제 1 장제 12 장 브루셀라증 브루셀라증은브루셀라속균에의해감염되는인수공통전염병이다. 1887년 Bruce 에의해 Brucella melitensis가처음분리 동정되었으며, 살균하지않은우유를마시거나유산태아를접촉하였을때감염되고공기전파가가능한병원체로서생물테러작용인자로도고려되고있다. 일반적으로 B. melitensis, B. suis, B. abortus가사람에게감염을일으키며, 병리학적소견은수막염, 심내막염, 척수염, 관절염을보인다 [9, 10, 13]. 브루셀라증은 2000년 1월에개정된전염병예방법에서 3군으로관리하며, 소브루셀라증의발생과연관성이깊다. 사람브루셀라증의관리및 2차감염예방은가축의브루셀라증관리가무엇보다중요하며, 직업적인노출위험군, 오염식품의열처리등위생관리가필요하다. 또한이균은실험실감염위험이높은것으로취급되다. 사람백신은개발중이며, 약독화된 Brucella abortus RB51주를소의예방백신으로최근사용되고있다 [1, 2]. 병원체 브루셀라균은그람음성단알균으로포자를형성하지않으며, 세포내기생세균이다. 브루셀라속은항원변이와숙주특이성에의해 Brucella melitensis ( 양, 염소 ), B. suis 152 감염병실험실진단제 1 부세균질환
( 돼지 ), B. abortus ( 소 ), B. ovis ( 양 ), B. canis ( 개 ), B. neotomae (wood rats), B. maris ( 해양생물 ) 로나눠진다. 이중 B. abortus는소의유산을초래하여농장에심각한경제적인손실을입히고있다. 계통분석으로브루셀라는 Proteobacteria의 2로분류되며, 플라즈미드가없는 2개의원형염색체로구성되어있다. 균체성분중면역방어를유도하는주요항원은 S- LPS로균의세포내생존에관여하고최근 B. melitensis (GenBank NC 00317, 00318), B. ovis (GenBank NC 002969) 게놈프로젝트의완성으로브루셀라병원성기작의방대한정보가제공되고있다 [8, 9]. 임상증상 잠복기는보통 1~3주이나수개월인경우도있다. 증상은불규칙적인발열이다양한기간계속되며, 두통, 쇠약감, 발한, 오한, 관절통, 권태, 체중감소, 전신통등이일반적이다. 감염초기급성이나잠행적으로나타날수있으며, 간, 췌장과같은장기에만성적인국소감염증을일으킬수도있다. 구강, 비강을통해침입한브루셀라균은점막외피세포를통해대식세포나국부림프절로이동하여비장, 간, 골수, 유선, 생식기관, 림프절로퍼져증식한다. 적절한치료를하지않을경우재발되는열, 관절통, 피로감이장기간지속되는만성질환이되며때로는중추신경계나심장을침범하는심각한감염증을일으키기도한다. 또한합병증으로우울증, 수막염, 척수염을나타낼수있고, 사망률은 2% 로주요사인은심내막염이다. 브루셀라증은전신증상을나타내고장기에감염을일으키는것으로알려졌으며, 장기별특징은다음과같다 [13~15]. 관절계 : 가장잘나타나는합병증으로장골좌골관절염, 골수염, 골막포염소화기계 : 오한, 구토, 체중감소호흡기계 : 극히드물지만호흡곤란비뇨기계 : 정소염신경계 : 우울증, 수막염등이보이지만빈도는 2% 이하이다. 심혈관계 : 심내막염이중요한합병증이며, 브루셀라증에의한사망원인의대부분을차지한다. 한편브루셀라증은항체가양전률이다른질환과달리세포내기생세균으로느리게진행되므로지속적인치료와병증의경과를유의관찰하여야된다. 제 12 장브루셀라증 153
역학 브루셀라증은범세계적으로사람과가축에발생되는중요한인수공통전염병으로존재하고있으며, 비록국가간의발생양상이다양하나 B. abortus 감염에의한소브루셀라증이가장호발하고있다. 브루셀라증은지중해연안, 사우디아라비아, 요르단, 인도, 멕시코등중남미지역에서발생되며, 유행지에서보고되는발생수에큰차이가있지만동물에대한브루셀라대책이완벽하지않는지역에서보고가많다. 또한동물에서브루셀라가유행하고있는지역에서인체감염률이낮게보고된경우는감시체계나보고체계가미비한것으로분석할수있다. 일부국가에서양, 염소를자연숙주로하는 B. melitensis 및돼지를자연숙주로하는 B. suis가소에정착하여사람에게감염원이되는공중보건상의새로운문제가되고있다. 브루셀라증은감염동물의사체나유산조직을직접접촉하여피부상처혹은비말흡입하거나결막을통해감염되며, 살균처리되지않은균에오염된우유나유제품의섭취에의해서도감염되나사람간의전염은거의없다. 최근소에게는 B. abortus RB51, 양과염소에게는 B. melitensis REV.1 백신이사용되고있으나사람은우발적인숙주로농부, 목축종사자, 수의사등에서발생빈도가높고실험실종사자, 식육검사관에서도비슷한양상을나타낸다. 국내의경우 2002년젖소의미살균처리우유를마셔감염된첫환자가신고 보고된것을계기로 2004년 2월까지브루셀라증발생현황은소브루셀라증발생과밀접한연관성이있었다 [1, 4, 5]. 우선농림부의소브루셀라증에대한 5년간의발생통계를살펴보면 1998년 998두, 1999년 666두로감소하다가 2000년에약 2배로증가한 1,249두이며 2001년에 754두로다시감소하였고 2002년부터그림 1과같이계속증가하여 2003년에는 1,088두, 2004년에는 4,076두에서발생하였다 [1]. 154 감염병실험실진단제 1 부세균질환
4500 4000 3500 3000 발생두수 4076 발생두수 2500 2000 1500 1000 500 504 912 988 666 1249 754 845 1088 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 그림 1. 년간소브루셀라발생률 (1996~2004) 농림부통계 양성자수 10 5 0 Jul-02 Sep-02 Nov-02 Jan-03 Mar-03 May-03 Jul-03 Sep-03 Nov-03 Jan-04 Mar-04 May-04 Jul-04 Sep-04 Nov-04 그림 2. 최근 2 년간월별브루셀라증양성자발생현황 (2002. 7~2004) 이에반해인체브루셀라증은 2002년 1명, 2003년 16명, 2004년 12월까지 47명으로극히적게보고되어인수공통전염병에있어서 1차적동물방역대책이철저하여적게발생한것으로해석될수있다. 하지만 2003년에사람브루셀라증발생이많았던전북의경우, 5두정도발생된 1998년과 2000년을제외한해에는소브루셀라증발생보고가없다가 2003년에 445두로전국발생의약 41% 를차지하여그동안인수공통전염병의발생현황의헛점을보여주는결과이다. 제 12 장브루셀라증 155
예방및관리 브루셀라균에는테트라사이클린계등의항균제가유효하며, 세포내에서기생하고있으므로리팜피신과퀴놀론계등의항균제를병용하여사용할필요가있다. 성인의급성브루셀라증에대해 WHO에서는리팜피신 (600~900 mg / 일 ) 과독시사이클린 (200 mg / 일 ) 을 6주간투여하는것을추천한다 [13]. 골수뇌염과심내막등의합병증이있는경우에는리팜피신, 테트라사이클린및아미노글리코시드계항균제를병용한다. 소아에서합병증이없는경우리팜피신과트리모키사졸병용을추천하고있다. 항생제내성브루셀라속균도있지만임상적인의의는뚜렷하지않다. 브루셀라의감염관리및 2차감염예방은가축의브루셀라증을관리하는것이가장중요하며, 현병력에대해서는해외여행이나실험실내사고도고려해야한다. 하지만지역사회의인수공통전염병발생정보는그지역에서가장빠르게얻을수있으므로시 도보건위생과는축산위생과와협조체계를이루어능동감시를강화하며, 지역보건소는축산위생시험연구소와협동으로지역의료기관및축산업종사자와수의사에게적극적으로교육, 홍보하도록해야한다. 특히수의사및축산업종사자는유산한소의태반, 부산물등에직접접촉되지않도록보호장갑과보호복을반드시착용할것을권장한다. 실험실진단 임상적으로급성혹은점진적인발열, 야간의발한, 피로감, 식욕부진, 체중감소, 두통, 관절통등을고려한다. 실험실진단으로는검체 ( 혈액, 골수, 비장등 ) 로부터 Brucella spp. 를분리한다. 혈청학적으로표준시험관응집시험 (Standard Tube Agglutination test;sta) 에서브루셀라응집자가증상이나타난후채취한단일혈청에서 1:160일경우의사환자로판독하며, 급성기와회복기의항체가가 4배이상증가한경우확진환자로판정한다 [10, 11]. 그외 anti-lipopolysaccharide 항체가검출법으로는 ELISA, 2-mercaptoethanol 시험, 보체결합시험, 형광항체법, 쿰스시험, 방사선면역측정법이, anti-cytosolic protein 검출법으로는 counterimmunoelectrophoresis (CIEP) 가있다. 작업상의주의사항으로브루셀라균은 BSL3로분류되어있으므로, 브루셀라로의심되는검체는먼저 BSL2의안전캐비닛에서취급하며, 브루셀라로강하게의심되는경 156 감염병실험실진단제 1 부세균질환
우는이후의모든실험을 BSL3의실험실에서한다. 브루셀라증은실험실내감염이매우많고, 피부, 흡입, 눈, 입을통하여감염되므로주의가필요하다. 증상은비특이적이여서실험실의검사결과가중요하다. 일반적인검사소견으로는백혈구수는정상이거나약간감소하고, 경도의빈혈이인정된다. 적혈구침전은정상또는약간상승한다. 세균학적검사, 항체검사및유전자검출등으로판정하지만브루셀라증은대부분만성으로이행되어유증상시기에항체를보유하는경우가많아혈청학적진단이의의가크다. 감별진단으로필요한질환은야토병, 전염성단핵증, 인플루엔자, 리스테리아증, 톡소플라즈마증, 바이러스성간염, 만성류머티즘이있다. 1. 검체 브루셀라증은혈액배양에의한진단이유효하므로, 발열시항생제투여전의헤파린처리혈액, 임파절, 골수등을채취한다. 혈액, 배양용재료는동결시키지않고냉장상태로운송하며의심되는검체및브루셀라균은 BSL3 실험실내에서보존한다. 사용되는도구등은 70% 에탄올로소독하며, 오물은 121 C에서 20분동안멸균한다. 2. 검사방법 1) 세균학적검사 검체는발열시항생제투여전의헤파린처리혈액, 림프절생검재료, 골수액등무균적으로채취한조직및체액을대상으로한다. 브루셀라균은느리게자라므로균분리는무균적으로채취한재료가바람직하다. 또한브루셀라균은혈액과골수에서분리되는경우가많지만, 비장, 간장및농양의검체에서분리되는경우도있다. 배양은직접평판한천배양과필요에따라증균배양을한다. 혈액등의검체를 5% 양혈액한천배지 (SBA), 혈청을가한브루셀라한천배지등에도말하여배양한다. 일반적인조직검체인비장의경우평판에비장측면을내리눌러, 평판전체에찍어도말한다. 브루셀라균은선택배지인 Martin Lewis 배지나 Thayer-Martin 배지를선택배지로하여도성장하므로, 창상부위나폐등으로부터균분리에이용한다. 또한자동혈액배양기 (BACTEC 또는 BacT/Alert System) 에서증균한후혈액한천배지에접종하여 37 C, 5% CO 2 배양기에서 72시간이상배양한다. 제 12 장브루셀라증 157
브루셀라속균은작은원형, 단간균으로약간돌출한집락으로보이며, 발육은느리나 3일이상배양하면직경 1.5~2 mm이다. 의심되는집락을그람염색하면그람음성의단간균이며, 생화학적성상 ( 옥시다제, 카탈라제등 ) 을검사한다. 이하는브루셀라속균의감별을위한특징은표 1, 표 2와같다. 표 1. 브루셀라속균과감별을필요로하는세균 시험 Brucella spp. Bordetella Acinetebacter brochiseptica spp. Moraxella phenylpyruvica Oligella urolytica Haemophilus influenza 항브루셀라응집 + - _ - - - 옥시다제 + + - + + + 운동성 - + - - +/- - 요소가수분해 + + +/- + + +/- 질산염환원 + + -/+ + + 혈액배지발육 + + + + + - 검체종류혈액, 골수 호흡기흡인물 다양다양뇨점막 형태단간구균소간구균구간균구간균소간구균단간구균 표 2. 브루셀라속균의감별 감별시험 B. abortus B. melitensis B. suis B. canis 숙주 소 염소, 양 돼지 개 사람에대한병원성 중증도 강 강 강 색소감수성 / 염기성푸신 내성 내성 감수성 감수성 색소감수성 / 티오닌 감수성 내성 내성 내성 요소분해 > 90 min > 90 min < 90 min < 90 min H 2S 생산 2~5 days - 1~6 days - CO 2 요구성 +/- - - - 2) 유전자검출 브루셀라속균유전자의검출은 PCR법을이용한다. 검체는혈청또는혈액, 골수액을시판되는 DNA 추출키트를이용하여정제하거나, 분리배양한세균집락에서추출 158 감염병실험실진단제 1 부세균질환
한 DNA 를이용한다 [12]. 표 3. 브루셀라속균유전자 primer 표적유전자 Primer 염기서열 (5 3 ) 산물크기 (bp) BCSP 31 kda B4(F) B5(R) TGGCTCGGTTGCCAATATCAA CGCGCTTGCCTTTCAGGTCTG 223 omp 36 kda JPF JPR GCGCTAAGGCTGCCGACGCAA ACCAGCCATTGCGGTCGGTA 195 16S rrna F4 R2 TCGAGCGCCCGCAAGGGG AACCATAGTGTCTCCACTAA 905 2 PCR 반응조건대상표적유전자에따라약간의차이를나타내나 BCSP31, OMP2 유전자검출조건은초기변성이 94, 4분, 반응은 94 1분, 60 1분, 72 1분간 35회반복후 72 C에서 5 분, 1회연장반응시키며 16S rrna 유전자는초기변성이 95, 5분, 반응은 94 30초, 54 1분 30초, 72 1분 30초간 30회반복후 72 C에서 6분, 1회연장반응한다. A) BCSP 31 kda genes (223 bp) B) omp 36 kda genes (195 bp) C) 16S rrna genes (905 bp) 그림 3. 브루셀라균공통유전자 PCR 결과 3. 혈청학적시험 1) 표준시험관응집법 브루셀라증은많은경우만성으로진행하고, 유증상기 ( 감기와비슷한증상 ) 에도항체를보유하고있는경우가많아혈청학적진단의의의는크다. 혈청학적진단에는조작과판정이용이한표준시험관응집법이이용되며, ELISA (Panbio Co. Australia) 키트를이용한 IgM 항체검출로질병의조기진단이가능하다. IgG 항체는치료후 제 12 장브루셀라증 159
에도 1년정도검출되는것으로알려져있다. 또한야토균, 여시니아균, 콜레라균과의교차반응에주의한다. S-LPS를가진브루셀라속균에대한항체의측정에는 B. abortus의사균을이용하여시험관응집이널리이용되고있으나 R-LPS를가진 B. canis에대한항체는검출할수없다. B. canis가의심스러운경우 B. canis의응집반응용항체를이용한다. (1) B. abortus, B. melitensis, B. suis, B. canis 에대한항체의검출 1 표준균액 (B. abortus) 을잘흔들어서 0.5% (w/v) 페놀첨가생리식염수에 10~ 50배로희석하여표준항원현탁액을만든다 ( 항원시판회사에서제시된농도로희석 ). 2 90 μl의생리식염수에실험하고자하는샘플 10 μl를넣어 10배희석한다. 3 96 웰플레이트를이용하여 10배희석액을 50 μl씩단계희석하여 8단계까지희석한다 (50 μl /96 웰플레이트 ). 4 같은방법으로역가가 160배이상의양성대조혈청을희석한다. 5 준비된표준균액 50 μl를각각의웰에넣어잘섞은후, 37 C에서 18~24 시간감작 ( 단, B. canis 경우 50 C에서 24시간감작 ) 후판정한다. 6 판정은표준항혈청과비교하여응집의정도를조사하여, 응집을보이는최종혈청희석배수를읽는다. 7 최종희석배수 1:160 이상에서응집을보이는것을양성으로판정한다. 주 ) Yersinia enterocolitica serotype 09, Francisella tularensis, Vibrio cholerae 등과교차응집이있어의양성에이르는경우가있으므로주의가필요하다. 또한응집항체가가높은항체에는혈청희석이낮은곳에서의음성에이르는경우가있으므로, 보통 320배이상으로희석하여검사하는것이좋다. 2) ELISA 법 키트에제시된방법으로시험하여양성및음성대조로판정한다. 160 감염병실험실진단제 1 부세균질환
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