Abstract

Serological study on scrub typhus and murine typhus among field workers of national forest in South Korea, 2016

Gill Byoungchul, Kang Byung Hak
Division of Bacterial Diseases, Center for Laboratory control of Infectious Diseases, KCDC
Lee Jeongmin
Division of Research Planning, KNIH, KCDC
Lee Yeong Seon
Division of Bacterial Diseases Research, Center for Infectious Diseases Research, KNIH, KCDC
Lim Hyun-Sul, Pack Ji-Hyuk
Department of Preventive Medicine, Dongguk University College of Medicine

Background: Scrub typhus is an acute febrile disease characterized by fever, rash, eschar, pneumonitis, and meningitis. It is caused by infection with Orientia tsutsugamushi, transmitted by trombiculid mites and occurs frequently in the autumn in Korea. The incidence of the disease has increased gradually to 11,105 cases reported in Korea in 2016. Rickettsia typhi, a typhus group rickettsia, is the etiologic agent of murine typhus. Although characterized by a low mortality rate is low (1% of reported cases), in severe cases, murine typhus can result in meningoencephalitis, disseminated vascular lesions. Without specific treatment, 99% of those infected will clear the disease within weeks. In Korea, 18 cases were reported in 2016. This serologic study was conducted to obtain basic data on scrub typhus and murine typhus for high-risk populations.
Methods/Results: This study included National Park Service workers, considered to be a high-risk population for scrub typhus and murine typhus. The eligible participants were 763 (36.8%) out of 2,074 forestry workers. Sera were collected and antibodies specific to O. tsutsugamushi and R. typhi were titrated using indirect immunofluorescence antibody assay (IFA). Single cut-off titers of 1:256 for IgG or 1:16 for IgM were used as references for seroprevalence, and seroreactivity showing any titration to the single cut-off. The seropositivity and seroreactivity of scrub typhus were 4.8% (37/763) and 10.0% (76/763), respectively while murine typhus yielded showed 3.7% (28/763) and 8.9% (68/763), respectively. Moreover, seropositivity of both scrub typhus and murine typhus was 0.5% (4/763).
Conclusion: This is the first serological study of scrub typhus and murine typhus among National Park Service workers as a high-risk population for vector-borne diseases. Further analyses of this population for other vector-borne diseases are also needed to identify the risk-status and to improve the control and prevention of these diseases in high-risk populations. Additional studies or investigations are also needed for figuring out the relationship between population density or infection rate of vectors and patients prevalence.

Keywords: Serological study, Scrub typhus, Murine typhus, Orientia tsutsugamushi, Forestry workers



  들어가는 말

우리나라 가을철 발열성 질환 중 하나인 쯔쯔가무시증은 리케치아과에 속하는 Orientia tsustsugamushi에 감염된 털진드기 유충에 의해 매개 전파되는 질환이다. 전 세계적으로는 일명 ‘tsutsugamushi triangle’이라고 불리는 지역(북쪽으로는 러시아 극동지역, 서쪽으로는 파키스탄, 남쪽으로는 호주 북부를 포함하는 지역)에서 주로 발생되며, 각 국가 및 지역별 서식하는 매개 털진드기의 종류와 활동 시기에 따라 호발 시기가 다르게 나타난다[1]. 국내의 쯔쯔가무시증 유발 털진드기는 활순털진드기(Leptotrombidium scutellare)와 대잎털진드기(L. pallidum)로 알려져 있으며, 특히 가을철에 주로 발생하는 우리나라 쯔쯔가무시증의 특징은 활순털진드기의 생활사와 연관이 있을 것으로 보고되고 있다[2]. 쯔쯔가무시증의 주요 임상적 특징은 1∼3주 정도의 잠복기를 거쳐, 고열로 인한 오한, 두통, 근육통, 구토, 기침, 복통 및 인후염이 나타나고 발진과 피부 표면에 고름이 잡히고 부스럼 딱지가 나타난다. 병원성이 약한 경우, 치료를 하지 않아도 2주 정도 고열 증상이 지속되다가 서서히 회복되는 것으로 알려져 있으나, 면역저하 또는 고령자의 경우, 조기 발견과 적절한 치료가 수행되지 않으면 패혈성 쇼크, 호흡부전, 신부전, 의식저하 등의 합병증으로 사망하는 경우도 발생한다[3]. 쯔쯔가무시증은 3군 법정감염병으로 환자 발생은 2000년대 중반까지 5∼6천 건을 유지하였으나, 최근 발생이 급격하게 증가하여 2014년 8,130건, 2015년 9,513건, 2016년 11,105건으로 보고되었다[4]. 기후변화에 따른 매개체 환경의 변화, 야외활동의 증가, 그리고 고령 농업 종사자의 증가 등 다양한 요인에 의하여 환자가 증가하는 것으로 알려져 있다. 국내 쯔쯔가무시증 환자의 위험 직업군은 각 지역에서 밭농사, 과수원, 축사 업무에 종사하는 직업군으로 보고되었다[5].
한편 발진열은 리케치아 그룹 중 typhus group에 속하는 Rickettsia typhi에 감염된 쥐벼룩(Xenopsylla cheopis)에게 물려서 발병하는 질환이다. 발열, 오한, 두통, 근육통 등의 쯔쯔가무시증과 유사한 임상 증상을 보여 급성기 환자에서 구별이 쉽지 않으나 적절한 치료가 없더라도 몇 주 이내에 완치가 되는 비교적 가벼운 열성질환으로 알려져 있다. 주로 쥐와 접촉이 가능한 곡물창고, 양조장, 쓰레기 창고 종사자들이 주요 직업군으로 보고되었다[11, 12].
이러한 조사 결과들을 바탕으로 매개체 전파 질환의 특성상 매개체와의 접촉이 많은 고위험군으로 국내 임업 관련 종사자들을 대상으로 쯔쯔가무시증 및 발진열에 대한 혈청 유병률을 파악하고 감염에 대한 위험 요인을 분석함으로써 그 위험 요인을 제거하여 감염의 위험성을 감소시킬 수 있는 과학적인 예방 관리 정책의 근거를 제시하고자 이 조사를 수행하게 되었다.



  몸 말

이 조사는 2016년 기준 국립공원관리공단 종사자 2,074명을 대상자로 선정하고 12월 21일∼12월 30일 기간 동안 29개소 국립공원사무소를 5개 조로 구성된 동국대학교 예방의학교실 연구팀이 조별 방문 조사하였다. 전체 조사대상자 중 763명이 참여하여 조사 참여율은 36.8%였다(Figure 1). 지역별 조사 대상자의 참여율은 전라도(광주 포함)가 286명(37.5%), 경상도 198명(26.0%), 충청도(대전 포함) 120명(15.7%), 강원도 101명(13.2%)으로 조사되었다(Figure 2). 조사대상자의 성별 분포는 남성이 583명(76.4%), 여성이 180명(23.6%)으로 대부분 남성이었으며, 연령별 분포는 30∼49세가 398명(52.2%)으로 가장 많았으며, 50세 이상 247명(32.4%), 29세 이하 118명(15.5%)의 순이었다.
쯔쯔가무시증의 항체가 검사는 비교적 민감도가 높아 보편적으로 널리 사용되는 간접면역형광항체법(Indirect immunofluorescence antibody assay, IFA)[6]을 질병관리본부 시험검사법 표준절차서(KCDC-ZOO-OT-IFA-QIS-15-01)에 따라 진행하였으며, 간접면역형광항체법에 사용된 항원 슬라이드는 O. tsutsugamushi의 표준 균주인 Gilliam, Karp, Kato Gilliam 1943년 Burma, Karp 1943년 New Guinea, Kato 1955 Niigata에서 분리된 표준 균주
와 국내에서 가장 많이 분포하는 것으로 알려진 Boryong 1989년 분리된 국내 분포가 가장 높은 분리주
주를 혼합하여 점적 하였고, 발진열은 Rickettsia typhi Willington 주 단일 균주를 사용하여 two-spot 항원 슬라이드를 제작하였다. 채혈한 참여자의 혈액은 혈청을 분리하고, 2배씩 단계별로 희석하여 항체가를 확인하였다. 양성 기준은 「2016년 법정감염병 진단‧신고기준, 질병관리본부」에 따른 쯔쯔가무시증 확인 진단을 위한 검사 기준 중, 단일항체가에 의한 확인 진단 기준인 IgM 1:16 이상 또는 IgG 1:256 이상인 경우를 혈청 양성률(seropositivity)의 기준으로 하였고, IgG 1:16 이상을 혈청 반응률(seroreactivity)로 나타내었다.
수집된 763건에 대한 쯔쯔가무시증 항체가 검사 결과, 단일항체가에 의한 확인 진단 기준인 IgG 1:256 이상은 6명(0.8%), IgM 1:16 이상은 33명(4.3%)이었으며(Figure 3), IgG와 IgM 모두 양성인 경우는 2명으로 확인되었고 총 혈청 양성자는 37명으로 혈청 양성률은 4.8%로 나타났다. 또한 IgG 1:16 이상을 기준으로 혈청 반응은 51명(6.7%), IgM을 기준으로 항체 반응은 33명(4.3%)이었으며, IgG와 IgM 모두 반응인 사람은 8명으로 확인되어, 총 항체 반응자는 76명으로 혈청 반응률은 10.0%로 나타났다(Table 1).
발진열의 항체가 분포는 쯔쯔가무시증 확인 진단 기준으로 평가하였을 때, IgG 1:256 이상은 15명(2.0%), IgM 1:16 이상은 16명(2.1%)이었으며(Figure 3), IgG와 IgM 모두 양성인 경우는 3명으로 확인되었고 총 혈청 양성자는 28명으로 혈청 양성률은 3.7%로 나타났다. 또한 IgG 항체 반응은 59명(7.7%), IgM을 기준으로 항체 반응은 16명(2.1%)이었으며, IgG와 IgM 모두 반응인 사람은 7명으로 확인되어, 총 항체 반응자는 68명으로 혈청반응률은 8.9%로 나타났다(Table 1).
성별 쯔쯔가무시증의 IgG 항체 양성률은 남성이 0.5%(3/583), 여성은 1.6%(3/180)로 조사되었고, IgG 항체 반응률은 남성이 6.2%(36/583), 여성이 8.3%(15/180)로 나타났다(P = .311). 또한 IgM 항체 양성률은 남성이 4.6%(27/583), 여성 3.3%(6/180)이며(P = .454), 유의한 차이는 없었다(Table 2). 발진열에서는 IgG 항체 양성률은 남성 2.4%(14/583), 여성 0.6%(1/180)(P = .119), 항체 반응률은 남성이 8.7%(51/583), 여성이 4.4%(8/180)(P = .059)로 나타났으며 IgM 항체 양성률은 남성이 2.1%(12/583), 여성이 2.2%(4/180)(P = .893)이며 성별 항체가 분포는 통계적인 유의성은 보이지 않았다(Table 3).
연령별 항체가 분포는 쯔쯔가무시증 항체 양성률이 50세 이상에서 가장 높은 6.5%(16/247), 30∼49세가 4.5%(18/398)로 나타났으며, 29세 이하는 2.5%(3/118)로 조사되었다(P = .090). 또한 항체 반응률은 50세 이상이 15.0%(37/247), 30∼49세 8.3%(33/398), 30세 미만이 5.1%(6/118)로 연령 증가에 따라 통계적으로 유의하게 증가하는 것으로 나타났다(P = .001). 발진열의 항체 양성률은 50세 이상에서 7.7%(19/247), 30∼49세가 2.3%(9/398)로 나타났으며 29세 이하는 양성이 없었다. 항체 반응률에서는 50세 이상이 19.4%(48/247), 30∼49세가 4.8%(19/398), 29세 이하가 0.8%(1/118)이며(P < 0.001) 연령이 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 보였으며, 50세 이상에서 IgG, IgM 항체가 분포 또한 높게 나온 것은 작업 빈도에 따라 쯔쯔가무시증 노출 위험성이 있다고 유추된다(Table 1).
또한 수집된 검체 중 4건이 쯔쯔가무시증과 발진열에 동시 감염된 것으로 확인되어 전체 0.5%를 차지하였다. 



  맺는 말


야외 작업이 많아 감염병 매개체와의 접촉 빈도가 높은 국립공원 종사자를 대상으로 쯔쯔가무시증 및 발진열에 관한 감염 실태조사가 처음으로 수행되었다. 이 연구를 통하여 쯔쯔가무시증, 발진열에 대한 항체 보유 현황을 파악하여 감염 위험도를 평가하고 제한된 직업군에 대한 질병관리에 필요한 자료를 수집하고자 하였다. 표본추출법에 따른 검체의 수집이 이루어지지 않아 제한점을 가지고 있으나 작업 지역별, 연령별 항체가를 일부 추정할 수 있었다. 2007-2009년까지 수행한 쯔쯔가무시증 주민 항체가 조사에서 다발생 지역인 화성, 예산, 합천은 IgG 1:256 이상 혈청 양성률이 각각 3.4%, 4.5%, 9.7%로 높았으나 발생이 낮은 태백은 0.2%로 큰 차이를 보였고[9, 10, 11], 또한 중국 연변의 6개 도시의 쯔쯔가무시증 주민 항체가를 조사한 결과, 비교적 임업 종사자가 높은 용정시가 혈청 양성률 3.6%, 혈청 반응률이 19.9%로 확인되었다[12]. 이를 바탕으로 지난 임업 종사자에 대한 조사에서 국유림 종사자는 강원도의 경우 혈청 유병률과 혈청 반응률이 각각 3.3%와 8.4%로 일반 주민에 비해서는 높은 것으로 나타났으며 이번 국립공원 종사자의 경우 강원, 경기 지역은 혈청 유병률 6.3%, 혈청 반응률 13.8%로 조사되었다. 이러한 결과들을 볼 때, 무엇보다도 지역별로 쯔쯔가무시증을 매개하는 털진드기 서식 여부 및 밀도와 더불어 야외활동이 많은 특정 직업군의 노출 빈도에 따라 혈청 양성률과 혈청 반응률이 크게 영향을 받은 것으로 생각된다.
한편 발진열의 국내 발생은 2013년 19건, 2014년 9건, 2015년 15건, 2016년 18건으로 비교적 발생건수가 낮은데 이는 병원체 특성상 가벼운 증상으로 초기 진단이 힘들며 자연치유가 가능하기 때문이라고 유추된다. 하지만 이번 조사에서 국립공원 종사자들의 혈청 유병률은 3.0% 이었고 혈청 반응률은 8.9%로 쯔쯔가무시증의 혈청 유병률과 유사하게 나타나 전파 매개체인 쥐벼룩에 노출이 많은 것으로 생각된다.
이 조사는 임업 종사자인 국립공원 종사자를 대상으로 매개체 전파 감염병인 쯔쯔가무시증, 발진열 관련 조사를 최초로 시행하였다는 점에서 의미가 있다. 이 조사를 통하여 작업 지역과 감염 현황을 파악할 수 있었으며, 앞으로 시계열적인 분석을 할 수 있는 기초 자료로 이용할 수 있을 것으로 예상된다. 국립공원 종사자는 매개체 전파 감염병의 고위험군임에도 불구하고 기피제를 포함한 예방을 위한 작업 습관은 매우 부족한 것으로 보이므로, 이러한 고위험군에 대한 체계적인 예방 교육 및 훈련이 보다 강화될 필요가 있다고 사료된다.

※ 이 글은 2016년 질병관리본부 용역과제인 “쯔쯔가무시증 및 라임병 고위험군에 대한 감염실태 조사(2016ER520100)” 결과 보고서를 일부 요약 정리한 내용입니다.



  참고문헌

1. Kelly DJ, Fuerst PA, Ching WM, Richards AL. Scrub typhus: the geographic distribution of phenotypic and genotypic variants of Orientia tsutsugamushi. Clin Infect Dis. 2009; 48:203-30.
2. Baek LJ, Lee WI, Song JW, Rhu SH, Chung SY, Moon SS, Park KS, Kee SH, and Song KJ. Seroprevalence and phylogenetic analysis Orientia tsutsugamushi from Apdemus peninsulae in Korea. J Bacteriol Virol. 2002;32:307-13.
3. Chu H, Park SH, Kim EJ, Hwang KJ, Shim SK, Park SD, and Park MY. Phylogenetic Clustering of 4 Prevalent Virulence Genes in Orientia tsutsugamushi Isolates from Human Patients. J Microbio. 2010;48:124-28.
4. Korea Center for Disease Control and Prevention Infectious Disease Statistics System
5. Kong WS, Shin EH, Lee HI, Hwang TS, Kim HH, Lee NY, Sung JH, Lee SG, Yoon KW. Time-spatial distribution of scrub typhus and its environmental ecology. J Korean geographical soc. 2007;42:82-95
6. Kelly DJ, Wong PW, Gan E, Lewis GE. Comparative evaluation of the indirect immunoperoxidase test for the serodiagnosis of rickettsial disease. Am J Trop Med Hyg. 1988; 38:400-6.
7. 질병관리본부. 화성시 주민의 쯔쯔가무시 항체가 조사. 주간 건강과 질병. 2008;1(22):366-8
8. 질병관리본부. 예산군 주민의 쯔쯔가무시 항체가 조사, 2008. 주간 건강과 질병. 2009;2(41):681-5
9. 질병관리본부. 2009년도 합천군 및 태백시 건강주민의 쯔쯔가무시 항체가 조사. 주간 건강과 질병. 2011;4(6):93-7
10. 질병관리본부. 중국 연변지역 6개 시 주민의 쯔쯔가무시 항체가 조사 2006-2011. 주간 건강과 질병. 2013;6(37):737-44
11. Fergie, J. E., K. Purcell, and D. Wanat. Murine typhus in South Texas children. Pediatr. Infect. Dis. J. 2000;19:535-38.
12. Baxter, J. D. The typhus group. Clin. Dermatol. 1996;14:271-8.