PHWR 질병관리청 공식학술지
주간 건강과 질병(Public Health Weekly Report)

감염병 감시(surveillance)는 주로 감염병 환자와 접촉한 사람들을 추적하여, 신속한 진단과 격리를 통해 질병의 확산을 방지하는 것을 목적으로 한다. 1960년대 후반, 세계보건기구(World Health Organization)는 이 개념을 ‘역학적 감시’로 확장하여, 단순 추적을 넘어 더 책임감 있는 조치를 포함하도록 하였다. 1990년대 후반, 미국 질병통제예방센터(Centers for Disease Control and Prevention)는 ‘감염병 감시’를 공중보건사업에서 계획수립, 실행, 평가를 위한 자료 분석과 정보 공유 등을 포함하는 개념으로 정의하였다.

이러한 감시 개념의 발전은 수인성‧식품매개감염병의 관리에도 적용되고 있다. 수인성‧식품매개감염병은 세균, 바이러스 등 감염성 병원체에 의해 설사, 구토, 발열, 복통 등의 증상을 일으키는 질병으로, 매년 전 세계적으로 지속적인 발생을 보이며 주요한 공중보건 문제로 인식되고 있다[1]. 특히, 외식 산업 발달과 단체 급식의 증가로 인해 발생 위험이 증가하고 있으며, 이로 인해 다수의 사람들이 동시에 감염될 수 있는 위험을 내포하고 있다. 이러한 감염병은 환자의 치료 및 입원 격리에 따른 사회경제적 손실을 초래해 더 큰 문제가 되고 있다.

이 같은 공중 보건적 중요성 때문에 수인성‧식품매개감염병에 대한 병원체 감시는 다른 질환보다 우선적으로 수행되고 있다. 미국에서는 푸드넷(FoodNet) [2], 캐나다에서는 캐나다 엔터넷(C-EnterNet) [3], 일본에서는 국립감염병연구소(National Institute of Infectious Diseases)가 주도하여 병원체 검출 정보를 생산하고 있으며[4], 이를 통해 감염병 확산을 조기에 발견하고 예방하기 위해 노력하고 있다.

국내에서는 1972년부터 질병관리청 주관으로 전국 보건소와 시‧도 보건환경연구원, 질병관리본부 실험실을 연계한 수인성‧식품매개감염병의 원인 병원체에 대한 검사 업무를 수행해왔다. 2001년부터는 능동적인 병원체 감시시스템을 구축하였으며, 2003년부터 수인성‧식품매개감염병 병원체 감시사업(Enteric Pathogens Active Surveillance Network, Enter-Net)을 운영하고 있다. 2008년 이후 대상 병원체의 확대, 보고 주기 단축, 결과 환류 및 관련 정보 제공 주기 단축 등 다양한 방면으로 감시사업을 개선하였고 2010년부터는 주 단위 보고 체계를 통해 유관기관에 국내 설사 질환 발생 경향에 대한 정보를 주기적으로 제공하고 있다. 2012년부터는 기존 감시대상 병원체에 그람양성 세균 4종 및 그람음성 세균 1종을 추가하여 총 10종의 병원체에 대한 감시망을 운영하고 있다.

현재 이 감시사업은 전국 70여 개 감시사업 참여 협력병원에서 설사 환자의 검체와 임상자료를 수집하고, 18개 시‧도 보건환경연구원에서 원인 병원체에 대한 검사를 실시한다. 이후 질병관리청 진단분석국 세균분석과는 이 결과를 종합 분석하여 급성설사 질환의 발생 양상 및 병원체 정보를 제공한다.

최근에는 기후변화가 수인성‧식품매개감염병의 발생 및 확산에 미치는 영향이 주목받고 있다. 기후변화로 인한 기온 상승, 수온 변화, 강수량 변화, 자연재해 증가는 병원체의 생존 및 전파 환경을 변화시켜 감염병 발생의 가능성을 높이고 있다[5]. 이에 따라 기후변화와 수인성‧식품매개감염병 간의 상관관계를 분석하는 것이 매우 중요하며, 이러한 분석을 뒷받침하기 위해 신뢰할 수 있는 병원체 감시 정보의 중요성도 커지고 있다.

본 연구에서는 2019년부터 2022년까지 최근 4년간 수인성‧식품매개감염병 병원체 감시사업을 통해 확인된 급성설사 원인 세균의 분리 현황 및 특성을 분석하고자 한다.

1. 검체 수집

본 연구는 2019년부터 2022년까지 4년간 수인성‧식품매개감염병 병원체 감시사업을 통해 전국 협력병원의 급성설사 질환 환자로부터 수집된 분변 검체를 대상으로 하였다. 검체는 전국 77개 협력병원에서 수집되었으며, 냉장(14℃) 상태에서 18개 시‧도 보건환경연구원과 질병관리청으로 송부되었다.

2. 병원체 분리 및 동정

주요 세균성 병원체의 분리 및 동정을 위해 미생물 배양, 생화학적 검사, 유전자 검출 검사 등의 방법을 사용하였다. 병원체 분리 대상은 살모넬라균(Salmonella spp.), 병원성 대장균(Pathogenic Escherichia coli) 중 장출혈성 대장균(Enterohemorrhagic E. coli; EHEC), 장독소성 대장균(Enterotoxigenic E. coli; ETEC), 장병원성 대장균(Enteropathogenic E. coli; EPEC), 장침습성 대장균(Enteroinvasive E. coli; EIEC), 캠필로박터균(Campylobacter spp.), 장염비브리오균(Vibrio parahaemolyticus), 세균성이질균(Shigella spp.), 클로스트리듐 퍼프린젠스(Clostridium perfringens), 황색포도알균(Staphylococcus aureus), 바실루스 세레우스(Bacillus cereus), 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes), 예르시니아 엔테로콜리티카(Yersinia enterocolitica)이다.

각 병원체는 증균배양 후 해당 병원체에 대한 선택 배지를 사용해 배양하였고, 분리된 균주는 생화학적 검사 및 독소 유전자와 병원체 특이 유전자 검출을 통해 최종 확인되었다.

최근 4년간(2019–2022년) 수인성‧식품매개감염병 병원체 감시사업을 통해 전국적으로 총 41,227건의 설사 환자에서 수집된 분변 검체를 검사한 결과, 감시 대상 병원체가 확인된 검체는 6,974건으로 전체 검체의 16.9%를 차지하였다. 확인된 병원체는 Salmonella spp. 1,272건(18.2%), Pathogenic E. coli 1,934건(27.7%)으로 분류되었으며, Pathogenic E. coli 중 EPEC가 1,647건(85.2%), ETEC가 178건(9.2%), EHEC가 103건(5.3%), EIEC가 6건(0.3%)을 차지하였다. 또한 V. parahaemolyticus 14건(0.2%), Shigella spp. 5건(0.1%), Campylobacter spp. 732건(10.5%), C. perfringens 975건(14.0%), S. aureus 1,163건(16.7%), B. cereus 803건(11.5%), L. monocytogenes 11건(0.2%), Y. enterocolitica 65건(0.9%)이 분리되었다(그림 1).

Figure 1. 수인성‧식품매개감염병 원인 세균 월별 분리율
(A) 그람음성균 분리율, (B) 그람양성균 분리율

연간 병원체 분리현황은 Pathogenic E. coli는 2019년부터 2021년까지 감소 추세이다가 2021년 400건에서 2022년 571건으로 대폭 증가하였고, Salmonella spp.는 2020년 259건에서 2022년 409건으로 3년간 증가하였다. S. aureus, B. cereus, C. perfringens도 2022년도에 분리 증가 추세를 보였다. Campylobacter spp.는 2021년도까지 증가 추세였으나 2022년도와는 전년과 유사하였다. Y. enterocolitica의 경우, 2020년에는 23건이 분리되었고, 2021년에는 15건으로 감소하였으나 2022년에는 18건으로 다시 증가하였다. V. parahaemolyticus는 2020년 2건 2021년에 1건 분리되었으며, 2022년에는 4건으로 증가하였다. Shigella spp.는 2020년과 2021년에 각각 2건씩 분리되었으나 2022년에는 분리되지 않았다. L. monocytogenes는 2020년에 4건이 분리되었으며, 2021년과 2022년에는 각각 3건씩 분리되었다(그림 2).

Figure 2. 수인성‧식품매개감염병 원인 세균 연도별 분리 현황(2019–2022년)

월별 병원성 세균 분리율을 분석한 결과, 최근 4년간 세균성 병원체의 연 평균 분리율은 15.2%에서 18.6% 사이를 기록하였다. 월 평균 기온과 함께 비교한 결과, 기온이 20°C 이상인 6월부터 9월까지 분리율이 높은 경향을 보였으며 특히, 그람음성균의 평균분리율은 7, 8월에 그람양성균 분리율은 6월에 가장 높았다. 주요 세균성 병원체 중 하나인 Salmonella spp.와 Pathogenic E. coli, Campylobacter spp.는 5월부터 10월까지 지속적으로 분리되는 경향을 보였다. 그람양성세균인 S. aureus는 5월부터 분리가 소폭 증가하여 8월 이후 감소하는 추세를 보이고 C. perfringens는 계절과 관계없이 연중 분리되었고, B. cereus는 6, 7월에 분리율이 증가하였다(그림 1).

연령별 및 성별 병원성 세균 분리율을 분석한 결과, 0–9세의 연령대(37.0%)와 60대 이상의 연령대(33.2%)에서 높은 비율을 차지하였다. 최근 4년간 연령별 발생 추이를 보면, Salmonella spp.는 10세 미만과 10대 연령대에서 지속적으로 높은 분리율을 보였고, Pathogenic E. coli는 전 연령대에서 분리되었으며, 특히 5세 미만의 연령대에서 분리율이 상대적으로 높았다. Campylobacter spp.는 주로 20대 연령층에서 분리되는 경향을 보였으며, 그람양성 세균인 C. perfringens는 연령이 증가할수록 높은 분리율을 나타냈다. B. cereus는 50대와 60대 연령대에서 주로 분리되는 경향을 보였다. 분석 결과, 연령군에 따른 병원성 세균의 검출에는 유의한 차이가 있었으며(p<0.05), 성별로는 남성(53.8%)이 여성(46.2%)보다 분리율이 높았고, 성별 간 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05) (표 1, 그림 3).

표 1성별, 연령에 따른 수인성‧식품매개감염병 원인 세균 분리율(2019–2022년)

	2019			2020			2021			2022			전체
	분리건수	%		분리건수	%		분리건수	%		분리건수	%		분리건수	%
성별
남성	797	52.5		828	53.2		935	54.7		1,193	54.5		3,753	53.8
여성	722	47.5		728	46.8		774	45.3		997	45.5		3,221	46.2
연령(세)
0–4	255	16.8		358	23.0		511	29.9		610	27.9		1,734	24.9
5–9	170	11.2		161	10.3		240	14.0		278	12.7		849	12.2
10–19	149	9.8		153	9.8		179	10.5		210	9.6		691	9.9
20–29	93	6.1		51	3.3		56	3.3		72	3.3		272	3.9
30–39	67	4.4		52	3.3		55	3.2		47	2.1		221	3.2
40–49	92	6.1		73	4.7		55	3.2		74	3.4		294	4.2
50–59	173	11.4		133	8.5		116	6.8		174	7.9		596	8.5
60–69	183	12.0		186	12.0		168	9.8		242	11.1		779	11.2
70–79	181	11.9		203	13.0		159	9.3		247	11.3		790	11.3
≥80	156	10.3		186	12.0		170	9.9		236	10.8		748	10.7

Figure 3. 수인성‧식품매개감염병 원인 세균 연도별 연령대별 분리율(2019–2022년)

본 연구에서는 2019년부터 2022년까지 4년간 수집된 수인성‧식품매개감염병 감시사업을 통해 확인된 급성설사 환자에서 수집한 41,227건에서 분리된 세균 병원체 6,974건의 현황을 분석하였다. 주요 병원체인 Salmonella spp.와 Pathogenic E. coli, Campylobacter spp.는 대표적인 식중독 원인 세균으로 기온이 상승하는 5월부터 10월까지 높은 분리율을 보였다. 이는 기후변화로 인한 기온 상승 등의 환경 요인 변화가 수인성‧식품매개감염병의 주요 병원체의 유행에 중요한 변수로 영향을 미칠 수 있음을 시사한다[6].

특히, 주요 병원체 중 Salmonella spp.는 최근 3년간 증가하는 양상을 나타냈다. 이는 2021년 경기소재 김밥집과 관련한 살모넬라 집단 식중독 사례 등[7] 대규모 감염사건과 연관되어 급성설사 환자의 증가로 이어졌을 가능성이 있다. Campylobacter spp.는 주로 생닭이나 가금류의 접촉 및 섭취가 원인이나, 최근 미국에서의 반려동물에 의한 대규모 집단감염사례도 보고되고 있어 주의가 필요하다[8]. 미국 푸드넷(FoodNet) 보고서에 따르면 Campylobacter spp.는 Salmonella spp.와 Pathogenic E. coli보다도 급성설사질환의 주요 원인 병원체로 지목되고 있어[9], 가금육 소비량이 많은 국내에서도 특별한 관리가 필요하다. 그 외에도 S. aureus, C. perfringens와 같은 그람양성균의 분리건수도 지속적으로 증가하였다.

연령별 분석 결과, 영유아‧아동, 60대 이상의 면역취약계층에서 병원체 분리율이 높았으며 특히, Salmonella spp.와 Pathogenic E. coli는 전 연령대에서 높은 분리율을 보였으나 영유아‧아동 연령에서 가장 높은 분리율을 보였다. 반면 C. perfringens는 연령이 증가할수록 높은 분리율을 보였고, Campylobacter spp.와 B. cereus는 특정 연령대에서 높은 분리율이 확인되었다. 이러한 차이는 원인 병원체별 오염된 식품이나 물에 노출되는 연령대가 식생활 습관 및 생활환경 차이에 따른 노출경로 등의 차이로 해석될 수 있다.

수인성‧식품매개감염병은 개인위생 수준 및 의료기술이 향상됨에도 불구하고 식생활 변화, 외식 산업의 증가 등의 환경적 요인에 의해 지속적으로 발생하고 있다. 이에 대응하기 위해서는 국가 차원의 병원체 감시사업을 통해 원인 병원체의 유행을 지속적으로 모니터링하고, 축적된 데이터를 바탕으로 효과적인 감염병 예방 및 관리 대책을 수립하는 것이 중요하다. 협력병원과 시‧도 보건환경연구원 간의 유기적인 협력을 통해 확보된 정보는 수인성‧식품매개감염병 예방 및 관리를 위한 기초자료로 중요한 역할을 할 것이다.

Ethics Statement: Not applicable.

Funding Source: None.

Acknowledgments: None.

Conflict of Interest: The authors have no conflicts of interest to declare.

Author Contributions: Data curation: MEH, EKS. Formal analysis: MEH, EKS. Supervision: EKS, JYK, JIY. Visualization: MEH. Writing – original draft: MEH, EKS. Writing – review & editing: EKS, JYK, JIY.