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1 제 2 장 바이러스성설사증 급성설사질환은전세계적으로호흡기감염에이어두번째로많이발생하는감염성질환으로전염력이매우높은질환이다. 바이러스성설사증은대부분이영 유아설사증이고, 주로동절기에많이발생하는것으로알려져있다. 매년 5백만명정도의후진국어린이가급성설사질환과이의합병증으로사망한다. 급성설사증의원인바이러스는로타바이러스 (rotavirus), 노로바이러스 (norovirus, Norwalk-like virus), 장관아데노바이러스 (enteric adenovirus), 아스트로바이러스 (astrovirus) 등이주로알려져있고, 기타토로바이러스 (torovirus), 파보바이러스 (parvovirus), 코로나바이러스 (coronavirus), 엔테로바이러스 (enterovirus), 인플루엔자바이러스 (influenza virus) 등도검출된다. 로타바이러스나인플루엔자증상을동반한위장염을일으키는노로바이러스, 아스트로바이러스는주로동절기에많이발생되며, 엔테로바이러스는하절기에, 장관아데노바이러스, 산발형의노로바이러스는연중설사환자의대변으로부터검출된다. 노로바이러스감염증 노로바이러스는모든연령대에급성위장염을유발하는바이러스로알려져있으며 664 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

2 이전에는 Norwalk-like virus (NLV), calicivirus, small round structured virus로불려졌다. 노로바이러스에속하는바이러스는최근바이러스성설사질환의약 10% 를차지하고있으며미국의경우바이러스성장염 / 설사의약 42%, 네덜란드의경우에는설사질환의 90% 이상의사례가보고되고있다. 노로바이러스는오염된식수및어패류의생식을통하여감염되기도하지만특히사람과사람사이에전파가가능한전염성이높은바이러스로알려져있다. 병원체 노로바이러스는 Caliciviridae 과에속하며, 이외에 Caliciviridae에는세개의속, 즉사포바이러스 (Sapovirus), 라고바이러스 (Lagovirus), 베시바이러스 (Vesivirus) 가속해있다. 사람을감염시키는 Human Calicivirus에는노로바이러스와사포바이러스가속한다. 현재까지노로바이러스는 5개의유전자군 (Genogroup I~V) 으로나뉘어지고있으며, 이들중유전자군 I, II, IV는사람에게서검출되며, 유전자군 III, V는각각소 (bovine) 와 mouse에서검출된다. Calicivirus 주의명명은다음과같이바이러스가검출된숙주종명 / 속명약어 / 종명약어 / 바이러스주명 / 발생년도 / 바이러스가최초로검출된국가명으로하는것이일반적으로유용하게사용된다. 노로바이러스는약 27~32 nm의피막이없는바이러스로단일가닥 (+) RNA 게놈을갖고있으며, 3개의단백질해독단위 (open reading frame, ORF) 로구성되어있다. 부유밀도 (buoyant density) 는 CsCl에서 1.33~1.41 g/cm 3 이고, 일반적으로전자현미경하에서컵모양의함몰형태가보이지않으며 Caliciviridae 내에서독자적인유전자군을형성한다. 노로바이러스를실온에서 ph 2.7에 3시간동안노출시키거나, 20% 에테르로 4 에서 18시간처리하거나, 60 에서 30분간배양시킨후에도감염력이유지된다. 노로바이러스는일반수돗물의염소농도인 3.75~6.25 mg /l ( 잔류염소량 0.5~1.0 mg /l) 에서도불활성화되지않아저항성이강하며, 노로바이러스를불활성화시키기위해서는오염된배수시스템의처리농도인 10 mg /l 이상의염소농도가필요하다 [16]. 노로바이러스의바이러스들간의항원성관계는면역전자현미경법 (IEM) 을통하여주로밝혀졌으며현재까지적어도네가지혈청형즉 Norwalk, Hawaii, Snow Mountain, Taunton 바이러스등이알려져있다. 이들바이러스의캡시드부위의염기서열을비교하면상당한유전적다양성을보이며이러한결과는면역전자현미경관찰결과와일치하였다. 제 2 장바이러스성설사증 665

3 노로바이러스는현재까지감수성세포가없어연구에많은제약이따르지만분변에서검출된바이러스게놈으로부터만들어진 cdna 클론분석을통하여많은연구가진행되고있다. 노로바이러스의게놈구조를살펴보면 7.7 kb의 (+) 단일가닥 RNA로왼쪽과오른쪽말단에미번역부위 (untranslated region, 5 UTR, 3 UTR) 를갖고있으며, 세개의 ORF 그리고 poly A tail로구성되어있다. ORF1은비구조단백질들을만들어내는부위로서 2C helicase, VPg, 3C cysteine 단백질분해효소, 3D RNA 중합효소등을만들어내는단위체가존재한다. 2C helicase는 ATP에결합하고 ATPase 활성을가지며 VPg는바이러스입자로 packaging되는 subgenome RNA의 5 말단에결합하여전이에관여하는것으로추정되고있다. ORF2 는바이러스캡시드단백질 (VP1) 을만드는데주요한역할을하며 ORF3는최근 mrna의안정성과번역과정에작용하는 poly A binding protein (PABP) 의결합부위로알려졌으나아직그기능이완전히밝혀지지않은단백질을만든다. 임상증상 노로바이러스감염시구토나설사또는두가지증상이동시에나타나며 24시간에서 48시간동안지속된다. 증상이계속되는동안환자가무력해질수는있으나일반적으로경미하며간혹병원치료를필요할정도로심한경우도있다. 38건의집단발병사례에서관찰된임상적증상은다음과같다 : 오심 (79%), 구토 (69%), 설사 (66%), 복통 (30%), 두통 (22%), 열 (37%), 오한 (32%), 근육통 (26%), 인후통 (18%). 혈변은보고된바없으며어린이에서는구토가설사보다더빈번히발생하나성인에게있어서는이와반대의양상을보인다 [15]. 노로바이러스에의한 22건의위장염집단발생을조사한결과평균잠복기는 24~48 시간이고, 잠복기후증상지속은 4~77시간이다. 지원자를통한임상연구에서증상의발생기간과바이러스의배출기간은일치하였으며, 첫증상발현이후 72시간이상지속되지는않는다. 그러나 RT-PCR로바이러스확인시증상발생이후최소한 7일동안은바이러스가배출됨이확인된다. Snow Mountain 바이러스를이용한연구에서는잠복기가 19~41시간, 평균잠복기는 27시간이다. 노로바이러스는드물게중년층에서도심각한위장염을유발하며고령의쇠약한노인에서는사망에이르게하는요인로작용할수있다. 666 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

4 역학 노로바이러스는지역사회, 학교, 양로원, 캠프, 순항선, 사립요양원, 대학, 가정에서발생하는비세균성위장염의주요원인체로소수로부터수백명에이르기까지다양한규모의집단발생을일으킨다 [8]. Radioimmunoassay-blocking (RIA-BL) 방법으로 70건의비세균성위장염집단발생에서 24건 (34%) 이노로바이러스로확인되었다 [11]. RT-PCR을이용한검사에서 1996년 1월~1997년 6월사이에 CDC에보고된 90건의비세균성위장염집단발생중 86건 (96%) 에서노로바이러스가검출됨에따라노로바이러스가유행성위장염의주요원인체임이전세계적으로인식되고노로바이러스의주요한전파경로는분변-구강혹은구토에의한비말형성으로이루어진다. 1996년~ 2000년사이에미국의 CDC에보고된 348건의노로바이러스관련위장염에서주요한전파양식은식품매개 (39%), 감염자와의접촉 (12%), 수인성 (3%), 특별한전파양식이없는경우가 18% 로조사되었다 [23]. 특히주목할것은음식물에의한위장염에노로바이러스가빈번히관여한다는것이다. 미국의경우음식물에의한위장염환자가매년 7천6백만명이발생하고이중 325,000명이입원하고, 5,000명이사망하는것으로알려져있으며, 노로바이러스와세균이주요병원체인것으로평가되고있다. 노로바이러스의검출방법이더욱향상됨에따라식품에의한위장염에있어서노로바이러스가차지하는비율이실제보다과소평가되고있는것으로나타나고있다. 노로바이러스에의한위장염에관련되는다양한종류의매개식품으로는굴등의조개류가가장중요하며이외에도설탕을입힌빵과류, 샐러드, 냉장식품, 샌드위치, 상추, 냉장조리햄, 빙과류, 물등이포함된다. 영국의한보고서에따르면식중독의원인병원체로노로바이러스가가장중요하게작용하며음식과관련된위장염의 90% 가노로바이러스에의한것으로보고하였다. 일본의경우비세균성위장염노로바이러스가검출된 38건중 26건이식품과연관되어있었으며이중 92% 가굴이원인이었다. 또한노로바이러스는남아메리카나서아프리카로배치된미군부대원의위장염환자중 10% 에서노로바이러스감염이확인되었으며장출혈성대장균 (enterotoxigenic Escherichia coli) 에이어군대집단에서발생하는위장염에서두번째로중요한병원체로작용하고있음이보고된바있다. 아울러선박에서수백명의선원들에서노로바이러스에의한대규모의집단위장염이발생된예도있다. 국내의경우본격적인감시사업을실시한 1999년부터 2004년까지집단설사환자및 제 2 장바이러스성설사증 667

5 집단식중독환자에서주요한병원체로노로바이러스를검출하였으며 2003년과 2004년에수학여행을갔던학생들이노로바이러스로인하여집단급성위장염이발생한사례가보고되었다. 분자역학적연구를통해현재유행하고있는노로바이러스들사이에현저한유전적다양성이있음이확인되었으며크게두가지유전자군 (GI, GII) 으로나뉜다 ( 표 1). 비록최근에 Jena bovine enteric calicivirus가 GIII로분류되고는있지만, 분석된대부분의바이러스들은두유전자군에서유전적으로멀리떨어져있지않다 [24]. 대규모의분자역학적연구를통하면노로바이러스의몇가지중요한유전적특징을발견할수있다 [5]. 첫째, 노로바이러스는유전적으로장시간안정하다. 둘째, 유전자군 II (GII) 바이러스, 특히 Bristol이나 Lordsdale 바이러스와밀접한유연관계에있는바이러스들이지난몇년간전세계적으로유행하고있다. 셋째, 전세계적으로유행하는공통유행주가존재하며이는사람집단사이에서효율적으로전파가가능한바이러스가존재함을의미한다. 마지막으로, 동일한집단내발생이나개인에서혼합감염이보고되고있으며, 염기서열분석을통하면혼합감염에의해 RNA 게놈들간에재조합이일어남이확인된다. 표 1. 노로바이러스의주요표준주 유전자군아형표준주바이러스유전자은행등록번호 I Norwalk Southampton Desert Shield Chiba 407 Musgrove Hesse Winchester M87661 L07418 U04469 AB AJ AF AJ II Hawaii Melksham Toronto Bristol Hillingdon Seacroft Leeds Amsterdam U07611 X81879 U02030 X76716 AJ AJ AJ AF 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

6 예방및관리 노로바이러스의감염이나위장염을예방하고관리하기위한특별한방책은없다. 바이러스의감염력이높기때문에, 손을깨끗하게씻고오염원을효율적으로제거함으로써가정이나집단시설내에서의감염을줄일수있다. 식품을통한집단발병을막기위해서는음식조리시위생관리에특별히주의하여야하며, 굴양식장이바이러스가함유된토사물이나분변으로오염되지않도록조치를취하여야한다. 그리고음용수나수영장물의순도를높임으로써집단발생의빈도를줄일수있다 [23]. 노로바이러스에대한면역학적대처에있어가장큰걸림돌은바이러스에대한면역학적인정보가거의없다는것이다. 현재까지감수성세포가개발되지않았기때문에중화항체의역할에대한정보를얻을수가없다. 현재 recombinant virus-like particle (rvlp) 를이용한백신개발이진행중에있으며임상 I상에서성인지원자들에게 rvlp 을경구투여시안전하며면역원성이있는것으로나타났다. 이와아울러식물에서발현된 rvlp도실험동물과지원자에서면역원성을나타내었다. 면역기전이밝혀지고항체가사람에서도예방효과를나타내는것으로확인된다면 rvlp는백신후보물질이될수있을것이다. 노로바이러스위장염이경미한질병이긴하지만쇠약하고영양결핍상태에있는유아들에서반복적인설사를일으키므로안전하고효과적인백신을개발함으로써바이러스성위장염의유행을감소시킬수있으며특히개발도상국의유아와어린이들의위장염사례를줄일수있을것이다. 실험실진단 노로바이러스진단에는전자현미경, 효소면역측정법, 유전자검사법등을사용하며초기에는주로전자현미경을통한진단을주로하였으나여러가지유사한크기의물질들이많이존재하여진단에어려움이있어현재는주로유전자검사법을통한진단이일반화되어있다. 1. 검체 진단에이용하는검체는대변, 토사물, 혈청, 환경적검체등이며각각의채취방법과운송및보관방법은아래와같다. 주로분변검체에서바이러스를검출하는방법이가 제 2 장바이러스성설사증 669

7 장많이사용되며혈청검체확보가가능할경우항체가상승조사를실시하여유행의규모를확인할수있다. 1 대변 : 확실한바이러스의진단을위해서는발생직후에대변을채취하는것이좋으며최소 48시간내에채취한검체를사용하고검체의운송을위해서는 4 를유지하고장기보관시는온도는 -70 가가장좋으나일주일이내에검사가가능할때에는 -20 보관도가능하다. 2 토사물 : 구토는소아에게서많이나타나며채취와보관, 운송등은대변검체의처리방법에따른다. 3 혈청 : 급성기과회복기혈청을채취하며급성기혈청은증상이나타나고 5일이내에채취해야하며회복기혈청은증상이사라진후 3주에서 6주내에채취해야한다. 성인인경우는전혈을 5~7 ml정도, 소아인경우는 3~4 ml정도가필요하며항응고제가없는튜브에담고혈청만별도로분리하여냉동보관한다. 4 환경가검물 : 물이나음식물이의심스러우면가능한빨리채취하고 4 에보관한다. 2. 검사방법 1) 전자현미경 전자현미경법은현재까지도유용한바이러스성위장염진단방법으로소요시간이짧고최소량의검체로검사가가능하다. 전자현미경으로직접입자를관찰하면분변에는여러가지유사한크기의물질들이많이존재하므로좀더특이적입자를관찰하기위해서는면역전자현미경 (immune electron microscopy, IEM) 이나고체면면역전자현미경 (solid phage immune electron microscopy, SPIEM) 을사용한다. 2) 효소면역측정법재조합 VLP (rvlp) 에대한항체를이용한효소면역측정법 (ELISA) 이항원검출용진단키트가개발되어사용되고있다 [9]. rvlp를항원으로이용한 ELISA는노로바이러스항체를검출하는데특이적이며, 감도높은방법으로대규모의집단발생시혈청 역학연구에사용되고있다. 그러나 ELISA는교차반응항체가검출되기때문에혈청학적분석을통해바이러스의항원형을동정하는것은불가능하다. 670 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

8 3) 유전자검사법 RT-PCR은노로바이러스검출에가장많이사용되는방법으로표적부위에따라여러가지 primer들이보고되고있으며대표적인표적부위는 RNA 중합효소와캡시드이다. 유행하는바이러스주들의유전적다양성때문에 primer의선택은매우중요하며 RNA 중합효소부위검출을위해서유전자군의여러가지아형에특이성이있는 Yuri/ Toronto 바이러스유래 primer를사용한유전자검사와 Norwalk/Snow Mountain 바이러스유래 primer를사용한유전자검사를동시에실시하고있다 [20]. 캡시드부위검출은국립보건연구원소화기바이러스과에서제작한 one-step RT-PCR 진단키트를이용하고있다 [22]. (1) Yuri/Toronto 바이러스유래 primer를이용한 RT-PCR ( 표 2) 1 Trizol을이용하여분변에서 RNA를추출한다. 2 RNA 중합효소부위에상보적인 Yuri 52R, MR4 primer 와역전사효소를넣고 20 에서 10분, 42 에서 90분, 95 에서 5분간반응시켜 cdna를합성한다. 3 합성된 cdna에 Yuri 52F, MR3 primer와 Taq 중합효소등을넣어전체부피를 50 μl로맞추고 94 에서 3분간전변성한후, 94 1분, 45 2분, 60 4분간 5회반복하고 94 1분, 50 1분 20초, 72 1분간 30회반복한다음 72 에서 10분간후연장하여 DNA를증폭한다. 4 Nested PCR를위하여 Yuri 22F, Yuri 22R primer와증폭된 DNA 2 μl를넣어전체부피를 25 μl로맞추고 94 에서 3분간전변성한후, 94 1분, 55 1분 20초, 72 1분간 30회반복한다음 72 에서 10분간후연장한다. 5 전기영동으로증폭된산물을확인한다 ( 그림 1). 표 2. 노로바이러스유전자검출을위한 Yuri/Toronto 바이러스유래 primer 표적유전자 Primer 용도염기서열 (5 3 ) 신물크기 (bp) Yuri 52R MR4 cdna 합성 TGTTGGGATCAGCCCGTA AGTGGGTTTGAGGCCGTA pol Yuri 52F MR3 1 차 PCR CAATCAGAGTTGGCATGAA CCGTCAGAGTGGGTATGAA 470 Yuri 22F Yuri 22R 2 차 PCR ATGAATGAGGATGGACCCAT CATCATCCCCGTAGAAAGAG 373 제 2 장바이러스성설사증 671

9 M bp 그림 1. Yuri/Toronto 바이러스유래 primer 를이용한유전자검출 M:1 kb size marker, lane 1: 음성대조, lane 2: 노로바이러스분리주 (2) Norwalk/Snow Mountain 바이러스유래 primer를이용한 RT-PCR ( 표 3) 1 Trizol을이용하여분변에서 RNA를추출한다. 2 RNA 중합효소부위에상보적인 primer 35와역전사효소를넣고 20 에서 10분, 42 에서 90분, 95 에서 5분간반응시켜 cdna를합성한다. 3 합성된 cdna에 primer 36과 Taq 중합효소등을넣어전체부피를 50 μl로맞추고 94 에서 3분간전변성한후, 94 1분 30초, 52 1분 30초, 72 1분 30초간 35회반복한다음 72 에서 7분간후연장하여 DNA를증폭한다. 4 Nested PCR를위하여 NV82, NV81, SM82 primer와증폭된 DNA 1 μl를넣어전체부피를 50 μl로맞추고 94 에서 3분간전변성한후, 94 1분, 50 1분, 72 1분간 40회반복한다음 72 에서 15분간후연장한다. 5 전기영동으로증폭된산물을확인한다 ( 그림 2). 표 3. 노로바이러스유전자검출을위한 Norwalk/Snow Mountain 바이러스유래 primer 표적유전자 Primer PCR 염기서열 (5 3 ) 산물크기 (bp) 차 CTTGTTGGTTTGAGGCCATAT ATAAAAGTTGGCATGAACA 470 pol NV81 NV82 SM82 2 차 ACAATCTCATCATCACCATA TCATTTTGATGCAGATTA CCACTATGATGCAGATTA 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

10 M bp 그림 2. Norwalk/Snow Mountain 바이러스유래 primer 를이용한유전자검출 M:1 kb size marker, lane 1: 음성대조, lane 2: 노로바이러스분리주 (3) 노로바이러스캡시드부위를검출하기위한 One-step RT-PCR ( 표 4) 1 Trizol을이용하여분변에서 RNA를추출한다. 2 GI, GII 각각의반응튜브에캡시드부위에상보적인 primer와추출된 RNA를넣고 48 에서 40분, 94 에서 3분간전변성한후 94 30초, 54 30초, 72 1분 30초간 35회반복한다음 72 에서 7분간후연장하여 DNA를증폭한다. 3 합성된 DNA에 GI, GII 각각의특이적인 primer와 Taq 중합효소등을넣어전체부피를 50 μl로맞추고 94 에서 3분간전변성한후, 94 30초, 54 30초, 72 1분 30초간 30회반복한다음 72 에서 7분간후연장한다. 4 전기영동으로증폭된산물을확인한다 ( 그림 3). 표 4. 노로바이러스캡시드부위검출을위한 One-step RT-PCR primer 표적유전자 Primer 염기서열 (5 3 ) 산물크기 (bp) Capsid (G I) GⅠF1M GⅠR1M GⅠF2 CTGCCCGAATTYGTAAATGATGAT CCAACCCARCCATTRTACATYTG ATGATGATGGCGTCTAAGGACGC 314 Capsid (G II) GⅡF1M GⅡR1M GⅡF3M GGGAGGGCGATCGCAATCT CCRCCIGCATRICCRTTRTACAT TTGTGAATGAAGATGGCGTCGART 311 제 2 장바이러스성설사증 673

11 (A) (B) 그림 3. 노로바이러스 One-step RT-PCR 를이용한유전자검출 (A) GI 캡시드유전자 ; M:1 kb size marker, lane 1~4: 노로바이러스분리주 (B) GII 캡시드유전자 ; M:1 kb size marker, lane 1~3: 노로바이러스분리주 로타바이러스감염증 로타바이러스는전세계적으로소아나영아에탈수를동반하는심한설사질환을유발하는바이러스성위장질환의주요병원체로알려져있다 [18]. 이러한탈수성위장염은보통세균성위장염과바이러스성위장염으로나눌수있는데, 세균성위장염이이전부터지속적으로알려진것에비해바이러스성위장염은 1970년노로바이러스와 1972년 human rotavirus가전자현미경 (EM) 과면역전자현미경 (IEM) 을통하여확인된이후널리알려지기시작했다. 세계보건기구 (WHO) 에서는심한설사로인한탈수증에의해사망까지이르게하는로타바이러스에대한효율적인예방과관리를최우선과제로선정하여집중적으로관리하고있다. 미국에서는매년 5세미만의어린이중 500,000명이로타바이러스감염으로인해의료기관을찾고있으며, 그중 20~40명이사망하고이로인한경제적손실비용이 1천만달러이상에달하는것으로알려져있다. 한편개발도상국에서는 5세미만의소아중매년 1억 2천5백만건이발생하고있으며이중 1천8백만건이심각한중증으로진행되어 873,000 건이사망하는실정이다. 로타바이러스백신접종에의해서중증감염과사망을크게감소시킬수있기때문에현재장중첩증에의한로타바이러스백신회수이후새롭게개발된백신에대한임상실험이진행중이다. 674 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

12 병원체 1. 성상 A군로타바이러스는분류학적으로 Reoviridae과, Rotavirus속에속하고로타바이러스공통의형태학적및생화학적인특성을가지고있으며전자현미경관찰시특징적인수레바퀴모양을가진다. 로타바이러스라는명칭은바퀴를뜻하는라틴어인 rota 에서기원하며테두리에짧은바퀴살을갖는수레바퀴모양에의해명명되었다. 로타바이러스입자의직경은 70 nm이고 3층의 20면체의외각을가지며전체게놈크기는 18,550 bp이다. 11개의이중가닥 RNA로분절되어있으며그크기는각각 660~ 3,300 염기쌍으로다양하다. RNA 분절은공통적으로양쪽염기서열말단에비단백질암호화부위 (noncoding region) 가존재하는하나의 open reading frame (ORF) 를갖는다 [9]. 코어단백질 (VP1, VP2, VP3) 은구조단백질로서의기능과 RNA 전사와복제에함께관여한다. VP1은바이러스 RNA polymerase의역할을하고바이러스전사와복제를담당한다. VP2는코어내에서이중가닥의 RNA와결합하고있는코어단백질로써, VP1과 VP2가모두존재하여야만복제가일어날수있으며 VP3는 capping 효소로작용을한다. 로타바이러스게놈에는복제와형태형성에사용되는 6개의비구조단백질을암호화하고있으며 NSP4를제외한비구조단백질은핵산과상호작용한다. 바이러스비구조단백질은 RNA 복제, 단백질합성, 조립, packaging을위한 trnas 또는 chaperone 기능을하는것으로예상된다. NSP4는 RNA와결합하지않고소포체 (ER) 내로출아되어서조립을돕는세포내수용체로서형태형성에중요한역할을하며, 최근에는 calcium-dependent signal transduction pathway를통하여클로라이드분비를유도하는내독소의역할을한다고보고되었다. 3개의로타바이러스구조단백질 (VP4, VP6, VP7) 은복제와조립에관여하며 VP6 는내부캡시드를구성하는주요바이러스구조로서 41 KDa으로전체비리온의 51% 를차지하고코어캡시드인 VP2와외부캡시드인 VP4, VP7과상호작용한다. VP6는많은로타바이러스주들이공통적으로가지고있는보존적항원결정기를가지기때문에항원검출을목적으로하는진단에주로사용되고있다 [9]. VP4는 88 KDa의외부캡시드단백질로써비리온단백질의 1.5% 를차지한다. 로타바이러스의세포배양을위해서는단백질가수분해효소의처리를통해감염력을증가시 제 2 장바이러스성설사증 675

13 킬수있는데, 이는외부캡시드의돌기인 VP4 단백질이단백질가수분해효소에의해 VP8 (28 KDa) 과 VP5 (60 KDa) 로분리되어야숙주세포에부착되어침입될수있기때문이다. 현재까지이렇게나누어진 VP8과 VP5의감염력을야기하는분해의촉진기작은명확하게밝혀져있지않다. VP7은외부각의평활표면을구성하는당단백질로써분자량은 30 KDa로비리온단백질의 30% 에해당되는 VP6에이어두번째로큰단백질이다. 감염된세포내에서로타바이러스입자가조립될때 VP7 단백질이소포체 (ER) 내로출아되어서당화된다. 2. 분류 로타바이러스는항원특이성에의해군 (group), 아군 (subgroup), 혈청형 (serotype) 으로분류될수있다. 로타바이러스군은면역형광 (immunofluorescence), 효소면역측정법 (enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA), 면역전자현미경 (immunoelectron microscopy) 과같은혈청학적방법에의하여분류될수있는교차반응이있는항원인 VP6에의해분류된다. VP6 이외에다른구조단백질이나, 비구조단백질도교차반응이있는항원결정기로서의역할을할수있으나 VP6는비리온의 51% 를차지하는매우큰단백질이기때문에진단을위해주로사용된다. 로타바이러스는군특이항원의항원성에의하여 7개의혈청군 (A~G) 으로분류한다. A, B, C군로타바이러스는사람과동물에서모두발견되는데반해 D, E, F, G군은동물에게서만발견되었다. 실제로사람에게서일어나는대부분의모든로타바이러스성설사는 A군로타바이러스에의하여일어난다. B군로타바이러스는중국에서성인에게연중심각한설사를일으키며 C군로타바이러스는산발적으로어린아이들의집단설사를일으키는것으로알려져있으나이들의의학적중요성은명확하지않다. 각로타바이러스군내에서는바이러스의유전자재배열이일어날수있으나, 다른군간에는이러한재배열이일어나지않는다. 그러나군공통항원은많은로타바이러스단백질에서찾을수있고, 로타바이러스주와항체사이에교차반응을일으킨다. 그러나내부캡시드단백질인 VP6만이모든 A군로타바이러스에대한교차반응이있는항원결정기를가지고있어항원검출을위한 ELISA에이용된다. 또한 VP6는아군으로나누는척도가될수있는데모든로타바이러스주는 Ⅰ과 Ⅱ 아군으로구분할수있으며교차반응이있는항체를유도하지만중화항체의생성을유도하지는않는다 [21]. 중화항체생성을유도하는항원은 VP4와 VP7이며고도면역혈청을사용한중화실험 676 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

14 을이용하여각군의로타바이러스는혈청형으로분류될수있다. 중화항체항원인 VP4와 VP7은이들을암호화하고있는분절 4와 9가독립적으로존재하는이형중화항원이다. 혈청형의분류를위해서는 P4에의한 P (protease sensitivity protein) 형과 G (glycoprotein) 형에의한이원체계를사용한다. 이러한분류방법을사용하여 14개의 VP7 혈청형이확인되었고동물바이러스주와사람바이러스주가기원이같은혈청형내에포함될수도있다는것을알게되었다. VP4 형을읽을수있는형구분혈청이나단클론항체 (MAbs) 의부족으로 VP4 (P) 혈청형의분류는제한되었다. 대신에 VP4의특성은염기서열분석에의해분석되었고현재로서적어도 20개의다른유전형이존재한다는것이알려져있다. 혈청학적인방법을사용한 VP7의형구분에서혈청형이결정되지않은형을구분할수없는주역시염기서열분석을통해분석될수있다. 특히이러한 VP4와 VP7의유전형결정은 RT-PCR 방법과염기서열분석을통해결정될수있다. 분석된형은앞에 G 또는 P를붙이고뒤에숫자로서형을결정하며 VP4의유전형은모난괄호 ([ ]) 내에숫자로결정된다. 그결과 VP4와 VP7의조합을통해수많은로타바이러스의유전자형이구분될수있는데, 이러한조합의유형은 P1A는 G1, G3, G4, G9, P1B는 G2, P2A는 G1, G2, G3, G4, 그리고 P3는 G1과보통조합을이룬다. 임상증상 로타바이러스감염의주증상은발열, 구토그리고설사이며, 1~3일의잠복기를거쳐경, 중증도의발열과구토, 복통이하루나타나고, 이어잦은수양성설사가나타난다. 구토와발열은발병 2일째에특징적으로사라지고, 복통과설사는 5~7일간지속된다. 다른설사바이러스에비해로타바이러스감염의경우구토가더욱빈번하여이로인한수분의손실이클수있다. 즉, 설사와발열에의해체내의수분이감소되고구토에의해수분공급이어려워지기때문에로타바이러스감염증은사망원인은다른위장관염보다탈수가사망의주요원인으로작용하는경우가많다. 역학 로타바이러스감염은주로 6~24 개월영아에서많이발생하고, 전세계적으로발생 제 2 장바이러스성설사증 677

15 한다. 6세까지는대부분의소아가한가지이상의혈청형에대한항체를가진다. 우리나라와같은온대지방에서는사계절내내환자가발생할수있으나겨울철에가장흔히유행하며, 현성질환은 3개월에서 2세까지의어린이에많다. 계절적으로온대지방에서는매년추운계절에유행하는것으로알려져있으나최근국내에서는봄철에많이발생하는양상을보이고있다. 주로분변-경구경로 (fecal-oral route) 로전염되며일부는비말에의한호흡기감염도가능하다. 따라서소아병동이나놀이방등에서집단유행이발생할수있고, 신생아실내신생아및이들과접촉한성인에서도발생할수있다. 증상이없는불현성감염도많이발생하며재감염도자주발생하지만재감염시에는증상이훨씬경미하다. 임상질환이발병하기전과발병후 10~12일에도대변에바이러스가배출될수있으며, 적은수의바이러스만으로도감수성있는사람에게감염을일으킬수있다. 성인의로타바이러스감염은대부분재감염이일어나지만임상증상이전혀나타나지않거나가볍게나타나며, 로타바이러스의병원내감염도빈번하게발생한다. A군로타바이러스는현재까지 G1에서 G15까지 15종류의 G형이사람을포함하는동물계에서확인되었으며 VP7 단백질의중화항원결정기의차이에따라구별된다. 이중 10개 (G1, G2, G3, G4, G5, G6, G8, G9, G10, G12) 의 G형이사람의감염과관련된다 [21]. G 혈청형은완벽하게 G 유전자형과일치하며 VP7의염기서열분석에의해확인되었다. VP4 경우에는혈청형을분류할수있는중화혈청과단클론항체의부재로제한적인확인만가능하여염기서열분석에의해현재까지 21개의다른유전자형을확인되었으며이중 9개 P형 (P1A, P1B, P2A, P3A, P3B, P4, P5A, P8, P11) 이사람의분리주에서확인되었으며 20개중오직 12개만유전자형과혈청형이일치한다. P형의표시법은혈청형 [ 유전자형 ] 에숫자로표기한다. VP7의경우에도형을구분할수없는주역시염기서열분석을통해분석될수있다. 이러한분류법에의해 VP4와 VP7조합에의해다양한혈청형이존재할수있는데분석된혈청형은앞에 G 또는 P 숫자로결정되며지금까지분류된혈청형조합을보며 P1A는 G1, G2, G3, G4, G9와주로조합되며 P1B는 G2와 P2A는 G1, G2, G3, G4와 P3는 G1과조합을이룬다. G형과 P형의조합에의해 4가지 P8G1, P4G2, P8G3, P8G4가세계적으로가장많이분리되었다. 유전자분석을통해많은국가에서이전에알려지지않았던다양한 G와 P형의존재가밝혀지게되었다. 초기연구에서 G형에대한혈청학적인방법으로확인되지않던바이러스주의유전자분석방법에의해다양한유전자형으로확인되었으며이는혈청학적진단방법이민감도가낮은이유도있지만기존에알려져있는 G1~G4 이외에도다양한혈청형이존재함을알려주 678 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

16 었다. G9과같은새로운혈청형은인도에서 1980년이후로많이분리되었는데 1995년이후에는선진국을포함하여전세계적으로분리되고있다. 한편동물에서만분리된다고알려진 G5, G6, G10 등의혈청형이사람의신생아에서분리되었으며이스라엘, 미국, 브라질에서는개 (canine) 와고양이 (feline) 로타바이러스가사람에서검출되었다고보고되는등동물과사람간의전파가증가되고있는양상을보인다 [6]. 예방및관리 로타바이러스의예방과치료의방향은예방접종과경구를통한수분재공급요법이다. 글루코스와전해질을함유하는용액공급에의한치료는로타바이러스감염에의한증상을호전시키는데굉장히효과적이다. 모유수유 (breast-feeding) 가값싸고효과적인방법으로선호되나모유에로타바이러스항체가있다하더라도로타바이러스의지속적인감염이나중증의로타바이러스질환을막지못하는것으로나타났다. 로타바이러스의높은발생율과사망율을고려해볼때로타바이러스의백신개발은매우중요한과제이다. 세계보건기구와미국국립보건원에서도로타바이러스의백신개발을중요과제로삼고있다. 1998년에미국 FDA에서는 live-attenuated rhesus rotavirus (RRV)-base teravalent (TV) human reassortant vaccine을승인하였는데 RRV-TV는전세계적으로가장많이발생하는혈청형인 G1~G4 4개의혈청형에대해서방어작용을나타낸다. 미국에서 RRV-TV를백신투여후장중첩 (intussusception) 의부작용이발생하여 1999년부터사용보류중에있는상태이다. 로타바이러스는새로운혈청형이계속출현하고또동물과의유전자재조합과재배열이발생하여변이형로타바이러스가생성된다. 따라서이러한항원적변이는백신개발이어려운이유이다. 로타바이러스의성공적인백신프로그램을위해서는유행하는혈청형과유전자형을우선적으로파악하는것이중요하므로국가와지역에서지속적인바이러스유전자의규명이필요하다. 실험실진단 로타바이러스감염증은겨울에 6 개월부터 2 세를중심으로어린이에다발하고, 자주 제 2 장바이러스성설사증 679

17 구토를초발증상으로하는백색의수양성설사증을유발한다는임상적특징을주목하면전형적인예에서는임상적진단이가능하다. 그러나증상에서나타나는백색변은로타바이러스설사증의약반수에서볼수있으며간편한항원진단법이확립된요즘정확한진단을위해서는항원검출에의한검사실진단을반드시시행하여야만한다. 병원진단은분변검체에서바이러스를직접검출하는것또는급성기및회복기의혈청을이용하여로타바이러스에대한항체가가의미있는상승을나타나는것으로한다. 1) 전자현미경 (EM) 과면역전자현미경 (IEM) 전자현미경에의한관찰은로타바이러스의특징적형태에착안한것이며 A군이외의로타바이러스도검출할수가있다. 로타바이러스의항원을검출하는면역학적방법이개발되기전까지전자현미경이나면역전자현미경방법이주로이용되었다. 전자현미경으로도그특별한모양때문에로타바이러스동정이가능하나사람의혈청을이용한면역전자현미경이더민감도가높은것으로알려져있다. 또한면역전자현미경은 A, B, C군로타바이러스의형태적인구분이가능하기때문에군결정을위해사용되기도한다. 그러나이러한전자현미경을이용한방법은전문적인기술을요하고전자현미경자체도매우고가장비이기때문에많은검체에대한진단의목적으로사용되기에는어려움이있다. 2) 면역학적측정법현재가장널리이용되고있는것은항원성에착안한것으로라텍스응집반응, ELISA, 역수신적혈구응집반응등이있다. 라텍스를이용한응집시험은여러상업적제품들을이용하여시행할수있다. 오늘날까지모든상업적제품들은다클론항체로감작된폴리스티렌입자를이용하고있다. 이러한응집시험은일반적으로 EIA 시험에비해간편하고시간소요가짧은반면 ELISA에비해민감도가떨어지는것으로알려져있다. 최근에는 ELISA에의한항원의검출이선호되고있는데그것은이러한방법이민감도에있어전자현미경과동등하며시행방법이간편하기때문이다. 이제까지많은상업적제품들이나와있으며이전에는다클론항체를이용하였기때문에위양성이나오는경우도있었으나근래의들어서는단클론항체를사용하고있기때문에이러한문제는해결되었다. 급성기및회복기혈청에의한항체진단법은급성기의환자를우선적으로조기진단하는데에는도움이되지않지만, 로타바이러스와설사증이외의인과관계가확립되어있지않은병태와의관계를증명하는경우 ( 예를들면뇌염등 ) 에로 680 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

18 타바이러스의감염이있는것을입증하는불가결한방법이다. 현재는시행하기에간편한 ELISA 방법이많이이용되고있다. (1) EIA 진단방법 1 분변 1 g을 PBS 10 ml에진탕하여 3,000 rpm에 30분원심하여상층액을취한다. 2 EIA 키트내에있는플레이트에검체 100 μl를가한다. 3 EIA 키트에있는접합체를 2방울떨어뜨린다. 4 플레이트를잘봉인하고 37 배양기에 1시간동안반응시킨다. 5 EIA 세척기에 6회세척한다. 1 세척액은 EIA 키트내에들어있는 25 세척액을희석하여사용한다. 6 EIA 키트에있는기질을 2방울떨어뜨려 10~15분반응시킨다. 7 반응된상태의결과를눈으로확인한다. 양성대조와음성대조를비교한다. 8 EIA 키트에있는반응정지액을 1방울떨어뜨려반응을정지시킨다. 9 EIA 판독기를이용하여 450 nm에서 OD값을측정한다. 3) 유전학적진단방법로타바이러스는이중가닥 RNA 바이러스이므로 Trizol 방법으로로타바이러스게놈 RNA을직접검출하고은염색을이용한 PAGE 양상으로로타바이러스를진단할수있다. 또한군특이 RT-PCR 등을이용해진단할수도있다. 로타바이러스의전기영동상 (electrophenotype) 은바이러스주의동정에상당히효과가있다. 또 B 및 C군로타바이러스는 A군로타바이러스와다른 PAGE 양상을나타내기때문에이들비 A군로타바이러스의동정에도유효하며바이러스주가다른바이러스주와재배열되어진것또한확인할수있다. RT-PCR은로타바이러스검출에 ELISA 다음으로가장많이사용되는방법이다. 로타바이러스의검출을위하여사용되는 primer는 VP4 부위를사용하고있지만 VP6 나 VP7을사용해도무방한것으로보고되고있다. 그러나로타바이러스의 RT-PCR은진단을목적으로하기보다는유전형결정이나염기서열결정을위한유전학적인분석을위해더많이사용되고있다. (1) 로타바이러스 RT-PCR 진단방법바이러스 RNA를추출하기위하여 Trizol, chloroform, isopropanol 을이용하여세포나분변의바이러스 RNA를추출하는 Trizol 방법을사용한다. 제 2 장바이러스성설사증 681

19 1 Trizol을이용하여검체를용해시키고클로로포름을첨가하여원심분리함으로써용해된검체는수용액층과유기용매층으로나누어지게되고, 이때바이러스 RNA는수용액층에존재하게되고, 이를 isopropanol을이용하여침전시킨후에탄올로세척하여건조시킨다음멸균된증류수로 RNA를용출한다. 2 추출된 RNA를 95 에서 5분간끓여서변성시킨후얼음에 2분간정치시킨후 reverse primer인 VP6-R과역전사효소를넣고 20 10분, 42 로 60분, 95 5분간반응시켜 cdna를합성한다. 3 합성된 cdna에 primer VP6-F와 VP6-R, Taq polymerase 등을넣어전체부피를 50 μl로맞추고, 94 에서 3분간변성한후, 94 30초, 42 45초, 72 1분 30초를 35회반복한다음 72 에서 7분간확장하여 4 에정치한다. 최종적으로전기영동으로증폭산물을관찰한다 [10]. 표 5. 로타바이러스 RT-PCR 을위한 primer 표적유전자 Primer 염기서열 (5 3 ) 산물크기 (bp) VP6 VP6-F VP6-R GGCTTTAAAAGAGAGAATTTCCGTCTGG GGTCACATCATACAATTCTAATCTAAG 1,062 M M bp 그림 4. RT-PCR 에의한로타바이러스유전자검출 M:1 Kb plus ladder, lanes 1~3: 로타바이러스양성대조 682 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

20 아스트로바이러스감염증 아스트로바이러스는사람뿐만아니라동물에게서도분리되며대부분의종에서위장염을야기시킨다. 그렇지만조류에서는장염이외에도다양한질병증상이관찰된다. 사람의경우아스트로바이러스는일부국가에서어린이들의바이러스성설사에있어서두번째로중요한원인체로작용한다. 최근개선된검출기법과감염의중요성에대한인식의증가로아스트로바이러스와관련된연구가많이이루어지고있다. 국내에서도아스트로바이러스와관련된집단설사사례 ( 식중독 ) 가보고되는등그중요성이강조되고있다. 병원체 아스트로바이러스는그리스어로별을의미하는 astron 이라는단어에서유래하였으며 1975년 Madeley와 Cosgrove가전자현미경으로바이러스표면에별모양을나타내는 small round viruses (SRVs) 를관찰함으로써명명되었다 [17]. 아스트로바이러스는 Astroviridae 과에속하며현재 8개의혈청형 (1~8) 이알려져있다. 바이러스입자의직경은 27~32 nm이며음화염색전자현미경하에서별모양을나타내고, 단일가닥 (+) RNA를가지고있다. 그길이는약 6,800 뉴클레오티드이고 3 말단에 poly A tail을가지고있다. 아스트로바이러스입자는 ph 3에서안정하고클로로포름과다양한세정제와지질용매에대해안정하며 -70 ~-85 에서 6~10년간보존이가능하다 [25]. Willcocks 등은 1988년영국에서발생한위장염사례에서확보한아스트로바이러스혈청형 1을 CaCo-2 (human colon carcinoma) 세포에직접접종하여배양함으로써 CaCo-2 세포에서배양가능함을확인하였다. 이러한세포배양체계에서유지배양액의트립신농도가 5 μg / ml이포함되어야한다. 세포병변효과는접종 2일후부터뚜렷하였으며, 이외에도분변으로부터사람아스트로바이러스를검출하기위해 Hepatoma 세포주 (PLC/PRF/5) 를사용할수있다. 제 2 장바이러스성설사증 683

21 임상증상 아스트로바이러스감염에의한위장염은전세계적으로어린이들에게흔히발생하며, 혈청형 1이주로유행하는것으로보고되고있다. 중증의감염은젊은성인에게서혈청형 4 감염시발생할수있다. 지원자를대상으로한임상연구에따르면잠복기는통상 3일에서 4일이나짧은경우에는 24~36시간사이이다. 초기가벼운설사가 2~3일정도지속되며구토, 발열, 식욕결핍, 복통등의증상이동반된다 [5]. 그러나드물게는지속적인설사와바이러스배출이일어나는경우도관찰되며, 임상증상만으로로타바이러스와아스트로바이러스감염을구별하기는어렵다. 일반적으로아스트로바이러스에의한설사는경미하고심각한탈수증상을유발하지는않으며, 대부분의경우입원이필요하지않고, 사망은흔하지는않지만가끔보고되고있다. 역학 아스트로바이러스는온대지역에서주로겨울철에검출되며, 열대지역에서는장마시기에주로검출되는데이러한유행양상은로타바이러스와유사하다. 다른장염바이러스와마찬가지로분변-구강경로로전파된다. 태국에서수행된조사에따르면통원치료를받는소아위장염환자의원인체는 19% 가로타바이러스, 8.6% 가아스트로바이러스, 2.6% 가장관아데노바이러스이었다. 일본의경우에는식품매개에의한대규모의아스트로바이러스집단감염이정상적인취학연령및성인집단에서발생한바있고, 호주에서도아스트로바이러스가바이러스성소아장염에있어로타바이러스에이어두번째로중요한바이러스이다. 대부분의국가에서혈청형 1이주요유행주로주로겨울철에유행하며, 혈청형 4는여름과겨울철에검출된다. 탁아소등어린이시설에서아스트로바이러스는집단설사의주요원인병원체로작용한다. 개발도상국에서는탁아소에위탁되는 36개월까지의어린이들이주요위험집단이다. 8례의아스트로바이러스집단감염을조사한바에따르면혈청형 1이 5주, 혈청형 2가 3주의비율로검출된바있다 [19]. 한편국내의경우 2001년 10월에서 11월사이에일산지역산후조리원및병원에서발생한바이러스성설사환자로부터로타바이러스와함께아스트로바이러스 2주가검출됨으로써로타바이러스와함께아스트로바이러스가신생아들에게서설사의원인병원체로작용하고있음을확인하였다. 또한 2000~2004년사이에국내에서검출된아스 684 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

22 트로바이러스에대한염기서열분석결과혈청형 1이가장많이검출되었으며그외혈청형 8, 4, 6, 2형이국내에서유행한것으로나타났다 [1]. 예방및관리 아스트로바이러스의예방을위해서는다른설사바이러스와마찬가지로전파차단이중요하다. 특히사람간바이러스전파가쉽게발생할수있는시설, 즉탁아소, 가정, 병원등에서는위생수칙을반드시준수하여야한다. 이질병은설사가멈춘뒤에도환자에게서바이러스가분변으로분비될수있다. 오염된음식이집단발생의원인이되기도하므로조리자와오염된음식에대한특별한관리가필요하다. 아스트로바이러스는알콜에대한저항성이높은편이나, 메탄올이아스트로바이러스감염력을감소시키는데효과적으로 70% 메탄올에의해감염력이 3 log 가량감소될수있다. 아스트로바이러스는로타바이러스혈청형 3, 장관아데노바이러스 40/41과유사하여, 모두물을매개로하여전파될수있으며, 염소처리에대한높은저항력을나타낸다 [2]. 실험실진단 아스트로바이러스의검사법에는전자현미경법, 유전자검사법, 효소면역측정법 (enzymelinked immunosorbent assay, ELISA) 이사용되나, 검사방법이간편한효소면역측정법이가장보편적으로사용되어지고있다. 1. 검체 검체는환자의분변이며, 검체의채취시기및방법, 운송및보관방법은노로바이러스에기술되어있는방법과동일하다. 2. 검사방법 1) 효소면역측정법 아스트로바이러스는입자의약 10% 정도만이입자표면에특징적인별모양을나타내고있기때문에전자현미경법으로감별하기는어렵다. 따라서분변의아스트로바이 제 2 장바이러스성설사증 685

23 러스를다른병원체로오인하기도한다. Hermann 등이사람에게감염되는아스트로바이러스혈청형 1~8을분변으로부터검출할수있는 EIA를개발한이후, 분변으로부터아스트로바이러스의항원을검출하는키트들이생산되고있다. 아스트로바이러스항원에대한다클론항체와단클론항체가사용되고있고, 전지현미경에비해민감도가높은것으로알려져있다. 2) 유전자검사법 RT-PCR은아스트로바이러스항원검출및유전적분석을위해많이사용되는방법이며, 대표적인표적부위는가장보존성이높은것으로알려진 ORF1a이다. 유전자검출법은민감도가매우높고검출주의유전적분석에이용될수있다. 아스트로바이러스 ORF1a 유전자검출 RT-PCR ( 표 6, 그림 5) 방법은다음과같다. 1 Trizol을이용하여분변에서 RNA를추출한다음, ORF1a 유전자의 3 말단에상보적인 primer (mon 348) 와역전사효소를넣고 20 에서 10분, 42 에서 90분, 95 에서 5분간반응시켜 cdna를합성한다. 2 합성된 cdna에 primer (mon 348과 mon 340), Taq polymerase 등을넣어전체부피를 50 μl로맞추고, 94 에서 3분간변성한후, 94 30초, 50 20초, 72 30초를 30회반복한다음 72 에서 5분간연장하여 4 에정치한다. 3 최종적으로전기영동으로증폭산물을관찰한다. 표 6. 아스트로바이러스의 RT-PCR 을위한 primer 표적유전자 Primer 염기서열 (5 3 ) 산물크기 (bp) ORF1a mon 340 mon 348 CGTCATTATTTGTTGTCATACT ACATGTGCTGCTGTTACTATG 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

24 M bp 그림 5. RT-PCR 에의한아스트로바이러스유전자검출 M:1 Kb plus ladder, lanes 1~3: 아스트로바이러스양성대조 장관아데노바이러스감염증 장관아데노바이러스는호흡기감염을일으키는아데노바이러스와같이아데노바이러스과에속하지만설사증을야기하며혈청형 40형과 41형이이에속한다. 바이러스의크기는 60~80 nm이며미국의경우주감염집단은 2세이하의소아로계절적유행없이일년내내발생하는것으로알려져있다. 병원체 장관아데노바이러스는이중나선의 DNA 바이러스로써 Adenoviridae 과에속하며바이러스입자는정20면체이고, 252개의캡소머를갖고있다. 이러한캡소머는 240개의헥손과 12개의펜톤으로구성되어있으며각각의펜톤에돌출된화이버를갖고있다. 펜톤과헥손은서로다른바이러스폴리펩티드에서유래하며화이버에대한항체는형특이성을나타낸다. 아데노바이러스입자는직경이 80 nm이고, 게놈은 35,000 bp로써 8개의단백질 (E1A, E1B, E2A, E3, E4, P9, 4A2, L1~L5) 을암호화하고있다. 다른아데노바이러스와전자현미경하에서형태학적인구별은불가능하다. 장관아데노바이러스는 56 에서의 30분간처리, 자외선조사, 0.25% SDS, 0.5 μg / ml의클로라인, 포르말린에의해불활화되며, 에테르와클로로포름에대해서는내성을가진다. 바이러스는핵에서증식하며숙주세포특이성을갖고있다. 제 2 장바이러스성설사증 687

25 장관아데노바이러스는장으로부터분변으로많은수의바이러스입자가분비되나일반적으로다른아데노바이러스배양에사용되는세포에서는증식되지않는다. 장관아데노바이러스의세포배양제한성은 40형보다 41형이더욱심하여 40형의증식에사용되는많은세포주에서 41형이증식하지못한다. 41형의증식이중단되는단계는감염초기로알려져있으며아데노바이러스 E1 단백질이관계되는것으로밝혀져있다. 임상증상 장관아데노바이러스는주로 3살미만의어린아이, 면역억제환자, 골수이식을받은환자에게서위장염을일으킨다. 잠복기는약 7~8일이며, 전형적으로감염은 5~12일동안지속된다. 다른설사바이러스와비교하여감염기간은다소길다. 그러나구토의빈도는낮으며증상도더경미하다. 가장주요한임상적특징은묽은설사변과설사 1~2일후에나타나는구토이다. 평균설사기간은아데노바이러스 41형의경우 12.2일, 40형의경우 8.6일로써 41형의설사기간이길지만두형사이에임상적상이성은없다. 장관아데노바이러스의다른임상적증상으로는 2~3일간지속되는낮은발열, 탈수, 호흡기증상이다. 호흡기증상은전체장관아데노바이러스감염사례중약 20% 미만에서나타난다. 일반적으로장관아데노바이러스감염은치명적이진않으나, 위장염으로사망한환자의소장세포에서아데노바이러스 41형이분리된바있다. 세포배양에서이분리주의특별한독성이발견되지는않고있지만병원에서집단발생예가종종보고된다 [7, 12]. 역학 장관아데노바이러스의주요감염경로는분변-구강이며, 개발도상국에서수행된연구에따르면장관아데노바이러스는어린이에게서주로검출되고있다. 아프리카, 아시아, 유럽, 중동, 미주지역에서의조사에따르면장관아데노바이러스는설사질환의 5~ 20% 정도로관여되는것으로밝혀졌다. 장관아데노바이러스는연중발생하며계절에따른변화가별로없다. 최근까지 40형과 41형이거의동등한빈도로출현하고있었으나가장최근의조사에따르면 40형의유행이감소하고 41형의유행이증가하고있는것으로나타났다. 이러한결과는영국, 캐나다, 일본, 네덜란드등다른지역의조사에서 688 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

26 도얻어졌다 [8, 16]. 국내에서 2001~2003년중 EIA로확인된장관아데노바이러스의염기서열분석을실시한결과 41형이 64.9%, 40형이 4.3% 로 41형이훨씬많은비중을차지하였으며, 이외 30.8% 에서는 31형을비롯하여호흡기로전파되는 1, 3, 4, 5, 7형이검출된바있다 [1]. 예방및관리 바이러스감염이확인되면체액의균형을유지해주고, 장갑, 가운등에의한사람간전파를차단하여야하며, sodium hypochlorite와 chloramine T와같은소독제를사용하여주변환경을소독하는것이필요하다. 특별한항바이러스제나면역치료제는없으며리바비린을면역억제환자나이식환자의장관아데노바이러스감염시사용하기도한다 [14]. 다른설사바이러스와마찬가지로장관아데노바이러스의감염이나위장염을예방하고관리하기위한특별한방안은없으며, 손세척과오염원의제거및안전한처리를통해가정이나시설내에서의전파를줄일수있다. 실험실진단 장관아데노바이러스의검사법에는전자현미경법, 유전자검사법, 효소면역측정법 (enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA) 이사용되나, 검사방법이간편한효소면역측정법이가장보편적으로사용되어지고있다. 1. 검체 검체는환자의분변이며, 검체의채취시기및방법, 운송및보관방법은노로바이러스에기술되어있는방법과동일하다. 2. 검사방법 1) 효소면역측정법 분변으로부터장관아데노바이러스의항원을검출하는키트가개발되어있으며, 장 제 2 장바이러스성설사증 689

27 관아데노바이러스항원에대한다클론항체와단클론항체를사용하고있고, 전자현미경법에비해민감도가더높은것으로알려져있다. 2) 유전자검사법 1 50 μl의분변혼탁액에 5N NaOH를 5.5 μl넣은후 37 에서 15분간반응시킨다. 2 5N HCl 5.5 μl를넣어 ph를중화시키고 H 2 O로 10~100배희석하여 DNA를추출한다. 3 NaOH를사용하여추출한아데노바이러스 DNA에 primer (hexaa1885, hexa A1913), Taq polymerase 등을넣어전체부피를 50 μl로맞추고, 94 에서 3분간변성한후, 94 30초, 55 30초, 72 30초를 30회반복한다음 72 에서 5분간연장하여 4 에정치한다 ( 표 7) [3]. 4 전기영동으로증폭산물을관찰한다 ( 그림 6). 표 7. 장관아데노바이러스 PCR 을위한 primer 표적유전자 Primer 염기서열 (5 3 ) hexaa1885 GCCGCAGTGGTCTTACATGCACATC Hexon hexaa1913 CAGCACGCCGCGGATGTCAAAGT 산물크기 (bp) bp 그림 6. PCR 에의한아데노바이러스유전자검출 M:1 Kb plus ladder, lanes 1~3: 장관아데노바이러스양성대조 690 감염병실험실진단제 4 부바이러스질환

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