렙토스피라증
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1. 개요
렙토스피라증은 렙토스피라균에 의해 발생하는 동물 전염병으로, 설치류의 배설물에 오염된 환경과 접촉하여 감염된다. 감염 시 발열, 두통, 근육통 등의 증상이 나타나며, 심한 경우 황달, 신부전, 출혈 등의 중증 질환으로 진행될 수 있다. 진단은 혈액 및 소변 검사, 세균 배양, PCR 검사 등을 통해 이루어지며, 페니실린, 테트라사이클린 등의 항생제로 치료한다. 예방을 위해서는 야외 활동 시 보호 장비를 착용하고, 설치류 구제 및 위생 관리를 철저히 해야 한다. 전 세계적으로 발생하며, 열대 및 아열대 지역에서 유행하는 경향이 있으며, 홍수와 같은 재해 발생 시 감염 위험이 높아진다.
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| 렙토스피라증 | |
|---|---|
| 질병 정보 | |
 | |
| 다른 이름 | 쥐열 들열 쥐잡이꾼 황달 정강이 앞 발열 |
| 분야 | 감염병 |
| 증상 | 없음 두통 근육통 발열 |
| 합병증 | 폐에서의 출혈 수막염 신부전 |
| 발병 시기 | 1~2주 |
| 원인 | 렙토스피라 세균, 주로 쥐와 같은 설치류에 의해 전파 |
| 위험 요인 | 감염된 동물, 특히 그들의 소변, 또는 감염된 소변으로 오염된 담수나 습한 토양에 노출 |
| 진단 | 세균에 대한 항체 또는 세균 DNA 검사 |
| 감별 진단 | 말라리아 장티푸스 리케차증 뎅기열 |
| 예방 | 개인 보호 장비 착용 위생 관리 독시사이클린 복용 |
| 치료 | 독시사이클린 페니실린 세프트리악손 |
| 사망 위험 | 약 7.5% |
| 발병 빈도 | 연간 백만 명 |
| 사망자 수 | 연간 58,900명 |
| 한국어 정보 | |
| 질병 이름 (한국어) | 렙토스피라증 |
| 일본어 정보 | |
| 질병 이름 (일본어) | レプトスピラ症 |
| 일본어 참고 자료 | 国立感染症研究所 레프트스피라증 정보 |
| 기타 정보 | |
| 발견자 | 아돌프 바일 |
| 메쉬 넘버 | C01.252.400.511 |
| 메들린플러스 | 001376 |
| 이메디신 (주제) | 1283 |
| 이메디신 (응급) | 856 |
| 이메디신 (소아) | 1298 |
2. 원인
렙토스피라증은 스피로헤타문 스피로헤타강 렙토스피라목 렙토스피라과에 속하는 그람 음성균인 렙토스피라(Leptospira), 레프토네마(Leptonema), 트루네리아(Truneria)의 병원성 균주가 원인이다. 쥐 등의 야생동물을 자연 숙주로 하여, 신장세뇨관 등에서 증식하여, 배설물을 통해 오염된 물이나 토양으로부터 경구·경피적으로 인간뿐만 아니라 개, 소, 돼지 등 대부분의 포유류에 감염된다.[72]
동물이 렙토스피라균을 섭취하면 혈류를 통해 순환하다가 사구체 또는 세뇨관 주위 모세혈관을 통해 신장에 자리를 잡는다. 그런 다음 세균은 세뇨관강으로 이동하여 솔 가장자리와 근위 세뇨관에 정착한다. 이로 인해 동물이 심각한 질병 증상을 경험하지 않고도 소변으로 세균을 지속적으로 배출하며, 이러한 관계는 공생 관계로 알려져 있다.[34]
인간은 렙토스피라의 우연 숙주이다.[7] 렙토스피라균은 피부나 점막의 손상 부위를 통해 인체에 들어가 혈류로 들어간 후, 혈관의 내피 세포와 세포외 기질에 부착된다. 세균은 편모를 이용하여 세포층 사이를 이동하며, 섬유아세포, 대식세포, 내피 세포 및 신장 상피 세포와 같은 세포에 결합한다. 또한 보체 단백질, 트롬빈, 피브리노겐, 플라스미노겐 등 여러 인체 단백질에 결합하는데, 이는 모든 병원성 종에서 발견되는 LigB 및 LipL32와 같은 표면 렙토스피라 면역글로불린 유사(Lig) 단백질을 사용한다.[9][35]
선천 면역계를 통해 인체 모세혈관의 내피 세포는 세균에 의해 활성화되어 사이토카인과 항균 펩타이드를 생성하며, 이러한 생성물은 응고 캐스케이드와 백혈구 이동을 조절한다.[9] 대식세포는 렙토스피라를 포식할 수 있지만, 렙토스피라는 대식세포에 섭취된 후 세포질 기질에서 증식할 수 있다.[9] 중증 렙토스피라증 환자는 인터루킨 6, 종양괴사인자 알파(TNF-α), 인터루킨 10과 같은 높은 수준의 사이토카인을 경험하며, 이는 패혈증과 유사한 증상을 유발한다.[20] HLA-DQ6 유전형을 가진 사람은 슈퍼항원 활성화로 인해 신체 기관 손상 가능성이 높아 렙토스피라증 감염 중 패혈증 위험이 높다.[34]
렙토스피라 LPS는 인간 단핵구에서 톨 유사 수용체 2(TLR2)만 활성화하고, TLR4 수용체는 인식하지 못한다. 이는 인간의 렙토스피라증 질병 과정에 영향을 줄 수 있다.[9]
인체는 세균과 싸우기 위한 다양한 기전을 가지고 있지만, 렙토스피라는 염증 상태에 잘 적응한다. 숙주 플라스미노겐을 활성화하여 플라스민으로 만들어 세포외 기질을 분해하고, 피브린 응고 및 보체 단백질을 분해하여 옵소닌화를 피한다. 또한 인자 H 등 보체 조절 인자를 모집하여 막 공격 복합체 활성화를 방지하고, 프로테아제를 분비하여 C3 같은 보체 단백질을 분해한다. 트롬빈에 결합하여 피브린 형성을 감소시켜 출혈 위험을 증가시키며,[9] 스핑고미엘리나아제와 용혈소를 분비하여 적혈구를 표적으로 한다.[11]
렙토스피라는 혈류를 통해 모든 기관으로 빠르게 퍼져,[9] 주로 간에 영향을 미쳐 간세포 사이 공간에 침입하여 아포토시스를 유발한다. 손상된 간세포와 간세포 간 접합부는 혈류로 담즙이 누출되어 빌리루빈 수치를 상승시켜 황달을 유발한다. 울혈된 간 동양혈관과 간세포 주위 공간이 보고되었다. 폐에서는 폐포 중격과 폐포 사이 공간에서 출혈이 발견될 수 있다.[34] 렙토스피라는 경증에서 중증의 신부전 또는 간질성 신염을 유발하는 독소를 분비하며,[35] 신부전은 완전히 회복될 수도, 위축과 섬유증으로 이어질 수도 있다.[34] 드물게 심장 근육, 관상 동맥, 대동맥 염증이 발견된다.[21]
2022년, 류큐 대학 연구팀은 이리오모테섬 하천 부근 토양을 분석하여, 숙주 동물이 멧돼지와 검은쥐류임을 밝혀냈다.[73]
2. 1. 세균
렙토스피라증은 ''레프토스피라''(Leptospira) 속에 속하는 스피로헤타 박테리아에 의해 발생한다. 이 박테리아는 호기성[27]이며, 오른나사형(right-handed) 나선형(helical)[9]이고, 길이가 6~20 마이크로미터(micrometer)이다.[11] 그람 음성균처럼 ''레프토스피라''는 표면에 리포다당(lipopolysaccharide, LPS)이 박혀 있는 외막(outer membrane), 내막(inner membrane), 그리고 펩티도글리칸(peptidoglycan) 세포벽 층을 가지고 있다. 그러나 그람음성균과 달리 ''레프토스피라''의 펩티도글리칸 층은 외막보다 내막에 더 가깝게 위치하여 세포벽과 느슨하게 결합된 유동성 외막이 형성된다.[22] 또한 ''레프토스피라''는 코르크 마개 모양의 운동과 관련된 세포질(periplasm)에 편모(flagellum)를 가지고 있으며,[11] 박테리아의 극(poles)에 있는 화학수용체(Chemoreceptor)는 다양한 기질을 감지하고 움직임의 방향을 바꾼다.[9] 이 박테리아는 전통적으로 염색 없이 암시야 현미경(dark-field microscopy)을 사용하여 관찰한다.[11]
총 66종의 ''레프토스피라''가 확인되었다. 게놈 서열에 기반하여, 이들은 두 개의 분지(clade)와 네 개의 아분지(subclade): P1, P2, S1, S2로 나뉜다.[23] P1 아분지의 19종에는 인간에게 심각한 질병을 일으킬 수 있는 8종(렙토스피라 알렉산데리(L. alexanderi), 렙토스피라 보르그페르텐시이(L. borgpetersenii), 렙토스피라 인터로간스(L. interrogans), 렙토스피라 키르슈네리(L. kirschneri), L. mayottensis, 렙토스피라 노구치이(L. noguchii), 렙토스피라 산타로사이(L. santarosai), 렙토스피라 웨일리이(L. weilii))이 포함된다.[9][23] P2 분지는 인간에게 경미한 질병을 일으킬 수 있는 21종으로 구성된다. 나머지 26종은 부패 물질을 소비하는 것으로 알려진 "부생균(saprophytes)" (부생 영양(saprotrophic nutrition))을 포함하는 S1과 S2 아분지로 구성된다.[23] 병원성 ''레프토스피라''는 환경에서 증식하지 않는다. ''레프토스피라''는 생존을 위해 높은 습도가 필요하지만, 고여 있는 물이나 오염된 토양과 같은 환경에서 살아남을 수 있다. 이 박테리아는 50°C의 온도에서 사멸하고 70% 에탄올(ethanol), 1% 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite), 포름알데히드(formaldehyde), 세제 및 산에 의해 불활성화될 수 있다.[53]
''레프토스피라''는 또한 혈청형(serovar)에 따라 분류된다. 박테리아 표면의 리포다당의 다양한 당 구성은 혈청형 간의 항원 차이를 담당한다.[9] 약 300가지의 병원성 ''레프토스피라'' 혈청형이 알려져 있다. 항원적으로 관련된 혈청형(같은 혈청군에 속하는)은 서로 다른 종 간의 리포다당 생합성 유전자(LPS biosynthetic genes)의 수평적 유전자 전달(horizontal gene transfer) 때문에 서로 다른 종에 속할 수 있다. 현재, 교차 응집 흡수 시험(cross agglutination absorption test)과 DNA-DNA 혼성화(DNA-DNA hybridization)가 ''레프토스피라'' 종을 분류하는 데 사용되지만, 시간이 많이 걸린다. 따라서 전체 게놈 시퀀싱(total genomic sequencing)이 이 두 가지 방법을 대체하여 ''레프토스피라'' 종 분류의 새로운 표준이 될 수 있다.[9]
스피로헤타문 스피로헤타강 렙토스피라목 렙토스피라과에 속하는 그람 음성균인 레프토스피라(''Leptospira''), 레프토네마(''Leptonema''), 트루네리아(''Truneria'')의 병원성 균주가 렙토스피라증의 원인이다. 호기성 환경을 좋아하며 서식하고, 중성에서 약알칼리성의 담수, 습한 토양에서 수개월 생존하는 것으로 알려져 있다. 쥐 등의 야생동물을 자연 숙주로 하여, 인간뿐만 아니라 개, 소, 돼지 등 대부분의 포유류에 감염된다. 신장세뇨관 등에서 증식하여, 배설물을 통해 오염된 물이나 토양으로부터 경구·경피적으로 감염된다.[72] 인간에게서 인간으로의 감염은 일어나지 않는다.
2022년, 류큐 대학의 연구팀은 이리오모테섬의 하천 부근 토양을 분석하여, 숙주 동물이 멧돼지와 검은쥐류임을 밝혀냈다.[73]
2. 2. 전파
렙토스피라증은 동물에게서 전염되는 병이다. 주로 설치류의 소변 등 배설물로 균이 배출되며, 오염된 매개체와 사람이 접촉하면 감염된다. 농촌에서 흙과 접촉하는 농사일을 하다가 들쥐나 집쥐의 배설물에 상처가 닿아 감염되는 경우가 흔하지만, 레저 스포츠나 야외활동 중에도 감염될 수 있다.
레프토스피라균은 연못, 강, 웅덩이, 하수구, 농경지 및 습한 토양 등에서 발견된다.[11] 병원성 레프토스피라(''Leptospira'')는 수생 생물막 형태로 발견되는데, 이는 환경에서 생존하는 데 도움을 주는 것으로 보인다.[24]
렙토스피라증 발생 건수는 강우량과 직접 관련이 있어, 온대 지방에서는 계절적으로, 열대 지방에서는 연중 발생한다.[11] 감염 위험은 지역 사회 내 질병 매개체의 위험과 노출 빈도에 따라 달라진다.[34] 농촌 지역에서는 농업과 축산업이 주요 감염 요인이며,[7] 열악한 주거 환경과 불충분한 위생 시설도 감염 위험을 높인다.[34] 열대 및 아열대 지역에서는 폭우나 홍수 후에 종종 광범위하게 발생한다.[11]
레프토스피라균은 주로 포유류에서 발견되지만,[7] 개구리, 뱀, 거북, 두꺼비 같은 파충류 및 변온동물에서도 감염이 확인되었다.[12] 인간 감염의 저장소가 있는지는 알려져 있지 않다.[34][12] 쥐, 생쥐, 두더지는 중요한 주요 숙주이지만, 개, 사슴, 토끼, 고슴도치, 소, 양, 돼지, 너구리, 주머니쥐, 스컹크 등 다른 포유류도 질병을 옮길 수 있다.[12] 아프리카에서는 줄무늬몽구스, 페넥여우(Egyptian fox), 사슴(Rusa deer), 쥐류 등 여러 야생 동물 숙주가 보균자로 확인되었다.[25] 동물 간 감염은 다양한 경로로 이루어진다. 개는 감염된 동물의 소변을 풀이나 토양에서 핥거나 감염된 웅덩이 물을 마시면서 감염될 수 있다. 집에서 기르는 애완견도 감염된 생쥐의 소변을 핥아 감염된 사례가 있다.[26] 감염된 동물의 정액을 통해서도 전염될 수 있으며,[12] 동물의 소변에서 박테리아는 수년 동안 계속 존재할 수 있다.[12]
인간은 레프토스피라균의 우연한 숙주이다.[7] 감염된 동물의 소변 및 배설물이 섞인 물이나 습한 토양에 접촉하여 감염된다.[11] 박테리아는 상처, 찰과상,[11] 오염된 음식 섭취, 또는 신체 점막(입, 코, 눈 등)과의 접촉을 통해 침입한다.[35] 농부, 어부, 쓰레기 수거원, 하수 처리장 근로자 등이 감염 위험이 높은 직업군에 속한다.[7] 어드벤처 관광 및 레크리에이션 활동과도 관련이 있으며,[7] 트라이애슬론, 수상 래프팅, 카누, 수영 등 특정 지역의 수상 스포츠 애호가에게 흔히 발생한다. 오랫동안 물에 잠겨 있으면 박테리아 침입이 쉬워지기 때문이다.[7] 그러나 손상되지 않은 피부로는 침투하기 어렵다.[27] 사람 간 전염은 없는 것으로 알려져 있으며, 회복기에 박테리아가 퍼지는 경우도 매우 드물다.[27] 인간 감염 후 신장에서 박테리아가 배출되는 기간은 최대 60일까지 지속될 수 있다.[53]
드물게 장기 이식을 통해 전염될 수 있으며,[28] 임신 중 태반을 통한 감염도 가능하다.[29][30][31] 이는 유산이나 유아 감염을 유발할 수 있다.[32] 야생 동물 날고기를 먹고 감염된 사례도 보고되었다(이식증이 있는 정신 질환자).[33]
스피로헤타문 스피로헤타강 렙토스피라목 렙토스피라과에 속하는 그람 음성균인 레프토스피라(Leptospira), 레프토네마(Leptonema), 트루네리아(Truneria)의 병원성 균주가 원인이다. 호기성 환경을 좋아하며, 중성에서 약알칼리성의 담수, 습한 토양에서 수개월 생존한다. 쥐 등 야생동물을 자연 숙주로 하여, 인간뿐만 아니라 개, 소, 돼지 등 대부분의 포유류에 감염된다. 신장세뇨관 등에서 증식하여, 배설물을 통해 오염된 물이나 토양으로부터 경구·경피적으로 감염된다.[72] 사람 간 감염은 일어나지 않는다.
2022년, 류큐대학 연구팀은 이리오모테섬 하천 부근 토양을 분석하여, 숙주 동물이 멧돼지와 검은쥐류임을 밝혀냈다.[73]
3. 증상
렙토스피라증의 증상은 감염 후 1~2주 후에 나타나지만, 잠복기는 한 달까지 길어질 수 있다.[34] 대부분의 경우, 질병은 이상성으로, 1단계(급성기 또는 렙토스피라혈증 단계) 증상은 5~7일 지속된다. 2단계(면역 단계)에서는 세균에 대한 항체가 생성됨에 따라 증상이 호전되지만, 2단계에서 추가 증상이 나타날 수 있다.[18] 중증 환자의 경우 질병 단계가 명확하지 않을 수 있다.[19] 감염자의 90%는 경증 증상을, 10%는 중증 렙토스피라증을 경험한다.[20]
렙토스피라증은 인체에서 다양한 증상을 유발하지만, 일부 감염자는 증상이 전혀 없을 수도 있다. 일반적으로 오한을 동반한 발열, 심한 두통, 근육통 및 복통으로 갑자기 시작된다.[7][34] 두통은 욱신거리는 통증을 유발하며, 특징적으로 머리의 양측 측두부 또는 전두부에 위치한다. 눈 뒤쪽 통증과 빛에 대한 민감성을 경험할 수도 있다. 근육통은 주로 종아리 근육과 허리에 나타난다. 렙토스피라증의 가장 특징적인 소견은 결막 충혈(다른 열성 질환에서는 드물게 나타나는 삼출물 없는 결막염)이다. 눈에서 관찰되는 다른 특징적인 소견으로는 결막하 출혈과 황달이 있다. 렙토스피라증에서는 발진이 드물게 나타나며, 발진이 나타나는 경우 뎅기열이나 지카열과 같은 다른 질환을 의심해 보아야 한다.
렙토스피라증 환자의 20~57%에서 마른 기침이 관찰되기도 한다. 위장관계 증상인 구역질, 구토, 복통 및 설사가 흔하게 발생하며, 구토와 설사는 탈수를 유발할 수 있다. 복통은 담석증 없는 담낭염 또는 췌장 염증 때문일 수 있다.[34] 드물게 림프절, 간, 비장이 비대해져 촉진될 수 있다.[27]
1~3일 동안 증상이 호전된 후, 면역 단계가 시작되며 4~30일 지속될 수 있다. 이 단계에서는 뇌를 덮는 막의 염증이 나타날 수 있으며, 심한 두통과 경부 강직 등의 증상이 나타난다.[11] 신장 손상은 소변량 감소 또는 소변 배출 없음과 관련이 있다.[11]
바일병으로 알려진 중증 렙토스피라증은 간 손상(황달 유발), 신부전, 출혈이 특징이며, 감염자의 5~10%에서 발생한다.[11] 폐 및 뇌 손상이 발생할 수도 있으며, 뇌와 뇌를 덮는 막의 염증 징후가 있는 경우 의식 수준 변화가 발생할 수 있다. 신체 절반의 마비, 척수의 전체 수평 단면의 완전한 염증, 길랭-바레 증후군과 같은 다양한 신경학적 문제가 합병증으로 나타날 수 있다. 점상 출혈, 반상 출혈, 코피, 위장 출혈로 인한 검은색 변, 피 토함, 폐 출혈과 같은 출혈 징후도 관찰될 수 있다. 응고 검사에서 프로트롬빈 시간의 연장은 심한 출혈 증상과 관련이 있지만, 혈소판 수 감소는 심한 출혈과 관련이 없다.[34] 폐출혈은 폐포 출혈(폐 폐포로의 출혈)로 이어져 심한 피를 토하는 기침을 유발하고 급성 호흡곤란 증후군을 유발하며, 사망 위험이 50%가 넘는다.[34] 드물게 심장 근육의 염증, 심장을 덮는 막의 염증, 심장의 자연적인 박동 조율기의 이상, 비정상적인 심장 리듬이 발생할 수 있다.[27]
일반적인 증상은 구토, 헛구역질, 설사 등의 소화기 계통 증상과 복부 근육 통증 등이며, 결막 충혈도 대표적인 증상이다. 황달로 진행되기도 하는데, 황달이 나타난 환자들은 심한 고통을 느끼며 다수가 사망한다. 렙토스피라증은 사망률이 10%에 이르는 치명적인 질병이다.
사람의 잠복기는 3일에서 14일 정도이며, 오한, 발열, 두통, 전신 권태감, 안구 결막 충혈, 근육통, 요통 등 급성 열성 질환 증상을 보인다. 쯔쯔가무시병이나 일본홍반열과 비슷한 증상을 나타낸다.[78] 경증인 경우 감기와 비슷한 증상으로 회복되지만, 와일병이라고도 불리는 중증의 경우에는 5~8일 후부터 황달, 출혈, 간장·신장 장애 등의 증상이 나타나고, 에볼라출혈열과 같은 수준의 전신 출혈을 동반하거나, 파종성혈관내응고장애를 일으키는 경우도 있다. 중증의 사망률은 5~50%로 알려져 있다. 하지만 초기의 급성 통증이나 결막 충혈, 그리고 진행되면서 나타나는 황달, 점상 출혈, 간비종 등의 특징적인 증상을 보이지 않는 경우도 있다.
동물의 경우, 종류에 따라 다양한 증상을 보인다.
| 동물 | 증상 |
|---|---|
| 개 | 급성인 경우, 출혈, 발열, 구토, 혈변, 구강 점막 궤양, 황달, 신염, 출혈 경향 등의 증상을 보이며, 2~4일 만에 사망한다. |
| 소·말·돼지·양·염소 | 발열, 용혈성빈혈, 황달, 유산·사산, 생식 장애, 간헐성 안염, 홍채모양체염 등 |
| 여우, 스컹크, 오포섬, 집쥐를 비롯한 각종 설치류 | 불현성감염(증상이 나타나지 않음)으로 보균체가 되어 감염원이 된다. |
| 햄스터 | 예외적으로 심한 증상을 보여 1~2주 만에 사망한다. |
돼지와 소도 감염원이 될 가능성이 시사되고 있다.
4. 진단
렙토스피라증은 다음의 검사 방법을 통해 진단할 수 있다.
- 혈청학적 검사:
- 효소결합면역흡착검사(ELISA): IgM 항체를 빠르게 검출하여 조기 진단에 유용하다. 다만, EB 바이러스 감염, 바이러스성 간염, 거대세포바이러스 감염 등 다른 질병으로 인해 위양성 결과가 나타날 수 있다.[34]
- 현미경적 응집 반응(MAT): 렙토스피라증 진단의 표준 검사법이다. 환자 혈청과 렙토스피라균을 반응시켜 응집 여부를 확인한다.[34]
- 분자 검사:
- 중합효소 연쇄 반응(PCR): 혈액, 소변, 방수, 뇌척수액 및 부검 표본에서 렙토스피라 DNA를 검출하여 확진한다.[34]
- 기타:
- 병원체 배양: 콜트호프 배지(Korthof medium)라는 렙토스피라균 전용 특수 배지를 이용하여 렙토스피라균을 직접 배양한다.[72]
- 세계보건기구(WHO) 진단 기준: 임상 증상, 역학적 요인, 검사 소견 등을 종합하여 렙토스피라증을 진단한다.[37]
4. 1. 검사
감염된 사람의 경우, 말초혈액검사에서 백혈구 수치 증가와 낮은 혈소판 수치를 보일 수 있다. 헤모글로빈 수치 감소가 백혈구 수치 감소와 혈소판감소증과 함께 나타나는 경우, 골수억제를 고려해야 한다.[34] 적혈구침강속도와 C-반응성 단백질 또한 상승할 수 있다.[27]렙토스피라증에서는 신장이 흔히 침범된다. 혈중 요소와 크레아티닌 수치가 상승한다. 렙토스피라증은 소변으로의 칼륨 배설을 증가시켜 혈중 칼륨 수치 감소[34]와 혈중 나트륨 수치 감소를 유발한다.[27][34] 요검사는 단백질 존재, 백혈구, 그리고 현미경적 혈뇨를 보일 수 있다.[27] 세균이 신장에 정착하기 때문에, 요배양 검사는 질병 2주 후부터 감염 30일까지 렙토스피라증 양성 반응을 보인다.[27]
간이 침범된 경우, 트랜스아미나제와 직접 빌리루빈이 간기능검사에서 상승한다. Icterohaemorrhagiae 세로군은 황달과 상승된 빌리루빈 수치와 관련이 있다. 용혈성 빈혈은 황달에 기여한다. 렙토스피라증의 특징은 급성 용혈성 빈혈과 포합된 고빌리루빈혈증이며, 특히 포도당-6-인산 탈수소효소 결핍증 환자에게서 나타난다.[34] 혈청 아밀라아제와 리파아제 수치(췌장염과 관련)는 렙토스피라증으로 입원한 환자에게서 발견된다. 크레아티닌 청소율이 50ml/min 미만인 신기능 장애는 상승된 췌장 효소와 관련이 있다.[34]
심한 두통을 호소하고 수막염 징후를 보이는 사람의 경우, 요추천자를 시도할 수 있다. 감염된 경우, 뇌척수액(CSF) 검사는 약 500/mm3의 세포 수를 가진 림프구 우세를 보이며, 단백질은 50~100 mg/mL이고 포도당 수치는 정상이다. 이러한 소견은 무균성 수막염과 일치한다.[34]
폐렴이 있는 경우, 흉부 X선 사진에서 확산성 폐포 음영이 나타날 수 있다.[34]
1982년, 세계보건기구(WHO)는 렙토스피라증 진단을 위한 파인 기준(Faine's criteria)을 제시했다. 이 기준은 임상 소견(A), 역학적 요인(B), 그리고 검사 소견 및 세균학적 자료(C)의 세 부분으로 구성된다. 원래 파인 기준은 C 부분에서 배양 및 현미경적 응집반응(MAT)만 포함하고 있었는데, 이 방법들은 시행하기 어렵고 복잡하기 때문에, 2004년에는 ELISA 및 슬라이드 응집 반응 검사와 같이 시행이 용이한 검사들을 포함하는 수정된 파인 기준이 제시되었다. 2012년에는 수정된 파인 기준(개정 포함)에 호흡곤란(dyspnea) 및 객혈이 진단에 포함되도록 제안되었으며, 2013년에는 인도에서 렙토스피라증 진단에 수정된 파인 기준을 권고했다.[37]
4. 1. 1. 혈청학적 검사
효소결합면역흡착검사(ELISA영어)를 통해 IgM 항체를 정량하여 렙토스피라증을 신속하게 진단할 수 있다. 일반적으로 ''L. biflexa'' 항원을 사용하여 IgM 항체를 검출한다. 이 검사법은 빠른 진단과 조기 치료를 가능하게 하지만, 검사 특이도는 사용되는 항원의 종류와 이전 감염으로 인한 항체의 존재 여부에 따라 달라진다. EB 바이러스 감염, 바이러스성 간염, 거대세포바이러스 감염 등은 위양성 결과를 초래할 수 있다.[34] 딥스틱, 라텍스 및 슬라이드 응집 반응과 같은 다른 신속 선별 검사법도 개발되었다.[27]현미경적 응집 반응(MAT)은 렙토스피라증 진단의 기준 검사이다.[34] MAT는 환자 혈청을 연속 희석하여 ''렙토스피라''의 여러 혈청형과 혼합하는 검사이다. 암시야 현미경으로 응집을 확인하며, 50% 응집이 일어나는 가장 높은 희석배수가 결과이다.[34] MAT 역가 1:100~1:800은 렙토스피라증을 나타낸다.[27] 증상 발현 시점과 3~10일 후 채취한 두 혈청의 역가가 4배 이상 증가하면 진단이 확정된다. 급성기에는 혈청형 간 교차 반응으로 MAT가 ''렙토스피라'' 혈청형 검출에 특이적이지 않지만,[34] 회복기에는 혈청형 검출에 더 특이적이다.[34] MAT는 많은 살아있는 항원 패널을 필요로 하며 많은 노력이 필요하다.[21]
렙토스피라증의 진단 방법은 다음과 같다:
- 병원체 분리: 콜트호프 배지(Korthof medium)라는 레프토스피라균 전용 특수 배지를 이용해 병원체를 배양한다.[72]
- 혈청 진단법: 현미경 하 응집 시험법(MAT)을 이용해 항체를 검출한다.[72]
- 레프토스피라 유전자의 PCR법을 이용한 검출[72]
4. 1. 2. 분자 검사
렙토스피라 DNA는 혈청, 소변, 방수, 뇌척수액 및 부검 표본에서 중합효소 연쇄 반응(PCR)을 사용하여 증폭할 수 있다.[34] 이 방법은 항체가 나타날 때까지 기다리지 않고 감염 초기 며칠 동안 현미경 하 응집 시험법(MAT)보다 더 빠르게 세균의 존재를 검출한다.[21] PCR은 혈액 내 렙토스피라 DNA의 존재를 검출하므로 항생제에 의해 세균이 사멸된 경우에도 유용하다.[36]4. 2. 영상 검사
폐렴이 있는 경우, 흉부 X선 사진에서 확산성 폐포 음영이 나타날 수 있다.[34]
5. 치료
렙토스피라증 치료에는 페니실린, 스트렙토마이신, 테트라시클린 등의 항생제가 사용된다.[34] 대부분의 렙토스피라증은 자연적으로 회복되지만, 항생제를 조기에 투여하면 중증으로 진행되는 것을 막을 수 있다. 따라서 의료 자원이 부족한 환경에서는 병력 청취와 검사 후 렙토스피라증이 의심되면 바로 항생제를 투여할 수 있다.[34]
경증 렙토스피라증의 경우, 독시사이클린, 아지트로마이신, 암피실린, 아목시실린과 같은 항생제가 권장되지만, 이는 시험관 내 검사에 근거한다.[27] 2001년 WHO는 경증 환자에게 5~7일 동안 경구용 독시사이클린(12시간마다 2mg/kg, 최대 100mg)을 권장했다. 테트라사이클린, 암피실린, 아목시실린도 사용할 수 있다.[42] 리케차와 렙토스피라증이 모두 풍토병인 지역에서는 아지트로마이신과 독시사이클린이 우선 선택된다.[27] 다만, 독시사이클린은 간 손상 환자에게는 간 독성 때문에 사용하지 않는다.[41]
중증 렙토스피라증 치료에는 정맥 주사(IV) 벤질페니실린(페니실린 G)이 권장된다.[27] 정맥 주사 벤질페니실린(6시간마다 30mg/kg, 최대 1.2g)을 5~7일 동안 사용한다. 아목시실린, 암피실린, 에리스로마이신도 중증 환자에게 사용할 수 있다.[42] 세프트리악손(7일 동안 24시간마다 1g IV)도 중증 렙토스피라증에 효과적이다.[34][27][43] 세포탁심(7일 동안 6시간마다 1g IV)과 독시사이클린(처음 200mg IV 후 7일 동안 12시간마다 100mg IV)은 벤질페니실린(7일 동안 6시간마다 150만 단위 IV)과 동등하게 효과적이다.[27][44] 따라서 벤질페니실린을 세프트리악손 또는 세포탁심과 비교했을 때 사망률 감소에 차이가 있다는 증거는 없다.[27] 2007년 연구에서는 독시사이클린(처음 200mg 경구 투여 후 7일 동안 12시간마다 100mg 경구 투여) 또는 아지트로마이신(1일째 2g 투여 후 2일간 매일 1g 투여)의 효능에 차이가 없었고, 아지트로마이신이 독시사이클린보다 내약성이 더 좋았다.[45][46][47]
외래 환자에게는 독시사이클린 또는 아지트로마이신을 투여한다. 독시사이클린은 렙토스피라증의 기간을 2일 단축하고 증상을 개선하며 소변에서의 미생물 배출을 예방할 수 있다. 아지트로마이신과 아목시실린은 임산부와 어린이에게 투여된다.[34] 드물게 항생제 투여 후 처음 몇 시간 이내에 야리시-헤르크하이머 반응이 나타날 수 있다.[27] 그러나 2012년 메타 분석에 따르면, 항생제 사용이 질병 기간을 2~4일 단축할 수 있지만 렙토스피라증 치료에 있어 항생제의 이점은 불분명했다.[27][46] 2013년 메타 분석도 유사한 결론을 내렸다.[27][47]
중증 환자의 경우, 정맥 수액 공급과 칼륨 보충제로 탈수와 저칼륨혈증을 예방할 수 있다. 급성 신부전 발생 시 조기에 혈액 투석 또는 복막 투석을 시작하면 생존율을 높이는 데 도움이 될 수 있다. 호흡 부전이 있는 경우, 낮은 분기량으로 기관 삽관하면 생존율이 향상된다.[34] 렙토스피라 감염은 폐 혈관의 염증을 촉진하는 화학 신호의 방출을 유발할 수 있기 때문에, 렙토스피라증의 염증을 억제하기 위해 코르티코스테로이드가 제안되었으나, 그 효과는 불분명하다.[27][48]
주로 항생물질이 사용된다.[72] 경증에는 베타락탐계나 아미노글리코사이드계, 테트라사이클린계, 중증에는 스트렙토마이신이나 페니실린계 항생제가 사용되는 경우가 많다. 단, 투여 후 체내 세균이 일제히 붕괴되어 독소가 단시간에 혈액 중에 방출되어 발열·저혈압 등의 쇼크 증상(야리시-헤르크스하이머 반응)을 일으킬 수 있다.
6. 예방
렙토스피라증 예방은 야외활동 시 주의하는 것이 가장 효과적이다. 흙과 접촉하는 경우 장화, 긴 소매 옷, 장갑 등을 착용하여 보호하는 것이 좋다. 주 매개체인 설치류를 구제하는 것도 좋은 예방법이다.
주택, 기반 시설 및 위생 기준을 개선하고, 설치류 구제 및 홍수 완화 프로젝트도 예방에 도움이 될 수 있다.[34] 직업적으로 렙토스피라증에 노출될 위험이 높은 사람들은 개인 보호 장비(PPE)를 적절히 사용하면 대부분 감염을 예방할 수 있다.[34]
전 세계적으로 사용 가능한 사람 백신은 없다.[38] 쿠바, 일본, 프랑스, 중국 등 일부 국가에서만 제한적인 예방 효과를 가진 불활성화 백신 사용이 승인되었다.[38][39] 백신 접종 후 메스꺼움, 주사 부위 발적 및 부종과 같은 부작용이 보고되었다. 한 종류의 렙토스피라균에 의해 유도된 면역은 특정 균에 대해서만 예방 효과가 있기 때문에, 3가 백신이 개발되었지만,[34] 사람이나 동물에게 장기간 지속되는 면역을 제공하지 않는다.[9] 다른 동물을 위한 백신은 더 광범위하게 이용 가능하다.[12]
독시사이클린은 일주일에 한 번 예방 목적으로 투여되며, 홍수가 잦은 지역의 고위험군에서 렙토스피라증 감염률을 줄이는 데 효과적이다.[40] 한 연구에 따르면, 정글에서 훈련을 받는 군인들의 렙토스피라증 발생 건수를 줄였다. 또 다른 연구에서는 풍토병 지역에서 폭우 속 렙토스피라증에 노출된 후 증상이 있는 환자 수를 줄였다.[34]
오염된 수로, 토양, 하수 및 농경지와 같은 환경적 원인으로부터 렙토스피라증을 예방하는 방법으로는, 유용 미생물을 사용한 소독이 있으며, 이는 오염된 수로 및 하수구에 보카시 흙경단과 혼합하여 사용된다.
- 레프토스피라병-출혈열 혼합 백신(ワイル病秋疫混合ワクチン): 혈청형이 일치하는 세균에 대해서는 6년 정도 면역이 유효하다고 여겨지지만, 1차 접종은 1주일 간격으로 2회 접종하고, 1년 후에 1회 더 접종해야 한다. 확인된 혈청형은 250가지 이상 있지만, 현재 백신은 그중 5가지 형에만 대응하고 있다.
- 50℃에서 10분간 가열하면 사멸하며, 건조나 pH 6.8 이하의 산에 약하기 때문에 차아염소산나트륨, 요오드팅크, 역성비누로 소독할 수 있다. 반면 저온에는 강하다.
- 경증 환자의 치료에도 사용되는 독시사이클린 등의 테트라사이클린계 항생제는 예방에 효과가 있지만, 장기 복용은 권장되지 않는다.
- 유행 지역에서는 함부로 물에 들어가지 않는다.[72] 특히 홍수 후에는 감염 위험이 높아지므로 절대 물에 들어가서는 안 된다.[72]
- 개를 수입할 때는 렙토스피라에 감염되지 않았다는 것을 증명해야 한다.
7. 합병증
렙토스피라증의 전반적인 사망 위험률은 5~10%이다.[52] 황달이 있으면 치사율이 최대 15%까지 증가할 수 있다.[53] 혼란 및 신경학적 징후가 나타나는 감염자는 사망 위험이 높다.[34] 소변량 감소, 36세 이상 고령, 호흡부전도 사망 위험을 높이는 요인이다.[34] 적절한 치료를 받으면 대부분 완전히 회복되지만, 급성 신부전이 발생한 경우 회복 후에도 경미한 신장 장애가 지속될 수 있다.[34] 심한 폐 병변이 있으면 사망 위험률이 50~70%에 이른다.[27] 급성 렙토스피라증 환자의 30%는 무력감, 근육통, 두통 등 장기간 지속되는 증상을 겪기도 한다.[34]
8. 역학
렙토스피라증은 매년 전 세계적으로 약 100만 건의 중증 사례가 발생하며, 이로 인해 약 58,900명이 사망한다. 중증 사례는 전체 렙토스피라증 사례의 5~15%를 차지한다.[13] 렙토스피라증은 열대, 아열대, 온대 지역의 도시와 농촌 지역 모두에서 발견된다.[52] 장애조정생존년수(DALY)로 측정되는 렙토스피라증의 세계적 건강 부담은 연간 10만 명당 42점으로, 광견병이나 사상충증과 같은 다른 질병보다 높다.[11]
이 질병은 아시아, 오세아니아, 카리브해, 라틴 아메리카 및 아프리카 지역에서 지속적으로 관찰된다.[53] 남극대륙은 렙토스피라증의 영향을 받지 않는 유일한 지역이다.[53] 미국에서는 매년 100~150건의 렙토스피라증 사례가 발생하며,[54] 보고된 사례의 약 50%는 푸에르토리코에서 발생했다. 2013년 1월, 미국에서는 렙토스피라증이 전국적으로 신고 의무 질병으로 재지정되었다.[54]
렙토스피라증의 세계적 발생률은 과소평가되어 왔는데, 이는 대부분의 영향을 받는 국가에서 신고가 부족하거나 의무적이지 않기 때문이다.[34] 렙토스피라증의 임상 징후를 다른 질병과 구별하기 어렵고, 실험실 진단 서비스가 부족하다는 점도 문제이다.[57] 세계 인구의 많은 사람들의 사회경제적 지위는 영양실조와 밀접한 관련이 있으며, 미량 영양소 부족은 렙토스피라증 감염으로 인한 감염 및 사망 위험 증가로 이어질 수 있다.[58] 철, 칼슘, 마그네슘과 같은 미량 영양소는 미래 연구를 위한 중요한 영역이다.[58]
중남미, 동남아시아 등 열대, 아열대 지역에서 유행하며, 동남아시아의 유행은 7~10월에 집중되어 있다. 특히 피해가 심각한 곳은 태국이며, 연간 수천 명 규모의 유행이 관찰된다. 일본에서는 1970년대 전반까지 연간 50명 이상의 사망자가 보고되었으나, 최근에는 환자 수와 사망자 수 모두 급감하여 각지에서 산발적으로 나타나는 정도이다. 1999년 오키나와현 야에야마 제도에서 집단 감염 사례가 확인되었다.[72] 하수도 공사 관계자나 축산 관계자 등에게서 환자가 많이 발생하여 직업병의 하나로 여겨지며, 최근에는 수변 레저 산업 종사자에게서 환자가 증가하고 있다.[72] 해외여행객 증가에 따라 유행 지역으로부터의 수입 감염 사례가 보고되고 있으며, 해외로부터의 가축이나 반려동물 수입을 통해 렙토스피라균이 국내에 유입될 가능성이 지적되고 있다.[72]
해외에서는 트라이애슬론 등의 워터스포츠로 인한 집단 발생도 보고되고 있다. 2014년에는 오키나와현 북부 훈련장에서 미군 90명이 감염되었고,[74] 2016년 9월에는 오키나와현 구니가미촌 오쿠마가와에서 물놀이를 했던 초중학생과 성인 등 총 11명이 렙토스피라증에 집단 감염되었다.[75] 2005년 4월에는 수입 미국산 모몽가로 인한 감염으로 시즈오카시의 동물 취급 업체 종업원 2명이 발병했다.[76]
8. 1. 재해와 관련된 발생
2009년 10월, 필리핀은 제16호 태풍과 제17호 태풍의 접근으로 집중호우 피해를 입어 마닐라 수도권 대부분이 침수되었다.[77] 이 호우 피해로 재해 지역에서 렙토스피라증이 유행하여 89명이 사망했다.[77]9. 기타 동물
렙토스피라증은 모든 포유류 종에서 발견되는 질병이다. 감염된 동물은 증상이 없거나, 경미하거나, 심각한 증상을 보일 수 있다.[16] 증상은 동물의 종류에 따라 다를 수 있으며,[12][16] 일부 동물에서는 세균이 생식기에 서식하여 교미를 통해 전염될 수 있다.[12]
개는 사람과 유사한 임상 증상을 보이며, 5~15일 안에 증상이 나타날 수 있다. 고양이는 잠복기가 더 길 수 있다. 소는 감염 후 2~12주 후, 돼지는 1~4주 후에 유산할 수 있다. 숙주 동물에서는 질병이 경미한 경향이 있다. 가장 흔하게 영향을 받는 기관은 신장, 간, 생식기계이지만 다른 기관도 영향을 받을 수 있다.[53]
개의 급성 임상 징후에는 발열, 식욕부진, 떨림, 근육통, 쇠약, 비뇨기 증상 등이 있다. 구토, 설사, 복통이 나타날 수 있으며, 점막에서 점상출혈 및 반상출혈이 관찰될 수 있다. 폐 출혈도 관찰될 수 있다. 만성적인 경우, 감염된 개는 증상이 없을 수 있다.[53] 렙토스피라증으로 사망한 동물의 신장은 회색과 흰색 반점, 반점 또는 흉터가 있는 부어오른 상태일 수 있다. 간은 세포 사멸 부위가 있는 비대해진 상태일 수 있다. 다양한 기관에서 점상출혈 및 반상출혈이 발견될 수 있다.[53][69] 혈관의 염증, 심장 염증, 뇌와 척수를 덮는 수막층 염증, 포도막염도 가능하다.[12]
재발성 말 포도막염(ERU)은 북미에서 말의 ''렙토스피라'' 감염과 가장 흔하게 관련된 질병이며 실명으로 이어질 수 있다.[70][71] ERU는 ''렙토스피라'' 단백질 LruA와 LruB에 대한 항체가 안구 단백질과 교차 반응하는 자가면역 질환이다.[70] ''렙토스피라''에 감염된 ERU 말의 많은 수에서 수양액 또는 유리체액에서 살아있는 ''렙토스피라''를 회수할 수 있다.[71]
감염된 동물의 사망 또는 장애 위험은 동물의 종과 나이에 따라 다르다. 성체 돼지와 소의 경우 생식기 징후가 가장 흔하며, 최대 40%의 암소가 자연 유산을 경험할 수 있다. 어린 동물은 일반적으로 더 심각한 질병을 앓는다. 약 80%의 개는 치료를 받으면 생존할 수 있지만, 폐가 관여하는 경우 생존율이 감소한다.[53]
동물의 렙토스피라증 진단에는 ELISA 및 현미경적 응집 반응 검사가 가장 일반적으로 사용된다. 면역형광, 면역조직화학, 중합효소 연쇄 반응 기법을 사용하여 혈액, 소변, 우유 또는 간, 신장 등 조직 샘플에서 세균을 검출할 수 있다. 은 염색 또는 면역금 은 염색은 조직 절편에서 ''렙토스피라''를 검출하는 데 사용된다. 이 유기체는 그람 염색으로는 잘 염색되지 않는다. 암시야 현미경은 체액에서 ''렙토스피라''를 검출하는 데 사용할 수 있지만, 민감성이나 특이성이 높지 않다. 렙토스피라증에 대한 양성 배양은 확정적이지만, 이용 가능성이 제한적이며 배양 결과를 얻는 데 13~26주가 걸릴 수 있으므로 유용성이 제한된다. 동물의 렙토스피라증의 혈청학적 진단에는 급성 및 회복기 샘플을 짝으로 사용하는 것이 좋다. 유산된 태아의 양성 혈청학적 샘플도 진단에 사용된다.[53]
독시사이클린, 페니실린, 디히드로스트렙토마이신, 스트렙토마이신과 같은 다양한 항생제가 치료에 사용되어 왔다. 중증 질환에는 수액 요법, 수혈, 호흡기 지원이 필요할 수 있다. ERU가 있는 말의 경우 일차 치료는 항염증제를 사용하는 것이다.[53][12]
돼지, 개, 소, 양, 염소 등에 사용할 수 있는 렙토스피라증 백신이 있다. 소용 백신에는 일반적으로 ''렙토스피라'' 세로바르 Hardjo와 Pomona가 포함되며, 개용 백신에는 일반적으로 세로바르 Icterohaemorrhagiae와 Canicola가 포함된다. 여러 세로바르를 포함하는 백신은 단일 세로바르를 포함하는 백신만큼 소에 효과적이지 않지만, 다가 백신은 계속 판매되고 있다.[12] 감염된 동물의 격리, 예방적 항생제 사용, 환경 관리 및 위생 또한 전파율을 낮추는 데 효과적이다.[53][12]
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