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1 대한수혈학회지 : 제 28 권제 3 호, 2017 The Korean Journal of Blood Transfusion Vol. 28, No. 3, , December pissn eissn Review Article 수혈전파성감염에대처하기위한혈액원의전략 신동우 1, * ㆍ김형석 1, * ㆍ김보람 1 ㆍ김태열 1 ㆍ홍윤지 1,2 ㆍ김택수 1 ㆍ박정수 1,2 ㆍ송은영 1 ㆍ박경운 1,2 ㆍ한규섭 1 서울대학교의과대학검사의학교실 1, 분당서울대학교병원진단검사의학과 2 Strategies to Prevent Transfusion-Transmitted Infection in Blood Centers Dong Woo Shin 1, *, Hyungsuk Kim 1, *, Boram Kim 1, Tae Yeul Kim 1, Yun Ji Hong 1,2, Taek Soo Kim 1, Jeong Su Park 1,2, Eun Young Song 1, Kyoung Un Park 1,2, Kyou-Sup Han 1 Department of Laboratory Medicine, Seoul National University College of Medicine 1, Seoul, Department of Laboratory Medicine, Seoul National University Bundang Hospital 2, Seongnam, Korea There has been continuous effort to prevent transfusion-transmitted infection (TTI). Strategies to prevent TTI can be divided into two components: first, determining donor eligibility, and second, managing bacterial contamination of blood products. To determine donor eligibility, medical history taking and screening tests for infectious diseases should be performed. To prevent bacterial contamination, blood collection process should be aseptic, tests for bacterial detection should be performed, and an application of pathogen reduction technology should also be considered. In this review, screening test items and methods, including nucleic acid amplification tests for determining donor eligibility, and precautions for blood collection, bacterial detection methods, and pathogen reduction technology for the prevention of bacterial contamination of blood products were discussed in detail. (Korean J Blood Transfus 2017;28: ) Key words: Transfusion-transmitted infection, Donor screening, Bacterial contamination 서론헌혈이란자신의혈액을혈액원에무상으로제공하는것이다. 헌혈을할때에는헌혈자와수혈자모두의안전을고려해야하며관련사항이혈액관리법으로규정되어있다 [1,2]. 한국혈액감 시체계내수혈안전감시 (hemovigilance) 에서는수혈관련증상을수혈전파성감염 (transfusion-transmitted infection, TTI), 수혈로인한면역성합병증 (immune complications of transfusion, ICT), 심혈관및대사성합병증 (cardiovascular and metabolic complications of transfusion, CMCT) 및미보고된질 Received on November 20, Revised on December 5, Accepted on December 5, 2017 Correspondence to: Yun Ji Hong Department of Laboratory Medicine, Seoul National University Bundang Hospital, 82 Gumi-ro 173beon-gil, Seongnam 13620, Korea Tel: , Fax: , aeiea@snu.ac.kr, ORCID: *Dong Woo Shin and Hyungsuk Kim contributed equally as co-first authors. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License ( which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Copyright C 2017 The Korean Society of Blood Transfusion

2 Korean J Blood Transfus Vol. 28, No. 3, , Dec 환의합병증 (previously unknown complication of transfusion, PUCT) 로분류하여각기관으로부터보고를받고있다. 이중수혈전파성감염은바이러스, 세균, 진균, 기생충등이헌혈혈액에서수혈받은환자로전파되는것으로, 환자에서병원균이증명되는경우를말한다 [3,4]. 수혈전파성감염의원인병원체로는 B형및 C형간염바이러스 (hepatitis B virus, HBV; hepatitis C virus, HCV), 인체면역결핍바이러스 (human immunodeficiency virus, HIV), 인체티림프영양성바이러스 (human T-cell lymphotropic virus, HTLV), 매독균, 웨스트나일바이러스 (West Nile virus, WNV), 말라리아등이있다. 이와같은수혈전파성감염의원인병원체에대한검사를헌혈자를대상으로시행하고있으나감염후부터감염의증거가나타날때까지의기간, 즉창기간 (window period) 이존재하기때문에수혈전파성감염의차단을완전히보장하지는못한다. 창기간내의헌혈혈액에의해감염이발생할확률을예측하는발생률-창기간모델 (incidence-window period model) 을통해 2009년부터 2010년까지 2년간우리나라에서수혈전파성감염의잔여위험도 (residual risk) 를계산한결과, HBV는 43,666 헌혈당 1건, HCV는 2,984,415 헌혈당 1건, HIV 는 1,356,547 헌혈당 1건이었다 [5]. 동일기간동안우리나라에서수혈전파성감염의발생률은 HBV 18.58인년 (person years), HCV 1.96인년, HIV 2.45 인년이었다 [5]. 이시기는우리나라에서 HCV, HIV 에대하여 16 24검체혼주 (minipool) 핵산증폭검사 (nucleic acid amplification test, NAT) 를시작한 2005년보다는이후시점이지만위와같이수혈전파성감염이발생하였고, 이후 2012년부터는 HBV, HCV, HIV에대하여개별검체핵산증폭검사를시작하게되었다. 한편, 헌혈자가적격하더라도혈액제제의채집및보관과정에서세균오염이발생할수있다. 성분채혈혈소판제제약 6,000단위당 1단위에서배양양성이며, 세균오염된혈액제제가검사에서검출되지않아수혈에사용된경우환자에게감염을일으킬수있다 [6]. 수혈전 Fig. 1. Strategies for the prevention of transfusion-transmitted infection. First, donor should be eligible for blood donation. General condition of donor can be investigated via history taking, measurement of body temperature, and so on. Screening tests for infectious disease should be performed. Second, bacterial contamination of blood components can be managed by skin disinfection, first aliquot diversion, pretransfusion detection of bacteria, and pathogen reduction technology. Diverted first aliquot can be used as a sample for immunohematologic tests and screening tests for infectious diseases (dotted arrow)

3 신동우외 : 수혈전파성감염 파성감염을예방하기위해지속적인노력이이루어지고있으나아직해결해야할과제가남아있다. 수혈전파성감염에대처하는전략으로는, 헌혈자의적격여부를선별검사등을통해확인하는것과혈액제제의세균오염을예방하기위한조치가있다 (Fig. 1). 본종설에서는헌혈적격여부를판정하기위한검사및혈액제제의세균오염을예방하는방법을상세히알아보고자한다. 본론 1. 헌혈적격판정헌혈대상자는먼저문진및진찰을통해감염성질환이의심되는지확인하는과정을거친다. 혈액관리법시행규칙제6조 ( 헌혈자의건강진단등 ) 에따라헌혈자로부터채혈을실시하기전에문진을해야하며, 맥박, 혈압, 체중등을측정해야한다 [2]. 특히체온을측정하여발열이있는지확인해야한다. 감염성질환을배제하기위해설사, 인후통등의증상이있는지문진을통해확인해야한다. 발치등의치과진료후에는무증상균혈증이있을수있기때문에, 시술종류및출혈여부에따라일정기간헌혈을제한하고있다 [7]. 경한만성골수염, 게실증 (diverticulosis), 대장암등도혈소판제제의세균오염과관련이있다고알려져있다 [8]. 문진및진찰이후에는감염성질환에대한선별검사를통해헌혈적격여부를결정하게된다. 1) 헌혈자검사항목몇몇국가에서시행하고있는헌혈자검사항목을국내와비교정리하면다음과같다 (Table 1). 우리나라에서는혈액관리법시행규칙제2조별표 1에 부적격혈액의범위및혈액 혈액제제의 적격여부판정기준 이명시되어있다 [2]. 일본에서는혈액제제관련법으로 안전한혈액제제의안전공급의확보등에관한법률, 의약품, 의료기기등의품질, 유효성및안전성의확보등에관한법률 이있으며, 구체적인헌혈자검사항목은일본적십자사에서다루고있다 [9]. 미국에서는 Food and Drug Administration (FDA) 에따라미국혈액은행협회 (American Association of Blood Banks, AABB) 에서표준을제시하고있다 [6]. 영국에서는 Joint United Kingdom Blood Transfusion and Tissue Transplantation Services Professional Advisory Committee (JPAC) 에서수혈서비스의가이드라인 (Guidelines for the Blood Transfusion Services in the United Kingdom) 문헌을출판하여권고사항을제시하고있다 [10]. 우리나라, 일본, 미국, 영국모두공통적으로 HBV, HCV, HIV, HTLV 및매독에대하여검사하고있다. 차이점으로는우리나라에서는 HIV-1/2 두가지주 (strain) 에대해명시되어있지않고일본에서는 anti- HTLV-II 검사가명시되어있지않다는점, 우리나라에서 anti-hbc 검사를시행하고있지않은점등이있다. 또한북미에서계절에따라유행하는 WNV, 멕시코및중남미가풍토지역인 Trypanosoma cruzi는우리나라, 일본에서는검사하지않고미국, 영국에서는검사하고있다. NAT 시행에있어서도차이점이있다. 우리나라에서는 2005년 2월부터 HCV 및 HIV에대하여 16 24검체혼주 (minipool) NAT 시행이시작되었다. 검체혼주 NAT는비용효과적이라는장점이있지만, 바이러스가낮은농도로존재하는경우음성검체들로인해희석되어민감도가낮아질수있고, 혼주검사에서양성인경우개별검체로검사를다시시행해야하며, 개별검체의결과를확인하기전까지는해당혈액제제들모두사용을연기해야한다는단점이있다 [11]. 우리나라에서

4 Korean J Blood Transfus Vol. 28, No. 3, , Dec Table 1. Donor screening tests for infectious diseases in several countries Infectious agents (year) Korea (2017) Japan (2017) United States (2017) United Kingdom* (2016) HBV HBsAg HBsAg HBsAg HBsAg NAT Anti-HBc Total (IgM and IgG) anti-hbc Anti-HBc (+anti-hbs) Anti-HBs NAT NAT NAT HCV Anti-HCV Anti-HCV Anti-HCV IgG Anti-HCV NAT NAT NAT NAT HIV Anti-HIV Anti-HIV-1 Anti-HIV-1 IgM and IgG Anti-HIV-1/2 or NAT Anti-HIV-2 Anti-HIV-2 IgM and IgG HIV-1/2 Ag/Ab NAT NAT (HIV-1) NAT HTLV Anti-HTLV-I Anti-HTLV-I Anti-HTLV-I IgG Anti-HTLV-I Anti-HTLV-II Anti-HTLV-II IgG Anti-HTLV-II Syphilis Antibody Antibody IgG or IgG+IgM to Anti-treponemal Ab Treponema pallidum, or Nontreponemal serologic test Others Anti-malaria antibody Human parvovirus WNV NAT WNV NAT** B19 antigen IgG to Trypanosoma cruzi Anti-Trypanosoma cruzi ZIKV NAT Anti-P. falciparum/vivax HEV NAT Reference Enforcement rules of theblood management act [2] Anti-HCMV JRCS [9] FDA, AABB [6] JPAC [10] *In United Kingdom, HBsAg, anti-hcv, HCV NAT, anti-hiv-1/2 or HIV-1/2 Ag/Ab, and anti-treponemal Ab are mandatory tests. Other tests are additional tests performed when specifically identifiable risk is present; Donations with reactive anti-hbc and anti-hbs >100 miu/ml are considered suitable; In United States, HBV, HCV, and HIV NAT is usually performed on minipools of 6 16 donor samples; In United Kingdom, HCV NAT is mandatory but HBV and HIV NATs are not mandatory. But these 3 viruses are screened by triplex NAT assays. HIV NAT is mandated within Scotland; In United Kingdom, anti-htlv-i/ii screening is only required for previously untested donors and blood units for use to prepare non-leukodepleted products; In Korea, although it is not described in enforcement rules of the blood management act, anti-malaria antibody test is performed for blood units collected at blood centers in malaria endemic area; **In United Kingdom, WNV NAT is performed on minipools of a maximum of 16 donor samples; In United Kingdom, HEV NAT is performed on minipools of a maximum of 24 donor samples. Abbreviations: HBV, hepatitis B virus; Ag, antigen; NAT, nucleic acid amplification test; HCV, hepatitis C virus; HIV, human immunodeficiency virus; Ab, antibody; HTLV, human T-cell lymphotropic virus; WNV, West Nile virus; ZIKV, Zika virus; HEV, hepatitis E virus; HCMV, human cytomegalovirus; JRCS, Japanese Red Cross Society; FDA, Food and Drug Administration; AABB, Americal Association of Blood Banks; JPAC, Joint United Kingdom Blood Transfusion and Tissue Transplantation Services Professional Advisory Committee

5 신동우외 : 수혈전파성감염 는 2012년 6월부터는개별검체를대상으로 HCV, HIV와더불어 HBV NAT를시행하고있으며, 개별검체를대상으로 NAT를시행한이후창기간은 HBV 약 15일, HCV 약 4일, HIV 약 5일로단축된것으로추정된다 [12]. 일본에서는 NAT를 1999년부터 500검체혼주검사로시작하였고, 점차 50검체, 20검체로줄여나가 2014년부터개별검체로 NAT를시행하고있다 [9]. 미국에서는일반적으로 6 16검체혼주 NAT를시행하고있다 [6]. 영국에서는 HBV, HCV 및 HIV triplex NAT assay를사용하고있기때문에세가지바이러스에대하여선별검사가되고있지만, 의무적으로시행하도록되어있는것은 HCV NAT이며, 최대 48검체혼주 NAT 검사를시행하고있다 [10]. 일본에서선별검사를하고있는사람파보바이러스 (human parvovirus) B19는외피가없는 (nonenveloped) DNA 바이러스로, 지질외피 (lipid-enveloped) 바이러스인 HBV, HCV 및 HIV와달리혈장분획제제제조과정에서유기용제 / 계면활성제 (solvent/detergent, SD) 불활화처리에저항성이있어혈장분획제제에남아있을수있다 [6,9]. E형간염바이러스 (hepatitis E virus, HEV) 또한외피가없는 RNA 바이러스로 SD 처리에저항성이있다. HEV는일반적으로는자가치유 (self-limited) 되지만면역저하자나만성간질환환자에서는전격성간염으로발전할수있다. HEV는 4가지유전형이알려져있는데, 유전형 1과 2는일반적으로개발이덜된열대지역에서수인성 (water-borne) 및분변-경구감염과관련이있으며유전형 3과 4는주로조리가잘못된돼지고기등에의해감염된다고알려져있다. 수혈로인한전파는주로유전형 3이보고되고있고, 혈장에존재하는 HEV RNA 와관련이있다. 잉글랜드에서수행된대규모연구에의하면, 225,000단위의혈액에서 HEV NAT 검사를했을때 79단위에서양성이었고, 그중 43 단위의수혈자를추적할수있었고그중 18명 (42%) 에서 HEV 감염의증거를확인할수있었다고한다 [13]. 헌혈자에서 HEV NAT는영국을포함한유럽의일부국가및일본의일부지역에서시행하고있으며, 그외국가에서는평가중이다 [6]. 말라리아관련검사는혈액관리법시행규칙에명시되어있지않으나, 2000년 10월부터서울, 경기, 인천, 강원등말라리아위험지역소재의혈액원에서채혈된헌혈혈액에대해서말라리아항체검사를시행하고있으며, 영국에서도일부시행하고있다 [2,10,12,14]. 말라리아는적혈구제제뿐만아니라혈소판제제, 백혈구제제, 동결침전제제수혈로도전파될수있으며신선동결혈장이나혈장분획제제에의해서는전파되지않는것으로알려져있다 [12]. 우리나라에서는헌혈자문진시국내및국외말라리아관련지역에대한안내문을활용하고있는데, 지역및체류기간에따라 1년에서 3년간전혈헌혈및혈소판성분헌혈을할수없으며, 혈장성분헌혈만가능하다 [7]. 한편, 질병관리본부감염병감시연보에따르면, 우리나라에서말라리아는 2007년이후로꾸준히감소추세이고 2016년에도전년대비감소 (2015년 699명, 2016년 673명 ) 하였다 [15]. 2001년부터 14년간의헌혈혈액에대해말라리아항체검사를시행한결과, 0.30% 에서양성이었으나실제말라리아에감염된사례는없었으며, 따라서이검사는민감도및특이도가낮고비용효과적이지못하다는연구결과가있다 [14]. 따라서향후에는말라리아항체검사의중단혹은고위험군을대상으로민감도와특이도가높은분자유전검사의도입을고려해야할것이다. 2016년부터미국에서헌혈자를대상으로검사하기시작한지카바이러스 (Zika virus, ZIKV) 는 2007년미크로네시아에서처음으로집단발생 (outbreak) 한이후 2013년프렌치폴리네시아에서, 2015년브

6 Korean J Blood Transfus Vol. 28, No. 3, , Dec 라질과푸에르토리코에서발생하며 2016년에는 61개국가및지역에서활성전염 (active transmission) 이보고되어세계적으로경각심을일으켰다. 미국 FDA에서는 2016년 2월문진을통해 ZIKV 위험지역에방문했거나 ZIKV 관련증상이있는경우 28일간헌혈을연기하도록권고하였고, 2016 년 8월에는개별검체로 ZIKV NAT를시행하거나승인된병원체불활화기술 (pathogen reduction technology, PRT) 을사용할것을권고하였다. 현재 Roche Molecular System과 Grifols 두회사의 NAT 검사가 investigational new drug (IND) 검사로사용되고있다 [6]. 한편신종감염병 (emerging infectious disease, EID) 의경우헌혈자선별검사에서검출되지않아수혈로전파될위험이있다. 이에대한기본적인대책으로헌혈자문진에서최근 1개월이내에외국여행을한경우헌혈을금지하고있다 [7]. AABB 에서는신종감염병에대한 Fact Sheet를발행하여각각의병원체로인한수혈전파성감염을예방하기위한헌혈보류기간등을권고하고있다 [16]. 우리나라에서는중동호흡기증후군코로나바이러스 (Middle east respiratory syndrome-corona virus, MERS-CoV) 가 2015년 5월중동지역에서국내로유입되어확산되며사회적문제가되었다. 이와같이신종감염병이창궐한경우에원활하게대처하기위해서는혈액안전대책을마련해야한다. 우리나라에서는 MERS- CoV 전파보고지역거주자의경우증상이없더라도 14일간헌혈을보류하도록하고증상이있거나감염이의심되는경우완치후 28일동안헌혈을보류하도록권고하고있다 [17]. 2) 혈청학적검사항원또는항체를검출하는데에는혈청학적방법이사용되며, 헌혈자검사항목중에는 HBsAg, anti-hcv, anti-hiv, anti-htlv-i/ii 등이있다. 혈 액관리법시행규칙에따르면위항목은효소면역측정법또는이와동등하거나그이상의감도의방법으로검사하도록되어있다 [2]. 일반적으로헌혈자한명당검사를 1회시행한다. 시약제조사의권고에따라차이가있을수있으나, 일반적으로첫검사결과가비반응성 (nonreactive) 인경우음성으로판독하고감염의증거가없다고판단한다. 만약첫검사결과반응성 (reactive) 인경우 (initially reactive), 일반적으로같은검체로 2번재검을시행한다. 2번의재검결과가모두비반응성인경우에는최종적으로음성으로판독하고해당혈액단위를사용할수있다. 두번의재검결과중하나이상이반응성인경우 (repeatedly reactive), 해당혈액단위는동종수혈에사용할수없다 [6]. 헌혈자선별검사로시행하는감염성질환검사에는거의모든감염을검출하고위음성을최소화할수있도록민감도가매우높은검사방법을사용해야한다. 그러나민감도를높이면위양성률또한높아지는경향이있다. 헌혈자는문진을통해각종감염성질환의이환여부를미리확인하므로, 반복적으로반응성결과가나와도실제감염이있다고단정지을수없다. 실제감염이존재하는지혹은위양성인지결정하기위해서는추가적으로보다특이적인검사방법이필요하다. 미국 FDA에서는선별검사에서반복적으로양성인경우가능하면추가검사나확진검사를시행하도록하고있다. 우리나라혈액원표준업무안내서에서도각감염성질환의확진을위한업무절차를갖출것을권장하고있다 [6,18]. 3) 핵산증폭검사 (nucleic acid amplification test, NAT) 핵산증폭검사는감염후부터감염의증거가나타날때까지의기간, 즉창기간을단축시키기위해시작되었다. 혈액관리법시행규칙에따르면

7 신동우외 : 수혈전파성감염 HBV, HCV, HIV에대한혈청학적검사뿐아니라 NAT도검사항목으로포함되어있으며 [2], HBV, HCV, HIV NAT를직접실시하지않는혈액원은외부에검사를의뢰하도록혈액관리업무심사평가규정에명시되어있다 [19]. 현재까지헌혈자선별검사를목적으로사용할수있도록 FDA 승인된 NAT system을표로정리하였다 (Table 2) [20]. HBV, HCV, HIV를동시에검사할수있는다중 (multiplex) 핵산증폭검사가 FDA 승인되어세계적으로사용되고있다. 대표적으로전사매개증폭법 (transcription-mediated amplification, TMA) 을기본원리로하는 Procleix Ultrio Assay (Gen-Probe, San Diego, CA, USA; in collaboration with Novartis Vaccines and Diagnostics, Emeryville, CA, USA), 와, 중합효소연쇄반응 (polymerase chain reaction, PCR) 을기본원리로하는 Cobas TaqScreen MPX Test (Roche Molecular Systems, Pleasanton, CA, USA) 가있다. 두회사모두완전히자동화된플랫폼 (Procleix Tigris system; Cobas s201 system) 을제공한다 [11,20-22]. 우리나라에서는 2012년 6월부터개별검체 HBV, HCV 및 HIV NAT를도입한이후대한적십자사중앙, 중부및남부혈액검사센터에서 Procleix Ultrio Plus Assay를 Procleix Tigris system에적용하여검사하고있다. HBV, Table 2. Nucleic acid amplification test assays for donor screening approved by Food and Drug Administration [20] Infectious agent Tradename Format Manufacturer Approved date (year) HBV UltraQual HBV PCR Assay PCR National Genetics Institute, Los Angeles 2011 COBAS AmpliScreen HBV Test PCR Roche Molecular Systems, Inc. Pleasanton 2005 HCV Hepatitis C Virus RT PCR Assay PCR BioLife Plasma Services, L.P., Deerfield 2007 UltraQual HCV RT PCR Assay PCR National Genetics Institute, Los Angeles 2001 COBAS AmpliScreen HCV Test, PCR Roche Molecular Systems, Inc. Pleasanton 2002 ver 2.0 HIV-1 Human Immunodeficiency Virus, PCR BioLife Plasma Services, L.P., Deerfield 2007 Type 1 RT PCR Assay UltraQual HIV-1 RT-PCR Assay PCR National Genetics Institute, Los Angeles 2001 COBAS AmpliScreen HIV-1 Test, PCR Roche Molecular Systems, Inc. Pleasanton 2002 ver 1.5 WNV Procleix West Nile Virus (WNV) TMA Gen-Probe, Inc., San Diego 2005 Assay COBAS TaqScreen West Nile Virus PCR Roche Molecular Systems, Inc. Pleasanton 2007 Test Multiplex COBAS TaqScreen MPX Test PCR Roche Molecular Systems, Inc. Pleasanton 2008 HBV, HCV, HIV-1, HIV-2 COBAS TaqScreen MPX Test version 2.0 PCR Roche Molecular Systems, Inc. Pleasanton 2014 Multiplex HBV, HCV, HIV-1 Procleix Ultrio Assay TMA Gen-Probe, Inc., San Diego 2006 Procleix Ultrio Plus Assay TMA Gen-Probe, Inc., San Diego 2012 Abbreviations: PCR, polymerase chain reaction; RT, reverse transcription; TMA, transcription-mediated amplification. For other abbreviations, see Table

8 Korean J Blood Transfus Vol. 28, No. 3, , Dec HCV 및 HIV를동시에검사하는 multiplex 검사이므로, 결과가반응성인경우각각의바이러스에대한구별시약 (discriminatory probe reagent) 으로검사해야한다. Procleix Ultrio Assay의검사과정은검체준비 (sample preparation), TMA를통한대상증폭, hybridization protection assay (HPA) 를통한증폭산물 (amplicon) 검출의 3단계로진행된다. 검체준비단계에서는대상포획 (target capture) 을통해검체로부터바이러스 RNA/DNA를분리해낸다. 대상부위를포획하기위해, HBV DNA, HCV RNA, HIV-1 RNA의고도보존부위 (highly conserved region) 에상동인 (homologous) oligonucleotide를사용한다. 검체에대상부위가존재하는경우중합 (hybridization) 이일어나고이는자성미세입자 (magnetic microparticle) 에포획되며자기장에의해분리된다. TMA를통한대상증폭단계에서는 Moloney Murine Leukemia virus (MMLV) 역전사효소와 T7 RNA 중합효소가사용된다. MMLV 역전사효소는 T7 RNA 중합효소의프로모터염기서열을포함하는 cdna를생성한다. T7 RNA 중합효소는전사과정을통해 cdna 주형으로부터수많은 RNA 증폭산물을생성한다. HPA를통한검출단계에서는 acridinum ester (AE) 로화학발광표지된단일가닥핵산프로브가사용된다. 이프로브는증폭산물에상보적이며특이적으로중합한다. 선택시약 (selection reagent) 은중합되지않은프로브의 AE 표지를불활성화시켜중합된프로브와중합되지않은프로브를감별할수있게해준다. 중합된프로브에서생성된화학발광신호는발광측정기 (luminometer) 로측정되고상대발광단위 (Relative Light Units, RLU) 로보고된다 [11,21,23]. Cobas TaqScreen MPX Test의검사과정도검체준비, 증폭, 검출의 3단계로유사하게진행된다. 검체준비단계에서는, 음전하를띄는핵산을자성입자에결합시켜분리해낸다. 증폭단계에서는재조합효소인 Z05 DNA 중합효소를사용한다. 이효소는망간이존재할경우역전사효소및 DNA 중합효소활성을모두띄게된다. 역전사효소활성으로 HCV RNA, HIV RNA로부터 cdna 를생성한다. 이 cdna와 HBV DNA는 PCR을통해증폭된다. 검출은증폭과동시에이루어진다. 대상염기서열에특이적인프로브를사용한다. 이프로브는 5 말단은 reporter dye로, 3 말단은 quencher dye로표지되어있다. Reporter dye 형광은 quencher dye와가까이존재할경우억제된다. Primer extension 과정중에, 대상 DNA에상보적으로중합된프로브는 Z05 DNA 중합효소의 5 to 3 exonuclease 활성에의해끊어지고 quencher 에의한 reporter 형광억제가해소되면서형광이발생한다. 이형광을장비에서탐지하여보고한다 [11,22]. Procleix Ultrio Assay와 Cobas TaqScreen MPX Test의차이점을요약하면다음과같다 (Table 3). 증폭방법이 Procleix Ultrio Assay는 TMA, Cobas TaqScreen MPX Test는 PCR이라는점이큰차이점이며, 검출할수있는 genotype에도차이가있다. 두장비모두 HBV, HCV 및 HIV 중어느하나라도검출되면양성 (reactive) 으로보고되기때문에, 각각의바이러스에대한구별검사 (discriminatory testing) 를별도의시약을사용하여시행해야한다. MPX Test version 2.0의경우 HBV, HCV 및 HIV 각각의바이러스에대하여결과가보고되므로각각의바이러스검사를별도로필요로하지않는다 [11,21-24]. 4) 헌혈유보군혈액관리법시행규칙에따라채혈금지대상자가결정되며, 이대상자는일시적또는영구적으로헌혈을보류해야하는헌혈유보군 (donor deferral

9 신동우외 : 수혈전파성감염 Table 3. Comparison of two world-wide nucleic acid amplification test assays Procleix Ultrio Plus Assay Cobas TaqScreen MPX Test Platform Procleix Tigris system Cobas s201 system Pooling Up to 16 Up to 96 Target selection During specimen preparation During amplification Amplification Transcription mediated amplification (TMA) Polymerase chain reaction (PCR) Enzyme MMLV reverse transcriptase Z05 DNA polymerase T7 RNA polymerase Labelling Acridium ester Reporter dye Quencher dye Temperature Nearly isothermal Thermal cycling in PCR Template RNA DNA Detectable genotypes HBV A G A H HCV 1 6* 1a, 1b, 2, 2a, 2a/c, 2b, 3a, 3a/b, 4, 4a, 4b/c, 4h, 5, 5a, 6, 6a HIV HIV-1 group M (subtypes A-H), N, O* HIV-1 group M (subtypes A, AE, AG, B-H, J), group N, group O HIV-2 (subtypes A, A/B, B) Result reporting Reactive Reactive Discriminatory testing is necessary. Discriminatory testing is necessary. *Procleix Ultrio Elite claims to additionally detect HIV-2, HBV genotype H; Cobas TaqScreen MPX version 2.0 claims to additionally detect HIV-1 group M (subtypes B/D, G/BG), HCV genotypes 4c, 4acd, 4d, 4p, 4q, 6a/b, 6c; Cobas TaqScreen MPX version 2.0 reports detection of individual viruses so individual virus detection assays are not necessary. registry, DDR) 에등록되어관리된다. 일시유보군에는 HBV 관련일시유보군 (HBV NAT 양성자, HBsAg 양성자, 과거 B형병력자로안전성검사가의뢰된자 ), HCV 관련일시유보군 (HCV NAT 양성자, HCV 면역블롯검사 (RIBA) 양성자및미결정자 ), HIV 관련일시유보군 (HIV-1 NAT 양성자, anti-hiv-1/2 양성자 ), HTLV 관련일시유보군 (anti-htlv-i/ii 1회양성자 ), 말라리아관련일시유보군 ( 말라리아병력자 ) 이있다. 영구유보군은 HIV 확인검사기관에서확인검사양성및미결정자, 질병관리본부로부터과거헌혈경력조회가의뢰되어전산 (blood Information Management System, BIMS) 으로등록된 HIV 감염자, HTLV 확 인검사양성자, 변형크로이츠펠트-야콥병위험인자보유자가있다 [2,18]. 선별검사결과부적격자에대한안전성검사및채혈금지대상에서해제하는판정기준또한혈액관리법시행규칙에제시되어있다. B형간염선별검사결과부적격인경우, HBsAg, anti-hbc, HBV NAT를시행하여모두음성인경우에는채혈금지대상에서해제가능하다. Anti-HBc가양성인경우에는완치후 6개월경과, HBsAg 음성, HBV NAT 음성, anti-hbs 100 miu/ml 이상인경우채혈금지대상에서해제할수있다. 그외부적격요인중 C형간염은 anti-hcv, 면역블롯검사 (recombinant Immunoblot assay, RIBA), HCV NAT

10 Korean J Blood Transfus Vol. 28, No. 3, , Dec 모두음성, HTLV 감염증은 anti-htlv-i/ii 음성, 후천성면역결핍증은 anti-hiv, Western blot, HIV NAT 모두음성인경우채혈금지대상에서해제할수있다 [2]. 2. 혈액제제의세균오염예방혈액제제가세균에오염되면수혈자에게감염을일으킬수있다. 세균오염의근원은헌혈자의피부일수도있고무증상균혈증헌혈자로부터세균이유래될수도있다. 채집된직후의혈액제제안의세균농도는수혈자에게증상을일으키기에는매우낮으며검출하기도어렵다. 그러나혈액제제보관기간동안세균이증식할수있고특히혈소판제제는실온에서보관하므로더욱그렇다. 세균은냉장된적혈구제제에서는증식정도가낮고패혈증을일으키는것은매우드물다고알려져있다 [6]. 혈액제제의세균오염을예방하고관리하기위한방안으로는피부소독, 채혈시첫 ml는채집하지않고우회시키는것, 수혈되기전에세균을검출하는것, 병원체불활화기술을적용하는방법등이있다 (Fig. 1). 혈액제제의세균오염을예방하는것은헌혈자로부터채혈하는과정에서부터시작된다. 채혈시에는헌혈자의피부정상균무리가오염되지않도록충분히소독을하는등정확한술기가요구된다. 먼저채혈할부위를알코올솜 (70% isopropyl alcohol 또는 ethyl alcohol) 으로강하게닦아내어피부표면의기름기나오염을제거하고마르기를기다린다. 이후소독제 (1 2% 요오드팅크제, 10% 베타딘, 2% chlorhexidine gluconate 등 ) 로채취부위의중앙부터바깥쪽으로동심원을그리면서닦아내고 1 2 분간완전히마르기를기다려야한다. 채혈할때에는멸균장갑을착용하여야한다. 피부정상균무리의오염을최소화하기위해헌혈혈액채혈 시첫 ml 가량은채집하지않고혈액백의검체용구획으로우회시키는과정이필요하다. 이검체는혈액형검사, 감염성질환의선별검사등에사용할수있다 [6,10]. 채혈자의술기능력에대한주기적인점검및교육이필요하다 [10,25]. 위와같은조치는채혈시혈액제제의세균오염을최소화하기위한것이고, 제조된혈액제제가세균에오염되어있는지검사하는과정도필요하다. 혈액제제에서세균을검출하는검사방법에는여러가지가있지만, 채집한직후의낮은농도의세균을검출하기는어렵다. 미국에서는성분채집혈소판제제의세균오염여부를검사하기위해배양 (culture-based system) 을가장흔히사용하는데, 검사전에보관시간이 24시간이상경과된것을검체로하여한개이상의배양병에접종한다 [6,26]. 배양병의고무뚜껑은멸균상태가아니므로접종전에알코올솜으로닦아야한다. 포비돈-요오드로닦으면고무부식, 위양성및위음성을일으킬수있으므로권장하지않는다 [27]. 약 12 24시간동안배양후음성인경우출고하되, 배양은해당혈액제제의유효기한까지지속한다. 만약혈액제제가출고된이후배양양성으로확인되면, 혈액원은해당단위를되찾도록시도해야한다. 만약아직수혈되지않은경우에는배양검사를다시시행하는것이도움이된다. 혈액제제의첫배양검사에서양성결과가나온원인중약 2/3는혈액제제자체의오염이아닌배양병의오염이나배양시스템의위양성신호때문이라는보고가있다. 배양결과양성인모든경우에는원인미생물을동정해야한다. 피부상재균의오염이아닌진양성결과로판단되는경우헌혈자에게알리고의학적조치를받도록권고할필요가있다 [6,26]. 혈소판제제의세균오염을검출하는방법으로육안으로관찰하는방법, glucose 또는 ph가낮은

11 신동우외 : 수혈전파성감염 지측정하는방법등이있으나민감도및특이도가낮다 [6]. 현재유럽및북미등에서는 BacT/ALERT 3D system (biomerieux, Marcy l Etoile, France) 과 Pall enhanced Bacterial Detection System (ebds, Pall Corporation, New York, USA) 이사용되고있다. BacT/ALERT system은세균의대사활동에의해 ph가감소하면호기성및혐기성액체배양병바닥의색깔이초록색에서노란색으로변하는것을비색감지기 (colorimetric sensor) 로탐지한다. 혈소판제제 8 10 ml를배양병에접종하고 36 o C에서 1 7 일간배양한다. 이시스템으로 1 10 CFU/mL 이상의농도로존재하는대부분의혈소판제제오염균을검출할수있다. 이시스템은민감도가높지만위음성증례가보고되고있어위음성을완전히배제할수는없다. 위음성을감소시키기위해서검체량을충분히하고저장 3 4일째에다시검사하는방법이있고, 병원체불활화기술의사용을고려할수있다 [8]. Pall enhanced Bacterial Detection System (ebds) 은세균성장에따른산소농도의감소를지표로사용한다. 배양백 (incubation bag) 에혈소판제제 4 6 ml를넣고 24 30시간배양후산소농도를측정한다. 산소농도가 19.5% 이하인경우세균이자랐음을의미한다. 이시스템은 CFU/mL 농도이상의그람양성및음성호기성세균을검출할수있으며민감도는 96.5% 로알려져있다 [8]. 세균오염이있는혈소판제제는보관하는동안세균농도가 CFU/mL으로상승하기때문에, 수혈시점에임박하여시행하는검사는민감도는다소낮더라도신속한검사여야한다. 혈소판제제보관후기에시행할수있도록 FDA 승인된신속검사 (rapid bacterial detection device) 로는 Pan Genera Detection (PGD) immunoassay (Verax Biomedical, Marlborough, MA, USA) 와 BacTx colorimetric assay (Immunetics, Boston, MA, USA) 가있다. PGD는그람양성균및그람음성균의세포표현에존재하는보존된항원인 lipoteichoic acid (LTA) 와 lipopolysaccharide (LPS) 를특이적인항체를이용하여검출한다. 필요한검체량은 500 L이고검사시간은약 30분소요된다 [26,28]. 미국에서는 FDA 권고사항 [26] 에따라혈소판제제에대해위와같이세균오염을검출하기위한검사를시행하고있다. 우리나라에서는 생물학적제제기준및시험방법 ( 식품의약품안전처고시제 호, , 일부개정 ) 에따라혈소판제제뿐아니라대부분의혈액제제에대하여 무균시험법 을시행하고있다 [29]. 이는품질관리목적으로혈액제제종류에따라 200단위당 1회또는 500단위당 1회검사하는것으로, 세균오염을검출하기위해혈소판제제모든단위에대해서검사하는미국 FDA 권고사항과는차이가있다. 현재일부혈액원및병원에서혈소판제제에대한신속검사방법을도입하고있으며, 체계적인시행을위해검토가필요할것이다. 병원체불활화기술 (pathogen reduction technique, PRT) 은혈액제제내의세균, 바이러스, 기생충및잔여백혈구를불활화하거나감소시키는기술로채집후가능하면일찍시행해야한다. 혈소판제제의 PRT로는소랄렌 (psoralen) 기반시스템, 리보플라빈 (Riboflavin, vitamin B2) 기반시스템, 자외선 C (UVC) 단독사용의 3가지기술이알려져있다. 현재 psoralen/uv irradiation system 인 INTERCEPT Blood System (Cerus Europe BV, Amersfoort, The Netherlands) 만 2014년 12월에 FDA 승인되었다 [26]. INTERCEPT 처리과정은채집 24시간이내에시행되어야한다. 이기술은합성소랄렌인 amotosalen HCl을사용한다. 혈액제제와 amotosalen을혼합시킨후 UVA 처리하면 amotosalen이병원체의핵산과공유결합을형성

12 Korean J Blood Transfus Vol. 28, No. 3, , Dec 하여 DNA 또는 RNA 복제를억제한다. 혈액제제에남아있는 amotosalen은흡착을통해제거한다. INTERCEPT는광범위의세균을불활화할수있지만포자를불활화하지는못하는것으로알려져있다 [8,30]. 리보플라빈기반시스템인 Mirasol system (TerumoBCT, CO, USA) 에서는혈액제제를리보플라빈용액과혼합한후자외선처리를한다. 이과정을거치면백혈구및병원체의핵산에비가역적인변화가일어나고병원성 (pathogenicity) 이사라지게된다 [8,31]. 광화학적물질없이자외선 C만단독으로사용하는 THERAFLEX UV-Platelets technology (Macopharma, Tourcoing, France) 는아직 3상임상시험이진행중이다 [8,32]. 소랄렌기반시스템인 INTERCEPT의경우프랑스알자스지역에서는 2006년부터, 스위스에서는 2011년부터혈소판제제에적용되고있으며, 이들국가에서 INTERCEPT를적용한혈소판제제수혈로인한패혈증반응이나사망은 2014년까지발견되지않았다 [26]. 혈소판제제의세균오염및새로운병원체의출현에대한대처방안으로세계각국에서병원체불활화기술을활용하고있으며, 우리나라에서도적용하기위해비용적측면, 제도적보완등을검토해야할것이다 [33]. 결론본종설에서는수혈전파성감염에대처하기위한전략을헌혈자의적격성을판정하는것과혈액제제의세균오염을예방하는것으로나누어정리하였다. 향후에는현재시행하고있는검사방법보다민감도, 특이도가높고잠복기간이짧은검사방법및알고리즘을개발하고, 신종감염병에대응하기위한대책을지속적으로마련해야하며, 병원체불활화기술의도입을고려해야할것이다. 요약 수혈전파성감염을예방하기위한노력은지속적으로이루어지고있다. 수혈전파성감염에대처하는전략은헌혈자의적격성을판정하는것과혈액제제의세균오염을예방하는것으로나누어생각할수있다. 헌혈자의적격성을판정하기위해서는문진을비롯하여각종감염성질환의선별검사를시행해야한다. 혈액제제의세균오염을예방하기위해서는채혈과정부터무균적으로수행되어야하고채집한혈액에서세균검출을위한검사를시행해야하며, 향후에는병원체불활화기술을적용하는방안도고려해야한다. 본종설에서는헌혈자의적격성을판정하기위한검사항목과핵산증폭검사를포함한검사법그리고혈액제제의세균오염을방지하기위한채혈시주의점, 혈액에서의세균검출과병원체불활화기술에대하여상세히논하였다. References 1. Korea Ministry of Government Legistration. Blood management act. %EB%B2%95%EB%A0%B9/%ED%98%88%EC %95%A1%EA%B4%80%EB%A6%AC%EB%B2 %95 [Online] (last visited on 4 December 2017) 2. Korea Ministry of Government Legistration. Enforcement regulations of blood management act. EB%A0%B9/%ED%98%88%EC%95%A1%EA %B4%80%EB%A6%AC%EB%B2%95%20%EC %8B%9C%ED%96%89%EA%B7%9C%EC%B9 %99 [Online] (last visited on 4 December 2017) 3. Hemovigilance. Term definition. kohevis.or.kr/sub/catalog.php?catno=13 [Online] (last visited on 4 December 2017)

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