using IFA, IgG or IgM for A. phagocytohilum were found in 14 of the 201 cases; 4 of the 9 cases which had convalescent sera showed seroconversion. Three of the 118 cases showed positive results during the PCR test. This article provides a basis for the laboratory diagnosis of febrile patients who had fever with a recent history of tick bites during their outdoor activity.

인수공통감염병으로 알려져 있는 아나플라즈마증(Human granulocytic anaplasmosis, HGA)은 사람을 포함한 개, 소, 양, 염소, 말 그리고 야생동물에 감염되며, 원인병원체는 Anaplasma phagocytophilum이다. 1990년대 중반 미국에서 처음으로 아나플라즈마증의 인체 감염이 보고되었다[1]. 인체 감염을 일으키는 매개체는 참진드기로서 Ixodes scapularis, I. pacificus, I. ricinus 등이 있으며 각각 미국 중북부 및 동북부지역, 미국 태평양 연안지역, 유럽 서부지역에서 주된 감염을 유발하는 매개체로 알려지고 있다. 아나플라즈마 감염은 진드기에 의해 매개되며 약충 및 성충 시기의 진드기가 왕성히 활동하는 늦봄부터 가을까지 다발하는 것으로 알려져 있다. 2014년에 처음으로 국내 아나플라즈마증 환자 발생이 최초로 보고 되었으며[2], 2002년 전국 각 지역의 가을철 원인불명열 환자에서 아나플라즈마증의 혈청학적 검사를 실시한 결과, 양성항체 보유율을 1.8%로 보고한 바 있다[3]. 2003년 매개체를 대상으로 수행한 유전자 검출 검사에서 I. persulatus와 Haemophysalis longicornis 진드기에서 A. phagocytophilum의 유전자 검출(9.9%)도 보고되었다[4]. 아나플라즈마증은 감염된 진드기에 흡혈된 후 7∼10일 정도의 잠복기를 거쳐 39도 이상의 고열이 나타나는 급성열성질환이다. 주요 임상증상은 오한, 근육통, 심한두통, 식욕결핍, 관절통, 오심, 건성기침 등이며 doxycycline 등의 항생제로 치료가 가능하나, 적절한 항생제 치료를 받지 않은 경우에는 일부 환자에서의 치사율은 1% 이하로 낮지만, 패혈증 등의 심각한 합병증을 초래할 수 있다[5]. 아나플라즈마증 실험실검사의 혈액학적인 방법으로는 말초혈액도말을 통한 현미경관찰, 백혈구, 혈소판 검사 등이 있다. 혈청학적 방법으로는 간접면역형광항체법(indirect immunofluorescence assay, IFA)과 웨스턴 블롯법 등 이 있으며, 세포배양을 통한 원인균 분리와 중합효소연쇄반응을 이용한 유전자 검출법 등이 있다. 인수공통감염과에서는 아나플라즈마증에 대한 혈청학적인 실험실 검사 방법으로 간접면역형광항체법을 실시하였으며, 항체가가 IgG 1:80 이상, IgM 1:16 이상이면 항체가 양성으로 판정 하였다. 회복기 혈청의 항체가 결과와 급성기 혈청의 항체가 결과를 비교해 4배 이상 증가한 경우는 아나플라즈마증 항체가 양성으로 최종 판정하였다. 항체가 검사 의뢰 시 혈액을 동봉한 경우 환자의 혈액에서 DNA를 추출하여 A. phagocytophilum 16S rRNA 유전자를 증폭하는 PCR을 통한 유전자 검사를 실시하였다.

이 글에서는 2015년에 의뢰된 아나플라즈마증 의심환자를 대상으로 혈청학적 검사 및 유전학적 검사결과를 통하여 국내 아나플라즈마증에 대한 감염조사결과를 보고하고자 한다. 2015년에 201건의 아나플라즈마증 의심환자에 대한 혈청학적 검사가 의뢰되었고, 이 중 118건은 혈액이 동봉되어 유전학적인 검사도 함께 병행하였다. 아나플라즈마증 검사에 대한 실험적 방법은 위에서 언급한 IFA 방법을 사용하였다. 혈청학적 검사로 14건(6.96%)이 항체양성임을 알 수 있었다. PCR을 통한 유전학적 검사 결과 118건 중 3건(2.54%)에서 양성을 나타냈다(Table 1). 혈청학적 검사에서는 급성기 혈청의 항체가 결과와 회복기 혈청의 항체가 결과를 비교해 4배 이상 증가한 경우는 4건 이었으며, 이들에 대해 최종 항체가 양성으로 판정하였다. 항체가 양성률을 보면 남성과 여성의 경우 각각 8건, 6건 이었다. 연령대는 40대가 2명 이었으며, 나머지는 모두 60대 이상 이었다. IgM에 대한 항체가 결과를 보면, 6건에서 양성을 보였고 이는 아나플라즈마 원인균에 최근에 감염된 것으로 추정 할 수 있었다(Table 2). 국내 아나플라즈마증 환자의 혈액에서 검출된 A. phagocytophilum의 16S rRNA유전자와 국외, 국내, 숙주 그리고 매개체에서 연구된 유전자들과 비교⋅분석하였다. 그 결과 Anaplasma 속의 다른 박테리아와는 뚜렷하게 구분되었으며, 중국(설치류), 한국(개, 임상환자)에서 검출된 유전자와 매우 유사하였다. 2014년 서울대학교병원에서 최초 보고한 임상환자에서 검출된 유전자와의 비교 결과는 유전적으로 매우 유사 하였지만 미국(임상환자, 개, 토끼), 스웨덴(말)에서 보고된 유전자와는 유사도가 다소 낮았다.

질병관리본부는 2014년 10월부터 현재까지 아나플라즈마증 혈청학적 검사를 실시하고 있다. 본 자료는 2015년 한 해 동안 의뢰된 진드기에 물리거나 접촉하거나, 야외활동 후 급성열성 질환, 원인모를 열성 질환 등의 증상을 보이는 아나플라즈마증 의심환자들에 대한 실험실 검사 결과이다. 국내에서는 2014년에 처음으로 국내 임상환자에 대한 보고로 아나플라즈마증에 대해 본격적으로 알려지게 되었다. 아나플라즈마증은 중증혈소판감소증과 유사한 임상증상을 나타내지만 증상이 경미하며, 치사율이 낮다. 2015년도 실시한 아나플라즈마증 실험실 검사 결과에서는 6.96%의 항체 양성률, 2.54%의 유전자 검출률의 결과를 보였다. 질병관리본부에서 수행한 결과를 살펴보면, 2013년 SFTS(severe fever with thrombocytopenia syndrome) 의심환자검체를 이용한 아나플라즈마증 및 에르리키아증 감염 조사결과에서는 아나플라즈마에 대한 감염률이 2.2%(6/271)였으며, 2002년에 국내에서 수행된 급성열성 질환 환자의 아나플라즈마증 항체가 조사결과 1.8%(9/491)의 양성률 보다 약간 높은 수치였다. 국외 연구 결과를 살펴보면, 2008년 중국 텐진 지역 농업인을 대상으로 아나플라즈마 항체가 조사 결과 8.8%가 양성이었고, 2007∼2009년 중국 시골지역주민들의 아나플라즈마 항체가 조사 결과 15.4%에서 양성이었으며, 2012년 베이징 근교 농업인들에서 아나플라즈마 항체가 조사결과 14.1%가 항체가 양성 이었다. 기타 해외 국가 아나플라즈마 항체가 조사 결과, 오스트리아 9%(2003년), 폴란드 9.6∼19.8%(2006년), 스페인 1.4%(2002)년, 그리스 7.3%(2002년), 이탈리아 5.7%(2005년), 덴마크 21%(2001년), 독일 1.4∼2.8%(1999년, 2006년)이었다. 2009년 미국에서의 아나플라즈마 발생이 1,161건이었으며 사망률은 0.6∼0.7%에 이르렀다. 중국에서는 항체가 조사를 통하여 간접적인 감염실태를 보고하고 있으며, 일본에서는 아나플라즈마증에 대한 감염환자 임상 결과(case report)들이 보고되고 있다.
아나플라즈마 감염은 Ixodes 속과 Haemaphysalis 속의 진드기 등으로 전파가 가능한 것으로 알려져 있으며, 국내에서는 I. persulatus, I. nipponensis와 H. longicornis 등의 진드기 매개로 질병전파가 가능한 것으로 알려져 있다. 이들에 대한 유전자 검사결과 A. phagocytophilum 감염률 1%(2008년)로 보고되었다[6]. 국내 가축에서의 아나플라즈마 발생과 관련된 조사에서, 한국 고라니에서 항체가 검사결과에서는 A. phagocytophilum이 63.6%(42/66)의 감염률을 나타내어, 상당히 많은 수가 감염되어 있는 것으로 보고되었다[7].
이번 조사결과로 아나플라즈마증에 대한 항체가 양성 뿐 만 아니라 쯔쯔가무시증 항체가 양성을 갖는 경우도 3건이 있었다. 이에 아나플라즈마증과 쯔쯔가무시증에 대한 중복감염, 교차반응 여부 그리고 과거 감염력을 확인하기 위하여 추가적으로 확인시험 및 역학조사가 수행되어야 할 것으로 사료된다. 양성 환자의 임상소견을 살펴보면 진드기에 물린 후 임상증상을 보인 경우가 4건 이었으며, 공통적으로는 발열 증상을 갖고 있었다. 이러한 결과들을 바탕으로 아나플라즈마증은 그동안 보고가 적고 잘 알려지지 않아, 진단이 제대로 이뤄지지 않았을 가능성이 높다. 향후에는 진드기에 물리거나 유사증상이 있을 시 아나플라즈마증에 대한 진단 또는 실험실 검사가 될 수 있는 진단 및 예방에 대한 인식이 확산되어야 할 것이다.
결론적으로, 본 연구는 아나플라즈마증 의심환자에 대한 실험실 검사를 수행한 것으로 국내 아나플라즈마증 환자의 발생에 대한 근거 자료를 제공하고, 급성열성질환으로 내원하는 환자의 아나플라즈마증에 대한 실험실 검사 자료를 제공하고자 한다. 또한 유전학적인 검사법을 병행함으로써 아나플라즈마증의 현증 감염여부에 대한 자료를 제공한다. 원인병원체의 국내 병원체 특성 파악과 더불어 국내, 국외, 임상환자, 매개체, 다양한 숙주에서 연구된 유전자 염기서열을 비교분석함으로써 국내 병원체의 유전적인 특성을 알 수 있는 자료를 제공하고자 하며, 아나플라즈마증에 대한 예방관리를 위해 향후 국내 법정 감염병으로의 지정에 대한 검토도 필요할 것으로 사료된다.


참고문헌

1. Chen SM, Dumler JS, Bakken JS, Walker DH. Identification of a granulomcytotrophic Ehrlichia
species as the etiologic agent of human disease. J Clin Microbiol. 1994;32:589-595.
2. Kim KH, Yi J, Oh WS, Kim NH, Choi SJ, Choe PG, Kim NJ, Lee JK, Oh MD. Human graulocytic anaplasmosis, South Korea, 2013. Emerg Infec Dis. 2014;20:1708-1711.
3. Heo EJ, Park JH, Koo JR, Park MS, Park MY, Dumler JS, Serologic and molecular detection of Ehrlichia chaffensis and Anaplasma phagocytophila(human granulocytic ehrlichiosis agent) in korean patients. J Clin Microbiol. 2002;40:3082-3085.
4. Kim CM, Kim MS, Park MS, Park JH, Chae JS. Identification of Ehrlichia chaffeensis, Anaplasma phagocytophilum, and A. bovis in Haemaphysalis longicornis and Ixodes persulcatus ticks from korea. Vector Borne Zoonotic Dis. 2003;3:17-26.
5. Bakken JS, Dumler JS. Clinical diagnosis and treatment of human granulocytotropic anaplasmosis. Ann N Y Acad Sci. 2006;1078:236-247.
6. Chae JS, Yu DH, Shringi S, Klein TA, Kim HC, Chong ST, Lee IY, Foley J. Microbial pathogens in ticks, rodents and a shrew in northern Gyeonggi-do near the DMZ, Korea. J Vet Sci.2008;9:285-293.
7. Kang JG, Ko S, Kim YJ, Yang HJ, Lee H, Shin NS, Choi KS, Chae JS. New genetic variants of Anaplasma phagocytophilum and Anaplasma bovis from Korean water deer(Hydropotes inermis argyropus). Vector Borne Zoonotic Dis. 2011;11:929-938.