로타바이러스 감염증(Rotaviral infection)

로타바이러스 개요

로타바이러스는 5세 이하의 영유아에서 급성 감염을 유발하여 설사, 복통, 구토 등의 위장관염 증세를 보이는 병원체로 알려져 있으며 급성 위장관염을 유발하는 바이러스 가운데에 영유아에서 가장 발생빈도가 높은 것으로 보고되어 있다. G단백과 P단백이 질병의 방어와 관련하여 가장 중요한 역할을 수행하는 것으로 알려져 있어 이들에 대한 혈청형 또는 유전자형의 결정이 매우 중요하고 최근 생독백신이 개발되어 사용되고 있어 유행하는 바이러스의 유전자형의 분포조사가 백신의 도입 및 개발에 있어 매우 중요한 분야로 인식되고 있다.

로타바이러스 원인

병원체 1) 형태학적 특성

      로타바이러스라는 명칭은 "wheel"을 뜻하는 라틴어 rota에서 유래되었고, 전자현미경 관찰시 테두리에 짧은 바퀴살을 갖는 수레바퀴모양을 가진다. 로타바이러스는 분류학적으로 family Reoviridae genus rotavirus에 속하며 성숙한 바이러스 particle은 크기가 약 70~100㎚이고 외부 capsid와 내부 capsid, core층으로 구성된 3개층으로 구성된 Ⅱ0면체 protein capsid를 가지고 있다. 최외곽의 표면에는 60개의 spike가 뻗어 있고, particle은 RNA 전사물를 생산할 수 있는 enzyme을 함유하고 있다.

2) 생화학적 특성

      로타바이러스는 11개의 분절로 구성된 double stranded RNA를 유전자로 가지고 있으며 각각의 유전자는 그 크기 가 각각 660~3,300 base pair의 다양한 크기를 나타내며 전체 게놈 크기는 18,550bp이다.

3) 면역학적 특성

      로타바이러스는 A~G 7개군으로 분류되며, A, B 및 C군 rotavirus는 사람과 동물에서 발견되며 D, E, F 및 G군 rotavirus는 동물에서만 발견된다. VP6는 주요한 외피항원으로 진단에 주로 사용되며 virion의 51%를 차지하는 매우 큰 protein이다. VP6에 의해 모든 로타바이러스주는 subgroup I과 II로 구분되며 cross-reactive 항체를 유도하지만 중화항체의 생성을 유도하지는 않는다. 중화항체 생성을 유도하는 표면항원은 VP4와 VP7이며 hyperimmune serum을 사용한 중화실험을 이용하여 각 group의 로타바이러스는 혈청형으로 분류될 수 있다. 중화항체를 유도하는 표면항원인 VP4 (P 단백)과 VP7 (G 단백)의 염기서열 분석에 의한 VP4와 VP7의 조합 (Binary system)을 통해 수많은 로타바이러스의 유전자형이 구분될 수 있으며 이러한 조합의 유형을 보면 P8는 G1, G3, G4, G9와, P4는 G2와, P6는 G1, G2, G3, G4와, 그리고 P3는 G1과 주로 조합을 이룬다. 서로 다른 G/P type 간 교차반응은 대부분 일어나지 않는 것으로 알려져 왔으나 최근 개발된 로타바이러스 백신의 임상실험결과 다른 G type 간에도 어느 정도의 교차 반응이 있을 것으로 알려졌다. 일반적으로 출생 후 6개원까지의 영아는 모체에서 받은 항체를 가지고 있어 로타바이러스에 감염되지 않는다고 알려져 있으나 신생아나 6개월 이내 영아도 로타바이러스에 많이 감염된다. 성인에서도 대부분 로타바이러스 재감염이 일어나지만 임상증상이 전혀 나타나지 않거나 가볍게 나타난다.

로타바이러스 임상적 특징

로타바이러스에 감염되면 48시간 이하의 잠복기를 거쳐 중등도의 발열과 구토로 시작되며, 이어서 수양성 설사가 시작된다. 이런 특징적인 임상 양상 때문에 설사-발열 구토 증후군으로 불리기도 한다. 39˚C를 넘는 발열이 30%에서 나타나고 대변에서 혈액이나 백혈구는 볼 수 없다. 구토와 발열은 2일째에 호전되나 설사는 흔히 5-7일간 지속된다. 설사가 심하면 탈수가 되며 특히 영아와 만성 위장관 질환이 있는 소아에서 잘 일어난다. 3개월부터 2세 이하의 소아에 빈발하며 무증상적 감염도 흔하다. 로타바이러스는 설사를 일으키는 바이러스 중 가장 중증의 증상을 유발한다. 그러나, 불현성 감염도 많다. 다른 질환에서도 가끔씩 우연히 검출되지만 병인적 의의는 없다고 한다.

발생현황

로타바이러스 역학적 특성

      선진국이나 개발도상국을 불문하고, 5세 이하에서 설사증으로 입원하는 소아의 1/3이 로타바이러스에 의한 것으로 생각된다. 생후 1개월이하 영유아 감염의 약 1/3에서 설사가 생기지만 이외에는 불현성 감염이다. 6개월에서 2세의 연령층에서 발생률이 가장 높으며 2~3세까지는 모두 감염된다.
      우리나라와 같은 온대지방에서는 사계절 내내 환자가 발생할 수 있으나 흔히 겨울철에 유행한다. 최근 수년간 국내에서의 로타바이러스 발생 현황을 계절적으로 분석해보면 봄철에도 많이 발생하는 양상을 보이고 있다.
      분변-경구 경로 (fecal-oral route) 로 전염되며 일부는 호흡기(증식은 불가능함) 감염도 가능하다. 따라서 소아병동이나 놀이방 등에서 집단유행이 발생할 수 있고, 신생아와 이들과 접촉한 성인에서도 발생할 수 있다. 증상이 없는 불현성 감염도 많이 발생하며 재감염도 자주 발생하지만 재감염시에는 증상이 훨씬 가볍다. 임상질환이 발병하기 전과 발병 후 10-12일에도 분변에 바이러스가 분비되며, 특히 면역억제 환자는 30일 이상 바이러스를 배출한다.
      적은 수의 바이러스만으로도 감수성 있는 사람에게 감염을 일으킬 수 있다. 생후 6개월에서 2년의 유아가 가장 감수성이 높고, 3개월 미만의 유아에서는 설사가 드물다. 면역억제 환자는 장기간에 걸쳐 감염이 지속되고 간헐적으로 설사증상이 생기기도 한다.
      성인에서도 로타바이러스 감염 재감염이 일어나지만 임상증상이 전혀 나타나지 않거나 또는 가볍게 나타나며 병원 내 감염에 의한 로타바이러스 감염증이 빈번한 것으로 알려져 있다.

진단과치료

로타바이러스 진단

      검체
  • 항원이나 유전자를 검출하는 방법이 가장 많이 사용된다.
    분변 : 확실한 바이러스의 진단을 위해서는 발생 직후에 대변을 채취하는 것이 좋으며 최소 48시간 내에 채취한 검체를 사용하고 검체의 운송을 위해서는 4℃를 유지하고 장기 보관 시 온도는 -70℃가 가장 좋으나 일주일 이내에 검사가 가능할 때에는 -20℃보관도 가능하다.
  • 일반적 지침
    채취시기 : 증상 발생 이후 48시간 내에 검체를 채취한다.
    채취 양 : 가능하면 5g 이상 (소변채취 컵 정도의 양, 최소 1g이상)을 채취한다.
    검체채취 관련 지침 : 집단설사환자가 발생하였을 때는 조사 시점 기준으로 증상이 있는 사람이 20명 이상이면 최소 20명을 대상으로 분변검체 (5g 이상) 채취와 직장채변을 실시하고 나머지 이환자는 직장채변을 실시한다. 또한 증상자가 20명 미만이면 전원 대변검체 및 직장채변 실시한다.
  • 검체 보관
    방수된 깨끗하고, 건조한 용기에 넣어 보관하며 검체 채취 후 48시간 내 검사가 가능한 경우 냉장보관하고 이외에는 -20℃이나 -70℃에 보관한다.
  • 검체 송부
    로타바이러스 양성으로 확인된 경우 각 시·도 보건환경연구원은 양성 검체를 보관하고 월별로 질병관리본부 국립보건연구원 수인성질환과에 송부하여 염기서열 분석을 통한 유전자형 분석을 수행한다. 다만 집단 설사 또는 식중독 사례의 경우 확인된 양성 검체를 즉시 질병관리본부 수인성질환과로 송부한다.
      검사방법
  • 로타바이러스의 검출을 위해 항원검출 EIA법, 로타바이러스 특이 유전자 검출법 및 전자현미경 관찰 등이 사용된다. 노로바이러스와 마찬가지로 전자현미경 관찰법은 낮은 민감도와 고가의 장비가 요구되는 관계로 널리 사용되고 있지 않으며 VP6 특이 항체를 이용한 면역학적 진단기법이나 로타바이러스 특이 유전자 검출을 위한 RT-PCR법이 사용되며 특히 면역학적인 진단기법이 Kit가 상품화되어 가장 널리 이용되고 있다. 항원 검출용 EIA kit는 민감도가 뛰어나고 간편하며 대량의 검체를 신속하게 처리할 수 있는 장점을 가진다. 로타바이러스의 유전자 검출을 위해서는 바이러스의 핵산을 추출한 후 VP4나 VP6, VP7에 특이적으로 반응하는 프라이머를 이용하여 핵산을 증폭하는 방법을 이용한다. 그러나 유전자 검출기법은 진단을 목적으로 하기보다는 유전형 결정이나 염기서열 결정을 위한 유전학적인 분석을 위해 더 많이 사용되고 있다. 특히 VP4나 VP7의 경우 바이러스의 중화항체 생성을 유도하는 주요한 항원의 유전자형을 결정하는 데 사용된다. 이외에 항원 검출용 라텍스응집반응, 역수신적혈구응집반응 등도 사용되며 라텍스 응집시험은 상품화된 제품을 이용하여 간편하고 단시간 내에 용이하게 진단할 수 있다. 그러나 현재까지 상업화된 제품들은 모두 다클론 항체로 감작된 폴리스티렌 입자를 이용하고 있어 일반적으로 EIA 시험에 비해 간편하고 시간 소요가 짧은 반면 ELISA에 비해 민감도가 낮은 단점이 있다.

로타바이러스 치료

      특별한 치료법은 없다. 탈수에 대해서 치료하며, 기본은 경구 수액을 보충하는 것이다.

관리와예방

로타바이러스 예방

      환자 및 접촉자관리 : 환자 격리는 현실적으로 힘들며 배설물을 신체물질 격리책에 준하여 처리한다.

예방

      효과적인 예방대책은 알려져 있지 않다. 로타바이러스는 다른 바이러스가 생존하기 어려운 환경에서도 생존할 수 있기 때문에 청결한 환경 유지 및 개인 위생관리가 로타바이러스 감염증의 철저한 예방에 도움이 되지는 않는다. 따라서 사전에 감염을 차단하기 위한 예방 접종이 중요하게 대두되고 있다. 국내의 경우 2007년과 2008년 식약청으로 부터 인증받은 로타릭스, 로타텍이라는 로타바이러스 백신의 접종이 가능하다.