실내 공기중 레지오넬라균 오염방지를 위한 역학조사 분석

Epidemiology for the prevention of Legionella pneumophila in indoor air pollution

김창규, 전수진, 승현정, 정지헌, 오영희, 김정헌, 정권

서울시보건환경연구원 식품의약품부

1. 연구 목적

서울시 레지오넬라증 예방관리사업의 일환으로 서울지역 레지오넬라균 주요 서식지인 냉각탑, 목욕탕, 병원, 분수대 등에서 채취한 물시료(환경샘플)로부터 레지오넬라균을 분리 동정하고, 분자생물학적 특성을 분석하였다. 분석결과를 토대로 레지오넬라증 집단발생원인을 조기에 발견하고 질병확산 및 재발방지를 구현하는데 기여하고자 하였다.

2. 연구 방법

2010~2012년 3년간 서울시 25개구 대중편의시설에서 사용하는 환경샘플(물시료) 3,495건에 대하여 레지오넬라균을 실험하였다. 배양을 통하여 균주를 분리하였고, PCR(Polymerase Chain Reaction)방법을 이용하여 Legionella pneumophila를 동정하였다. 분리한 균주를 PFGE(Pulsed-Field Gel Electrophoresis)를 통해 분자생물학적 특성을 확인하였다(Tenover).

3. 연구 결과

배양 및 PCR방법을 이용하여 2010~2012년 채취한 물시료 3,495건에 대하여 L. pneumophila를 검출 동정하였다. 3년간 매년 서울시내 25개 구청을 통해 1,000건 이상의 샘플을 채취하였고, 2010년에는 210건(17.5%), 2011년에는 195건(15.5%), 2012년에는 122건(11.8%)이 검출되어 평균 검출율은 15.1%를 나타내었다. 샘플타입별로 특성을 살펴보면 냉각탑은 1,140건 중 239(21.0%)건, 목욕탕은 1,215건 중 207건(17.0%), 병원은 940건 중 75건(8.0%), 분수대는 107건 중 5건(4.7%), 기타 93건 중 1건(1.1%)이 검출되었다. 매년 목욕탕과 냉각탑이 가장 많이 의뢰되었지만 검출율은 냉각탑이 가장 높았고 나머지는 목욕탕, 병원, 분수대, 기타시설 순으로 나타났다(Table 1).

Table 1. The number of positive samples for L. pneumophila isolated from public          facilities in Seoul over 3 years.

Year	Isolates(%)					Total
	Cooling Tower	Public Bath	Hospital	Fountain	Others
2010	95(22.2)	85(19.4)	28(10.7)	2(3.9)	0(0.0)	210(17.5)
2011	91(22.3)	71(16.2)	32(9.0)	0(0.0)	1(3.7)	195(15.5)
2012	53(17.4)	51(15.1)	15(4.7)	3(11.5)	0(0.0)	122(11.8)
Sub Total	239(21.0)	207(17.0)	75(8.0)	5(4.7)	1(1.1)	527(15.1)

배양검사와 PCR(Polymerase Chain Reaction)분석을 실시하여 527(15.1%)건의 양성(isolates)을 동정하였다. 양성모집단의 30%를 비례층화추출(proportional stratified sampling)하여 170개의 균주를 선별하였고, 혈청형검사(serologic diagnosis)와 PFGE분석을 통하여 4개의 그룹(A~D)으로 분류하였다. 이를 토대로 레지오넬라균의 샘플타입과 혈청형분포와의 관계를 확인하였다(Fig.1.).

Fig. 1. Dendrogram showing the grouping of PFGE patterns of the isolated strains of L. pneumophila after SfiI digestion. From a total of 527 isolates, 170 were selected and classified into 4 groups from A to D.

PFGE 패턴과 혈청형과의 관계는 카이검정을 통해 PFGE 패턴에 따라 나타나는 혈청형의 차이가 있음을 확인하였다. A그룹은 혈청형 1형이 76.6%가 검출되어 전체보다 높은 비율을 나타냈고, B그룹은 혈청형 1형이 가장 많이 검출되었으나 A그룹과는 달리 3, 5, 6형이 고르게 검출되었다. 역시 C그룹도 가장 다양한 혈청형이 검출되었으며 1형 외에 3, 5, 6형이 고르게 검출되었다. 마지막 D그룹은 A그룹과 비슷하게 1형이 가장 많이 검출되었다.

위의 결과를 바탕으로 레지오넬라증 발생 시 환자의 혈청형을 확인하고, 과거에 축적된 데이터를 토대로 의심되는 시설을 결정할 수 있다. 즉 환자샘플과 해당시설에서 채수한 물을 PFGE 분석하여 동일한 결과를 얻는다면, 해당시설을 오염원으로 판단한다. 이러한 방식으로 조사범위를 좁혀 해당시설에 대한 원인규명을 신속하게 해결할 수 있다. 또한 발견된 레지오넬라균을 과거의 PFGE 데이터와 비교하여 동일할 경우, 유행여부를 판단하여 기존 발생지역과 유사시설에 대해서도 방역대책을 수립할 수 있으며, 이에 따른 질병확산과 방역대책에 효율적 대응이 가능할 것이다.

참 고 문 헌

Tenover, F.C., Arbeit, R.D., Goering, R.V., Mickelsen, P.A., Murray, B.E., Persing, D.H., and Swaminathan, B. (1995) Interpreting chromosomal DNA restriction patterns produced by pulsed-field gel electrophoresis: criteria for bacterial strain typing. J Clin Microbiol. 33, 2233–2239.