건강과질병4-35호

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1 K O R E A C E N T E R S F O R D I S E A S E C O N T R O L & P R E V E N T I O N PHWR Vol. 4 No 년 9 월 2 일제 4 권 / 제 35 호 / ISSN: X 국내에서분리된임균의항균제감수성 Antimicrobial susceptibility of Neisseria gonorrhoeae in Korea 질병관리본부국립보건연구원감염병센터약제내성과정경태연세대학교의과대학진단검사의학교실, 세균내성연구소이경원관동대학교의과대학진단검사의학교실이혁민 Content 625 국내에서분리된임균의항균제감수성 629 차세대시퀀싱기술기반의구조적변이검출 635 최근유럽에서의웨스트나일열발생현황 637 주요통계 Ⅰ. 들어가는말임균은그람음성쌍구균으로서임질, 요도염, 신생아안염등을일으키는데, 적절한치료를하지않거나치료에실패한경우난관염, 부고환염, 골반염성질환등으로인한불임과실명까지초래할수있다. 임균감염은질환의특성상대부분이 1차의료기관에서경험적으로치료하게되므로, 항균제내성현황에대한지속적이고효과적인감시가필요하다. 과거임균은 penicillin G를포함한여러가지항균제에감수성이있었으나, 근래국내에서분리되는대부분의임균은 penicillin G 와 tetracycline 에내성이있다 년대초반까지세계보건기구 (World Health Organization; WHO) 와미국의질병통제센터 (Centers for Disease Control and Prevention; CDC) 는임균감염증의치료제로서제3세대 cephalosporin 및 fluoroquinolone 등의항균제를권장하였다 [1]. 그러나 1994년 fluoroquinolone 에감수성이저하된임균이최초로보고되었고 [2], 그후이약제에고도내성인임균이한국과미국을포함한여러지역에서흔하게보고되었다 [3, 4]. 따라서 2006년과 2007년에우리나라질병관리본부와미국 CDC는임균감염증치료지침에서 fluoroquinolone 을삭제하였고 [5, 6], 임균치료를위해 ceftriaxone 과 cefixime 등의 cephalosporin 항균제를사용할것을권장하였다 [7]. Fluoroquinolone 내성이심각해지고치료지침이변경됨에따라 cephalosporin 항균제의사용이근래에증가하였고, 이어서제3세대 cephalosporin 항균제에대한감수성이저하된균주들이보고되었다. 즉, 일본의 Ameyama 등은 penicillin-binding protein(pbp) 2 유전자인 pena의 mosaicism에의해 cefixime 에대한항균제감수성이저하된균주를보고하였고 [8], 2007년에는유전적다양성 (Genetic polymorphism) 에의해 ceftriaxone 에대해서감수성이저하된균주도보고되었다 [9]. 미국 CDC는 Gonococcal Isolate Surveillance Project(GISP) 사업을통해, 성매개감염병클리닉 20여개로부터연보고건수의 4% 에해당하는

2 626 PUBLIC HEALTH WEEKLY REPORT, KCDC 6,000주의임균을수집하여항균제감수성을시험하고그결과를매년보고하고있다. GISP 보고에의하면 [10] 미국에서 2000년부터 2010년사이에분리된임균중, 미국의항균제감수성시험기준 (Clinical Laboratory Standards & Institute; CLSI) 으로내성 (cefixime 및 ceftriaxone 최소억제농도 0.5 μg/ml) 인균주는없었다. 그러나 cefixime 과 ceftriaxone 에감수성이저하된균주의비율이 2000년에각각 0.2% 와 0.1% 이었으나, 2010년에는각각 1.4% 와 0.3% 로증가하였다고보고하였다. 노르웨이에서는 cefixime으로치료한요도염환자중에서 2건의치료실패사례가보고되었고 [11], 가까운일본에서는특수직업여성의인두에서 ceftriaxone MIC 가 2 ug/ml으로고도내성인균주가분리되었다 [12, 13]. 국내에서도근래에 cephalosporin 항균제사용이증가하고있다. 건강보험심사평가원의자료에의하면임균감염증환자에서 cephalosporin 항균제처방률은 2002년에 10% 로낮았으나, 2006년에는 16%, 2007년에는 19% 나되었다. 따라서국내에서도 cephalosporin 항균제에내성인임균이출현할가능성이있다. Spectinomycin은국내에서는많이사용되지만미국, 유럽및호주를포함한많은국가에서공급이되지않는항균제이다. 국내분리주중에서 spectinomycin에내성인균주는보고된적이거의없어일반적인임균감염에효과적으로사용할수있다. 그러나 spectinomycin이인두감염에는치료효과가없다고알려져있어이에대한주의가필요하다. 미국의경우는임균감염이의심되면생식기, 항문및인두에서배양을시행하도록권장하고있으나우리나라에서는인두배양을통상적으로시행하지않아인두감염률을알기어렵다. 2008년일본에서발표된연구에따르면임균성요도염남성환자의 31.7% 에서인두감염이동시에존재하였다 [14]. 최근의개방된성문화추세로미루어보아국내환자에서도인두감염이발생할가능성이많으므로이에대한연구가필요할것으로생각된다. 이처럼임균의항균제감수성은내성균주의출현과확산에따라내성양상이변하므로전국적이고지속적인항균제내성의감시가필수적이다. 본글에서는국내분리임균의최근 10년간항균제감수성경향을 cephalosporin 항균제를중심으로분석하여임균감염증치료를위한항균제선택에도움을주고자하였다. II. 몸말 2000년부터 2009년사이에전국각지역에위치한 1차, 2차및 3차병원, 임상검사센터에서분리된일반환자분리임균과보건소로의뢰된특수직업여성분리임균을수집하였다. 수집한모든임균은디스크확산법으로항균제감수성을시험하였고, 일부항균제에대해서는한천희석법을사용하였다. Penicillin G 고도내성균주인 PPNG(penicillinaseproducing Neisseria gonorrhoeae) 의비율은 2000년에 63% 로 1999년의 84% 에비해서는감소하였으나여전히높았다. PPNG 의비율은이후급격히감소하여 4-18% 정도로낮아졌으나, 염색체변이로인한내성으로감수성인균주는없었다. 또한 tetracycline 에도대부분의균주가내성이었다. Fluoroquinolone 계열항균제인 ciprofloxacin에감수성인균주의비율은 2000년에 8% 로이미매우낮아 fluoroquinolone 제를임균감염증치료에사용할수없을것으로생각된다. 국내분리주중에서 spectinomycin에내성인균주는없었다 (Table 1, Figure 1). Cephalosporin 항균제인 ceftriaxone 에대해서는 2000년부터 2009년사이에분리된모든임균이감수성을보였다 (Table 1, Figure 1). 그러나 fluoroquinolone 항균제에대한내성이심각해짐에따라근래에 cephalosporin 항균제의사용이권장되면서이약제에감수성이저하된균주들이보고되어 ceftriaxone 과 cefixime 에대한최소억제농도를시험하였다. 디스크확산법의결과와동일하게국내에서분리된임균중에서 ceftriaxone 에내성인균주는없었다. 그러나 ceftriaxone MIC 0.12 μg/ml 인감수성저하균주의비율이 2003년의 4% 에서 2009년에 20% 로증가하여이에대한지속적인추적조사가필요할것으로판단된다 (Figure 2). 경구용 cephalosporin 항균제인 cefixime 에

3 주간건강과질병 627 Table 1. Antimicrobial susceptibility rates (%) of N. gonorrhoeae in Korea Figure 1. Trend of PPNG, and ciprofloxacin-resistant N. gonorrhoeae in Korea. Abbreviations. PPNG, Pencillinase-producing Neisseria gonorrhoeae; CIP-R, ciprofloxacin-resistant; CIP-HR, ciprofloxacin highly-resistant (MIC 4 μg /ml) Figure 2. Distributions of the ceftriaxone MICs of N. gonorrhoeae isolated from 2003 to 2009 in Korea

4 628 PUBLIC HEALTH WEEKLY REPORT, KCDC 대해서는대부분이감수성이었으나, 2004년에한개의균주가비감수성이었으며일본에서보고된비감수성균주와동일한 pena mosaicism을보였다 [15]. II. 맺는말임균에의한감염은대부분의선진국에서감소하고있으나, 아직적지않은환자가발생하고있다. 미국 CDC에의하면미국내임균감염은지속적으로감소하여 2008년에는인구 10만명당 111.6건으로보고되었으나, 전체환자발생건수는 336,742명으로적지않은환자가발생하였고, 두번째로흔한성매개감염질환이었음을보고하였다. 국내의임균감염도근래에점차감소하여질병관리본부에보고되는임균감염건수는 2001년에는 18,520건에서 2008년 2,552건으로감소하였다. 한편건강보험심사평가원에보험수가가청구된임균감염건수역시감소하였으나 2007년 17,194건이청구되어아직도연간 1만 7천여명의감염환자가발생하고있으며, 임균감염에대한주의및올바른치료와감염관리가필요하다. 더욱이임균에감염된여성은무증상인경우가많아정기적으로검사를받지않은특수직업여성은임균감염전파의주요감염원이되고, 부적절한항균제의사용으로내성균이출현할가능성이적지않다. 최근국내분리임균은 ciprofloxacin 등의 fluoroquinolone 제에는대부분내성이어서이약제를항균제감수성시험없이사용하여서는안될것이다. Spectinomycin과 ceftriaxone, cefixime 등의제3세대 cephalosporin제에는대부분감수성이었으나, 일부감수성이저하된균주가보고되었고, 또한가까운일본에서이미 ceftriaxone 에고도내성인임균이출현하여질병관리본부에서는이에대한지속적인감시를수행하고있다. IV. 참고문헌 1. CDC Guidelines for treatment of sexually transmitted diseases. MMWR 1998;47(No. RR-1) 2. Belland RJ, Morrison SG, Ison C, Huang WM. Neisseria gonorrhoeae acquires mutations in analogous regions of gyra and parc in fluoroquinolone-resistant isolates. Mol Microbiol 1994;14: Yong D, Kim TS, Choi JR, Yum JH, Lee K, Chong Y, Oh HB, Shultz T, Tapsall JW. Epidemiological characteristics and molecular basis of fluoroquinolone-resistant Neisseria gonorrhoeae strains isolated in Korea and nearby countries. J Antimicrob Chemother 2004;54: CDC. Fluoroquinolone-resistance in Neisseria gonorrhoeae, Hawaii, 1999, and decreased susceptibility to azithromycin in N. gonorrhoeae, Missouri, MMWR 2000;49: CDC. Sexually transmitted diseases treatment guidelines, MMWR 2006;55(No. RR-11) 6. 질병관리본부 성병관리지침 7. CDC. Sexually transmitted diseases treatment guidelines, MMWR 2010;59(No. RR-12) 8. Ameyama S, Onodera S, Takahata M, Minami S, Maki N, Endo K, et al. Mosaic-like structure of penicillin-binding protein 2 Gene (pena) in clinical isolates of Neisseria gonorrhoeae with reduced susceptibility to cefixime. Antimicrob Agents Chemother 2002;46: Lindberg R, Fredlund H, Nicholas R, Unemo M. Neisseria gonorrhoeae isolates with reduced susceptibility to cefixime and ceftriaxone: association with genetic polymorphisms in pena, mtrr, porb1b, and pona. Antimicrob Agents Chemother 2007;51: CDC. Cephalosporin susceptibility among Neisseria gonorrhoeae isolates-united States, MMWR ;60: Unemo M, Golparian D, Syversen G, et al. Two cases of verified clinical failures using internationally recommended first-line cefixime for gonorrhoeae treatment, Norway, Eurosurveillance 2010;15: Ohnishi M, Saika T, Hoshina S, et al. Ceftriaxone-resistant Neisseria gonorrhoeae, Japan. Emerg Infect Dis ;17: Ohnishi M, Golparian D, Shimuta K, Saika T, Hoshina S, Iwasaku K, et al. Is Neisseria gonorrhoeae Initiating a Future Era of Untreatable Gonorrhea?: Detailed Characterization of the First Strain with High-Level Resistance to Ceftriaxone. Antimicrob Agents Chemother ;55: Takahashi S, Kurimura Y, Hashimoto J, Takeyama K, Koroku M, Tanda H, et al. Pharyngeal Neisseria gonorrhoeae detection in oral-throat wash specimens of male patients with urethritis. J Infect Chemother 2008;14: Lee SG, Lee H, Jeong SH, Yong D, Chung GT, Lee YS, et al. Various pena mutations together with mtrr, porb and PonA

5 주간건강과질병 629 mutations in Neisseria gonorrhoeae isolates with reduced susceptibility to cefixime or ceftriaxone. J Antimicrob Chemother 2010;65: 구조적변이는 1000bp(base pair, 핵산의길이 ) 이상의유전적 변이 - 증폭 (segmental duplication), 복제수변이 (copy number variation), 전좌 (translocation), 전위 (inversion), 삽입 (insertion) 과결실 (deletetion) 를가리킨다 [1]. 모든구조적 변이가질병과연관되는것은아니며, 일부분만이질병과 차세대시퀀싱기술기반의구조적변이검출 Structural variants detection based on Next-Generation Sequencing Technology 질병관리본부유전체센터바이오과학정보과정광수 관련이있다고보고되어있다. X 염색체상의 500kb 의전위 (inversion) 에의해서나타나는혈우병A(Haemophilia A.) 와 Y 염색체의 800kb 결실 (deletion) 에의해서나타는무정자증 (Azospermia) 이이러한구조적인변이에의해나타나고, 복제수변이 (copy number variation; CNV) 에의해서다양한질병이발생할수있다 (Table 1)[2]. 이와같이구조적변이연구를통하여단일염기다형성 (single nucleotide polymorphism; SNP) 분석으로밝히지못했던질병의원인이나약물의 Ⅰ. 들어가는말 유전체의변이는크게따라서열변이 (sequence variation) 와구조적변이 (structural variation) 로나눌수있다. 작용메커니즘이서서히밝혀지고있다. 초기의구조적변이연구는주로전장유전체의 array- CGH(comparative genome hybridization) 와 SNP array 를이용한복제수변이발견에집중되었다. 이방법들은유전체 Table 1. Examples of disorders caused by genomic imbalances and CNVs identified in regions associated with these disorders[2]

6 630 PUBLIC HEALTH WEEKLY REPORT, KCDC 상의특정영역의복제수증가와감소를측정하는데에사용되었다. 칩위에설치된 DNA 프로브 (prove) 의밀도에따라서결과로예측된변이의양끝단 (breakpoint), 해상도 (resolution) 및크기가결정되므로, 얼마나정확한위치또는높은밀도로프로브를설치하였는가에따라분석의성능이좌우된다. 또한해당위치의프로브에대하여상대적인빈도를기반으로계산해내므로전좌 (translocation) 나전위 (inversion) 를발견할수없었다. 최근에차세대시퀸싱 (Next Generation Sequencing; NGS) 기술이발전함에따라서시퀀싱머신에서생성된서열조각 ( 리드, read) 을이용하여구조적변이를발굴하는기법들이등장하고있고, 이중에는 array-cgh 데이터와서열데이터를함께분석하여구조적변이를찾아내는연구도등장하고있다 [3]. 이글에서는요즘이슈가되고있는 NGS 기반의구조적변이분석방법과이를지원하는소프트웨어를소개하고자한다. II. 몸말차세대시퀀싱기술 (NGS) 을이용하여구조적변이를검출하는방법은크게시퀀싱머신에서생성된페어드엔드리드 (Paired-end read) 를이용하여검출하는방법 (PEM based approach) 과리드들이참조 (reference) 유전체의특정자리에달라붙는매핑 (mapping) 갯수 (coverage) 를분석하는방법 (DOC-based approach) 으로나눌수있다. 이절에서는두방법에대하여자세히비교설명하고자한다 [4]. 1. Paired-end mapping(pem) 기반의구조적변이검출 PEM 기반의구조적변이검출기법들은페어드엔드리드를이용한다. 검출하고자하는유전체 (case) 에서생성된두개의짝지어진리드 (read) 는서로의거리정보를가지고있다. 두리드가이미서열이알려진참조유전체에매핑하게되면, 실제로참조 (reference) 유전체에매핑된거리와 case에서의거리차이를계산하여구조적변이를검출한다. 이때, 리드는순방향과역방향모두를고려하여참조유전체에매핑하게되므로전위 (inversion) 의검출이가능하다. 짝을이루는리드를 찾고분석하는 PEM기반의기법들은 array 기반의방법들보다훨씬높은해상도를지원한다. PEM 기반의구조적변이검출기법은두리드가매핑된형태를분석하여특징화하는데, 이러한특징을이벤트또는시그네쳐 (signature) 라고부르기도한다. 이시그네쳐들의종류와매핑형태에대한설명은다음과같다. a. 삽입 (insertion) : case에서의페어드엔드길이보다참조유전체에매핑된길이가짧다. 즉, 참조유전체에서페어드엔드사이에서열이삽입되어더길게매핑되었다 (Figure 1a). b. 결실 (deletion): 삽입의반대의경우이다. 즉, 참조유전체에서페어드엔드내의서열이결실되어, case에서더짧게매핑되었다 (Figure 1b). c. 전위 (inversion) : 페어드엔드의순서는그대로보존되었지만, 매핑된방향에변화가있다. case에서는정상적으로매핑되었지만, 참조유전체에서는리드의방향이바뀐채연결되어있다 (Figure 1c). d. 연결 (linking) : case에서두페어드엔드의말단이서로겹치게 (linking) 생성되었다. 참조유전체에서는겹쳐진두페어드엔드의말단에변화가있다. 즉, 참조유전체에서 A영역과 B영역사이에결실이일어났고, 이로인해연결되어있는부분에변화가있다 (Figure 1d). e. 연결된삽입 (linked insertion) : 참조유전체에특정영역 (B) 부분이 case의 A와 C영역사이에삽입되었다 (Figure 1e). f. 뒤집힌복제 (everted duplication) : 참조유전체의특정영역이뒤집힌체복제되어 case에삽입되었다 (Figure 1f). g. 분리된매핑리드결실 (anchored split mapping deletion) : 리드자체에서서열의짧은결실이일어난경우이다. 하나의리드이지만, 참조유전체에서는리드의앞부분과뒷부분이따로매핑된경우이다. 이경우리드의길이가짧을수록오류가많다 (Figure 1g).

7 주간건강과질병 631 h. 분리된매핑리드삽입 (anchored split mapping insertion) : 위에서설명한 Figure 1g의반대의경우이다. 한리드가중간부분이결실된채로앞부분과뒷부분이서로연결되어참조유전체에매핑되었다. 리드의길이가길어야오류가적게나온다 (Figure 1h). i. 매달린삽입 (hanging insertion) : 페어드엔드중하나의리드만이참조유전체에매핑된경우이다. 즉, 두개중한리드가삽입영역안에포함되어있다 (Figure 1i). 리드가매핑되고시그네쳐를찾은뒤수행하는작업은시그네쳐가밀집된영역을찾는것이다. 이를군집화 (clustering) 라고한다. 하나의시그네쳐를이용하여구조변이가일어난위치를계산하는것보다군집화를함으로서실제로구조변이의후보지역을효과적으로필터링할수있다. 즉, 군집화을수행함으로써우연히매핑되는부분을제거하여예측의신뢰도를향상시킬수있을뿐만아니라, 구조변이의위치를보다정확히예측할수있고, 매달린삽입 (Figure 1i) 에서도좋은효과를나타낸다. 군집화를한후, 하나의군집된 영역안매핑된시그네쳐들을이용하여그군 (cluster) 을대표할만한구조변이위치를계산한다. 이때변이가일어난양끝단위치를브레이크포인트 (breakpoint) 라고하며, 군 (cluster) 을구성하는시그네쳐를결정하는방법과실제브레이크포인트를계산하는방법에따라서아래기법으로구분할수있다. - 표준군집화 (standard clustering approach) : 하나의위치에만매핑된시그네쳐만을이용하여군집화한다. 즉, 여러군데에매핑된페어드엔드들은버린다. - 가벼운군집화 (soft clustering approach) : 여러군데에매핑된시그네쳐들을모두계산하여군집화한다. 복제가일어난영역 (duplicate region) 에대하여좋은예측성능을가지고있으나, 가짜시그네쳐가될확률이높다. - 분포기반군집화 (distribution-based clustering) : 참조유전체에매핑된시그네쳐의분포를고려하여클러스터를형성한다. Figure 2는실제 ( 회색막대 ) 분포와계산되어맞춰진 ( 실선 ) 분포를나타내고있다 [5]. a는변이가없는 Figure 1. Illustrations of PEM signatures. Mate pairs are sampled from the case, where they are ordered with opposite orientation (the blue mate follows the orange), and are mapped to the reference (ref)[4]

8 632 PUBLIC HEALTH WEEKLY REPORT, KCDC 경우 ( 분포의평균은삽입크기인 208bp), b는 24 bp 의동형손실 (homozygous deletion) 이일어난경우 ( 평균 ~232 bp), c는 22 bp 의한쪽에서만손실 (hemizygous deletion) 이일어난경우 ( 평균은 208 bp 와 230 bp) 를나타낸다. 파란선은변이가없는경우, 주황선은변이가있는경우를나타낸다. 2. Depth of coverage(doc) 기반의구조적변이검출 Depth of coverage 기반의검출은유전체상의특정영역에리드가매핑된개수 ( 커버리지수 ) 를분석하여특징화하고, 이를검출에응용하여어떤구조적변이가수반되었는지를판단한다. 매핑과정에서, 어떤영역에리드가매핑되는것이프아송분포 (poisson distribution) 을따른다고가정하면, 참조유전체에매핑되는리드의수는시간에비례하여증가한다. 여기서, 이벤트가일어난영역 ( 삽입또는결실 ) 은그곳에매핑되는리드의수가보다적거나늘어나게된다. Figure 3은 DOC 기반의시그네쳐를설명하고있다 [6]. 거리가있는두지역 ( 상, 하 ) 의커버리지수 ( 점으로찍한영역 ) 와평균커버리지수 ( 점선으로구분된영역의평균, 가로막대로표현됨 ) 가그룹화된영역 ( 세로점선막대 ) 안에표현되어있다. 그룹화된윈도우영역 ( 세로점선막대 ) 은커버리지수가갑자기변한지역을찾아내어정한다. DOC 기반의연구가탄생한배경은인간유전체상의부분복제 (segmental duplication) 영역을검출하고, 이를침팬지와비교하기위하여사용되었으나, Campbell 등 [6] 은이를인간에게적용하여, 한사람의암조직과정상조직간에 gain( 유전자가보다많이발현됨, 리드의매핑된수가상대적으로많음 ) 과 loss( 유전자가상대적으로적게발현됨, 리드의매핑수가상대적으로적음 ) 영역을검출하였고, 이를이용하여유전자복제수변이 (copy number variation) 를규명하는데이용하였다. 하지만, DOC 기반의분석방법은 PEM 기반분석방법보다제약이있다. 예를들어 DOC 분석을통하여삽입 (gain) 영역이발견되었다하더라도이를 PEM 에서의삽입 (insertion) 이벤트라고는볼수없다. 즉, 이 gain 영역은단순한 duplicate sequence 가삽입된것으로해석되며, 따라서 DOC 기반의분석방법으로는새로운서열의삽입이일어난것을검출할수없다. 통계적인관점으로볼때, gain 과 loss가검출된영역은데이터세트의커버리지수와유전자복제수변이의크기에관련이깊다. 대부분의 DOC 기반의기법에서는시그네쳐를사이즈가큰영역을검출할때응용한다. 사이즈가큰영역의이벤트는강한시그네쳐로해석될수있기때문이다. PEM 기반의기법들은낮은커버리지수를가지고있더라도작은영역의시그네쳐를검출할수있지만, DOC 기반의기법은작은영역의이벤트를검출할수가없고, 브레이크포인트를결정하는데어려움이있다. 3. NGS 기반의구조적변이검출소프트웨어지금까지 NGS 기반으로구조적변이를검출하는소프트웨어는 MoDIL[5], SeqSeq[8], PEMer[9], VariationHunter [10], Table 2. Description of current methods for structural variant prediction with NGS[4]

9 주간건강과질병 633 Pindel[12], BreakDancer[13] 와 ABI SOLiD software Tool[14] 등이있다. 각각의도구마다검출가능한시그네쳐와이를검출하기위한군집화방법또는윈도우를구성하고처리하는방법에차이가있다 (Table 2). 또한하나의프레임을 선택하기보다는적절한클러스터링을혼용하거나알고리즘을추가하여사용하고있다. 예를들어, BreakDancer는표준군집화와분포기반군집화를결합하여분석을수행하고, ABI SOLiD software Tool 의경우는표준군집화, 분포기반군집화 Figure 2. Distribution-based clustering[5] Figure 3. Depth-of-coverage signature[6]

10 634 PUBLIC HEALTH WEEKLY REPORT, KCDC 및 BCS(binary circular segmentation) 알고리즘을혼합하여사용하고있다. III. 맺는말 Array-CGH 를비롯한어레이칩기반기술은 NGS 를이용하는것보다비용이저렴하고, 이미잘알려진변이를기반으로유전자형을결정하기에적합하다. 그러나작은영역의이벤트검출, 변이의브레이크포인트를정확히예측하는작업, 전위 (inversion) 등의복제수가변하지않는부분을찾고새로운변이를알고자한다면 NGS 기반의기술이보다많은장점을가지고있다. 또한, 복제수를결정하는것도 DOC 분석을이용하면 array CGH 를이용하는것보다정확하다. 커버리지수를높임으로써, 브레이크포인트의해상도를높이고, 복제수의정확도 (accuracy), 특이도 (specificity) 와민감도 (sensitivity) 를개선시킬수있다. 그러나, 아직까지 NGS 기반의기술은구조적변이를발견하는데완벽한해결책이되지못한다. 심지어어떤구조적변이는 NGS 를사용해서검출이더욱어려운경우도있다. 예를들어, 반복지역 (repeating region) 에변이가있는경우는 NGS 기반기법이오히려낮은민감도 (sensitivity) 를갖는다. 반복지역은변이가많이밀집한지역에위치하고있기때문이다. DOC 기반의분석방법으로이러한변이를찾을수있다고는하지만해상도는좋지못하다. 또한 PEM 기반의분석기법에서도리드가여러군데매핑된경우의처리문제, 보다정확히군 (cluster) 를형성하는문제, 매핑 4. Medvedev, P. et al Computational methods for discovering structural variation with next-generation sequenceing. Nature Methods Supplement 6(11), S13-S Lee, S., Hormozdiari, F., Alkan, C. & Brudno, M MoDIL: detecting small indels from clone-end sequencing with mixtures of distributions. Nat.Methods 6, Campbell, P.J. et al Identification of somatically acquired rearrangements in cancer using genome-wide massively parallel paired-end sequencing. Nat. Genet. 40, Bentley, D.R. et al Accurate whole human genome sequencing using reversible terminator chemistry. Nature 456, Chiang, D.Y. et al High-resolution mapping of copynumber alterations with massively parallel sequencing. Nat. Methods 6, Korbel, J.O. et al PEMer: a computational framework with simulationbased error models for inferring genomic structural variants from massive paired-end sequencing data. Genome Biol. 10, R Hormozdiari, F. et al Combinatorial algorithms for structural variation detection in high-throughput sequenced genomes. Genome Res. 19, Ye, K. et al Pindel: a pattern growth approach to detect breakpoints of large deletions and medium sized insertions from paired-end short reads. Bioinformatics 25(21), Chen, K. et al BreakDancer: An algorithm for high resolution mapping of genomic structural variation. Nat. Methods 6, McKernan, K.J. et al Sequence and structural variation in a human genome uncovered by short-read, massively parallel ligation sequencing using two-base encoding. Genome Res. 19, 커버리지수를높이면시그네쳐의수가줄어드는문제등 아직개선해야할부분이많이남아있다. IV. 참고문헌 1. Feuk, L., Carson, A.R. and Scherer, S.W Structural variation in the human genome. Nature Reviews Genetics 7, Freeman, J. et al Copy number variation: New insights in genome diversity. Genome Research 16, Park, H. et al Discovery of common Asian copy number variants using integrated high-resolution arraycgh and massively parallel DNA sequencing. NatureGenetics 42,

11 주간건강과질병 635 최근유럽에서의웨스트나일열발생현황 West Nile Virus Infection(WNV) in Europe 질병관리본부감염병관리센터감염병감시과조미은 감염사례가보고되었다 (Table 1, Figure 1). 그리스의경우 2010년에도대규모웨스트나일열유행으로 262건의감염사례와 35 건의사망사례가보고된바있다. 당시터키와러시아에서도감염사례가보고되었다. 이번발생은최근많은강우량과높은기온으로모기가서식하기적합한환경이 Aedes, Culex등의모기가급증함에 따라 WNV 감염이증가한것으로보인다. 유럽연합국가들은 웨스트나일열전파및위험지역감시를강화하고있으며유럽 질병통제센터 (European Centre for Disease Prevention 최근웨스트나일바이러스 (West Nile Virus; WNV) 1) 감염실험실확진사례가여러유럽국가들에서보고되었다. 년 8월 26일기준으로유럽에서총 41 건의 WNV 감염확진사례가보고되었으며그리스 (39건), 루마니아 (2건), 인접국가들의경우러시아 (53 건 ), 알바니아 (2 건 ), 이스라엘 (5 건 ) 이보고되었다. 8월 18일에서 26일간그리스에서만 18건의신규 and control; ECDC) 는 WNV 전파에대한모니터링을실시하고있다. 또한 WHO 는회원국들이잠재적인 WNV 유행위험을최소화하기위하여적절한공중보건대책을시행하도록고려할것을권고하고있다. 대부분의경우 WNV 감염은무증상이며, 3-14일의잠복기가지난후감기와비슷한증상을나타내는경미한질병으로 Table 1. Cumulative number of West Nile fever cases, as of 26 August (N=101) Source : 1) 웨스트나일바이러스는사람과동물에치명적인뇌염을일으키는바이러스로주로조류나모기에의해서전파된다. 이바이러스는 1937 년처음발견된후아프리카로부터유럽, 아시아, 미국등지로급속히확산되었으며사람면역백신이나치료제가아직개발되지않았다. 우리나라에서는 2007 년부터법정감염병으로지정되었으며현재까지국내발생및유입사례는없다.

12 636 PUBLIC HEALTH WEEKLY REPORT, KCDC Figure 1. Reported cases of West Nile fever for the Europe WNV 감염된사람의약 20% 가웨스트나일열로진행된다. 1% 미만에서뇌수막염또는뇌염과같은신경계침입질환등의중증형태로진행된다고추정된다. 특히 50세이상과면역이약화된사람들 ( 예 : 장기이식환자등 ) 은 WNV 감염시중증질환으로발전할위험이높다. 이를고려하여보건의료종사자들은유행기간동안 WNV 감염가능성에대해생각해야한다. 또한 WNV 감염에대한백신이없으므로임상관리는질병의중증질환발생을줄이는것에중요한역할을한다. 웨스트나일열은주로집모기에물림으로감염되므로예방하기위해서는모기에물리지않도록주의하여야한다. 곤충퇴치제를사용및야외활동시긴옷을착용하도록하고모기가많은지역에서는방충망을사용하여모기가집안으로들어오는것을막을수있다. 국가단위에서는 WNV 진단이가능한실험실능력을갖추는것이중요하며지속적인감시활동은보건당국이유행통제대책들을이행하는데도움이된다. 이글은세계보건기구 (World Health Organization/ 와유럽질병통제센터 (European Centre for Disease Prevention and control/ ecdc.europa.eu) 에게재된웨스트나일열관련내용을번역하여요약 정리한것입니다.

13 주간건강과질병 637 ( 주요통계 ) status of selected infectious diseases 1. Influenza, Republic of Korea, s ending August 27, (35th Week) 년도제35주인플루엔자의사환자분율은외래환자 1,000명당 2.1명으로지난주보다증가하였으며유행판단기준 (2.9/1,000명) 보다낮은수준임 2010-절기들어총 1,976주 (A/H3N2형 308주, A/H1N1형 1,651주, B형 17 주 ) 의인플루엔자바이러스가확인됨 Figure 1. The ly proportion of influenza-like illness visits per 1,000 patients, season season Figure 2. The number of influenza virus isolates, season 2. Malaria, Republic of Korea, s ending August 20, (34th Week) 년도제34주말라리아환자는 27명이보고되었음. 금년발생누계는 473명 ( 국내발생 439명, 국외유입 34명 ) 으로작년동기간대비 (1,329명) 보다 64.4% 감소하였음 성별로는남자 406명 (85.8%), 여자 67명 (14.2%) 이었고, 연령별로는 20대가 249명 (52.6%) 으로가장많았음 신분별로는민간인 280명 (59.2%), 전역자 134명 (28.3%), 현역군인 59명 (12.5%) 이었음 지역별로는경기도파주시 48명 (10.1%), 인천강화군 27명 (5.7%), 경기도연천군 27명 (5.7%) 의순으로발생하였음 150 2,000 Reported case Reported case 1,500 1, Week reported case 2010 reported case 3-year mean2sd Week reported case 2010 reported case 3-year cumulative case Figure 1. The ly reported Malaria cases through National Notifiable Disease Surveillance System Figure 2. Cumulative reported Malaria cases through National Notifiable Disease Surveillance System 3. Hand, Foot and Mouth Disease(HFMD) Republic of Korea, s ending August 20, (34th Week) 년도 34주수족구병의사환자 * 분율은외래환자 1,000명당 5.4명이며, 2010 년동기간수족구병의사환자분율 4.5 명보다높은수준임 본자료는 년 8월 26 일까지참여기관으로부터신고된자료를바탕으로분석된잠정통계임 수족구병은 2008년 5월부터소아감시체계를통해보고되었으며, 2009년 6월부터표본감시감염병으로지정되어보고되고있음 No. of HFMD per 1,000 consultation Week Figure 1. Hand, Foot and Mouth Disease(HFMD) reported by sentinel surveillance, 2009-

14 638 년도제 34 주 ( ) Table 1. Provisional cases of reported notifiable diseases-republic of Korea, ending August 20, (34th Week)* unit: reported case Total cases reported for previous years Imported cases Disease ly of current : Country (reported case) -: No reported cases. Cum: Cumulative counts of the year from 1st to current. EHEC: Enterohemorrhagic Escherichia coli. HFRS: Hemorrhagic fever with renal syndrome. CJD/vCJD: Creutzfeldt-Jacob Disease/variant Creutzfeldt-Jacob Disease. * Incidence data for reporting year is provisional, whereas data for 2006, 2007, 2008, 2009 and 2010 are finalized. Reported cases contain all case classifications (Confirmed, Suspected, Asymptomatic carrier) of the disease, respectively. Excluding Hansen's disease, diseases reported through the Sentinel Surveillance System(Data for Sentinel Surveillance System are available in Table III), and diseases no case reported(diphtheria, Poliomyelitis, Epidemic typhus, Anthrax, Plague, Yellow fever, Smallpox, Severe Acute Respiratory Syndrome, Avian influenza infection and humans, Novel Influenza, Tularemia, Tick-borne Encephalitis, Viral hemorrhagic fever, Melioidosis, Chikungunya fever, and Newly emerging infectious disease syndrome). Calculated by summing the incidence counts for the current, the 2 s preceding the current, and the 2 s following the current, for a total of 5 preceding years. HIV/AIDS is infected cases but not diseased cases. Surveillance system for Viral hepatitis A, Viral hepatitis B, Syphilis, CJD/vCJD, West Nile fever was altered from Sentinel Surveillance System to National Infectious Disease Surveillance System as of December 30, ** Viral hepatitis B comprises acute Viral hepatitis B, HBsAg positive maternity, Perinatal hepatitis B virus infection.

15 주간건강과질병 639 Table 2. Provisional cases of selected notifiable diseases, Republic of Korea, s ending August 20, (34th Week)* unit: reported case Reporting area Cholera Typhoid fever Paratyphoid fever Shigellosis Enterohemorrhagic Escherichia coli Viral hepatitis A Pertussis Tetanus -: No reported cases. Cum: Cumulative counts of the year from 1st to current. * Incidence data for reporting years 2010, are provisional, whereas data for 2005, 2006, 2007, 2008 and 2009 are finalized. Reported cases contain all case classifications (Confirmed, Suspected, Asymptomatic carrier) of the disease, respectively. Calculated by averaging the cumulative counts from 1st to current, for a total of 5 preceding years. Surveillance system for Viral hepatitis A was altered from Sentinel Surveillance System to National Infectious Disease Surveillance System as of December 30, 2010.

16 640 년도제 34 주 ( ) Table 2. Provisional cases of selected notifiable diseases, Republic of Korea, s ending August 20, (34th Week)* unit: reported case Reporting area Japanese Measles Mumps Rubella Viral hepatitis B encephalitis Varicella Malaria Scarlet fever -: No reported cases. Cum: Cumulative counts of the year from 1st to current. * Incidence data for reporting years 2010, are provisional, whereas data for 2005, 2006, 2007, 2008 and 2009 are finalized. Reported cases contain all case classifications (Confirmed, Suspected, Asymptomatic carrier) of the disease, respectively. Calculated by averaging the cumulative counts from 1st to current, for a total of 5 preceding years. Surveillance system for Viral hepatitis A was altered from Sentinel Surveillance System to National Infectious Disease Surveillance System as of December 30, 2010.

17 주간건강과질병 641 Table 2. Provisional cases of selected notifiable diseases, Republic of Korea, s ending August 20, (34th Week)* unit: reported case Reporting area Meningococcal Vibrio vulnificus meningitis Legionellosis sepsis Murine typhus Scrub typhus Leptospirosis Brucellosis Rabies -: No reported cases. Cum: Cumulative counts of the year from 1st to current. * Incidence data for reporting years 2010, are provisional, whereas data for 2005, 2006, 2007, 2008 and 2009 are finalized. Reported cases contain all case classifications (Confirmed, Suspected, Asymptomatic carrier) of the disease, respectively. Calculated by averaging the cumulative counts from 1st to current, for a total of 5 preceding years.

18 642 년도제 34 주 ( ) Table 2. Provisional cases of selected notifiable diseases, Republic of Korea, s ending August 20, (34th Week)* unit: reported case Reporting area Hemorrhagic fever with renal syndrome Syphilis CJD/vCJD Dengue fever Q fever Tuberculosis -: No reported cases. Cum: Cumulative counts of the year from 1st to current. * Incidence data for reporting years 2010, are provisional, whereas data for 2005, 2006, 2007, 2008 and 2009 are finalized. Reported cases contain all case classifications (Confirmed, Suspected, Asymptomatic carrier) of the disease, respectively. Calculated by averaging the cumulative counts from 1st to current, for a total of 5 preceding years. Surveillance system for Syphilis, CJD/vCJD was altered from Sentinel Surveillance System to National Infectious Disease Surveillance System as of December 30, 2010.

19 주간건강과질병 643 Table 3. Provisional cases of reported sentinel surveillance disease, Republic of Korea, s ending August 20, (34th Week) Viral hepatitis unit: case / sentinel Hepatitis C Gonorrhea Chlamydia Genital herpes Condyloma acuminata 5 year 5 year Total year Hand, Foot and Mouth Disease(HFMD) Sexually Transmitted Diseases 5 year year unit: case per 1,000 outpatients -: No reported cases. Cum: Cumulative counts of the year from 1st to current. * Above data for reporting years 2010 and are provisional. Reported cases contain all case classifications (Confirmed, Suspected, Asymptomatic carrier) of the disease, respectively. Calculated by averaging the cumulative counts from 1st to current, for a total of 5 preceding years. 주요통계이해하기 <Table 1> 은주요법정감염병의지난 5 년간발생과해당주의발생현황을비교한표로, 는해당주의보고건수를나타내며, 은 년 1 주부터해당주까지의누계건수, 그리고 ly 는지난 5 년 ( 년 ) 의해당주의보고건수와이전 2 주, 이후 2 주동안의보고건수 ( 총 25 주 ) 평균으로계산된다. 그러므로 와 ly 에서의보고건수를비교하면주단위로해당시점에서의보고수준을예년의보고수준과비교해볼수있다. Total cases reported for previous years 는지난 5 년간해당감염병의보고총수를나타내는확정통계이며연도별보고건수현황을비교해볼수있다. 예 ) 년 12주의 ly (5년간주평균 ) 는 2006년부터 2010년의 10주부터 14주까지의보고건수를총 25주로나눈값으로구해진다. * ly (5년주평균 ) =(X1 + X2 + + X25)/ 년 2009년 2008년 2007년 2006년 2005년 10주 11주 12주 13주 14주 해당주 X1 X6 X11 X16 X21 X2 X7 X12 X17 X22 X3 X8 X13 X18 X23 X4 X9 X14 X19 X24 X5 X10 X15 X20 X25 <Table 2> 는 16 개시 도별로구분한법정감염병보고현황을보여주고있으며, 각감염병별로 와 을비교해보면최근까지의누적보고건수에대한이전 5 년동안해당주까지의평균보고건수와의비교가가능하다. 는지난 5 년 ( 년 ) 동안의동기간보고누계평균으로계산된다. <Table 3> 은주요표본감시대상감염병에대한보고현황을보여주는데, 표본감시대상감염병통계산출단위인 case/total outpatient( 환자분율 ) 는수족구병환자수를전체외래방문환자수로나눈값으로계산되며, 과 2010 은각각 년과 2010 년 1 주부터해당주까지누계건수에대한환자분율로계산된다. <Table 3> 은표본감시감염병들의최근발생양상을신속하게파악하는데도움이된다.

20 년 9 월 2 일제 4 권 / 제 35 호 / ISSN: X PUBLIC HEALTH WEEKLY REPORT, KCDC 주간건강과질병은질병관리본부가보유한각종감시및조사사업, 연구자료에대한종합, 분석을통하여근거에기반한질병과건강관련정보를제공하고자최선을다하고있습니다. 주간건강과질병에서제공되는감염병통계는감염병예방법에의거하여국가감염병감시체계를통해신고된자료를기초로집계된것이며, 당해년도자료는의사환자단계에서신고된후확진결과가나오거나다른병으로확인되는경우수정되므로변동가능한잠정통계입니다. 동간행물은인터넷 ( 에주간단위로게시되며이메일을통해정기적인구독을원하시는분은 phwr@korea.kr 로신청하여주시기바랍니다. 주간건강과질병에대하여궁금하신사항은 phwr@korea.kr 로문의하여주시기바랍니다. 창간 : 2008년 4월 4일발행 : 년 9월 2일발행인 : 전병율편집인 : 조명찬, 권준욱, 이덕형, 성원근, 이주실, 한복기편집위원 : 강춘, 김성수, 김성순, 김영택, 문진웅, 박미선, 박선희, 박현영, 박혜경, 배근량, 송지현, 윤승기, 이종영, 이영선, 정흥수, 강봉길, 김귀향, 김남희, 조미은편집 : 질병관리본부감염병관리센터감염병감시과 충북청원군강외면오송생명 2 로 187 오송보건의료행정타운 ( 우 ) Tel. (043) , 7173 Fax. (043) 발간등록번호 :