야토병
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1. 개요
야토병은 세균인 ''Francisella tularensis''에 의해 발생하는 감염병으로, 진드기, 사슴파리, 오염된 동물과의 접촉 등을 통해 감염된다. 1837년 문헌에 처음 기록되었으며, 20세기 초 미국에서 원인균이 분리, 명명되었다. 야토병균은 생물학적 무기로 연구되기도 했다. 증상으로는 발열, 림프절 비대 등이 나타나며, 피부궤양성림프절형이 가장 흔하다. 진단은 균 분리, 혈청학적 검사 등을 통해 이루어지며, 스트렙토마이신, 겐타마이신 등의 항생제로 치료한다. 예방을 위해서는 감염 가능성이 있는 동물과의 접촉을 피하고, 백신 개발이 연구 중이다. 북반구에서 주로 발생하며, 과거 히타이트 역병과 같은 대규모 발병 사례도 보고되었다.
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| 야토병 | |
|---|---|
| 일반 정보 | |
 | |
| 분야 | 감염병 |
| 기타 이름 | 툴라레미아 파반트 계곡 페스트 토끼열 사슴파리열 오하라열 |
| 증상 및 징후 | |
| 증상 | 열 피부 궤양 큰 림프절 |
| 발병 | |
| 발병 시기 | 해당 없음 |
| 지속 기간 | 해당 없음 |
| 종류 | |
| 종류 | 해당 없음 |
| 원인 | |
| 원인 | Francisella tularensis 세균 (진드기, 사슴파리, 감염된 동물과의 접촉으로 전파) |
| 진단 | |
| 진단 방법 | 혈액 검사, 미생물 배양 |
| 감별 진단 | 해당 없음 |
| 예방 | |
| 예방 방법 | 방충제, 긴 바지 착용, 진드기 신속 제거, 죽은 동물 접촉 피하기 |
| 치료 | |
| 치료 방법 | 해당 없음 |
| 약물 | 스트렙토마이신 겐타마이신 독시사이클린 시프로플록사신 |
| 예후 | |
| 예후 | 치료 시 일반적으로 좋음 |
| 빈도 | |
| 빈도 (미국) | 연간 약 200건 |
2. 역사
1837년 (덴포 8년) 혼마 소켄이 저술한 『양과 비록』에 기록된 "식토 중독"이 야토병에 대한 가장 오래된 문헌 기록으로 여겨진다.[54]
야토병은 야토병균(''Francisella tularensis'')이라는 세균에 의해 발생하는 감염병이다.[60][3] 이 세균은 주로 진드기나 사슴파리와 같은 절지동물 매개체에 물리거나, 감염된 동물(특히 토끼나 설치류)과의 접촉을 통해 사람에게 전파된다.[60][70][14][3] 또한, 오염된 물이나 흙, 충분히 익히지 않은 감염된 동물의 고기를 섭취하거나[70][14], 균에 오염된 먼지나 에어로졸을 흡입하는 경우에도 감염될 수 있다.[70][14] 야토병균은 매우 적은 수로도 감염을 일으킬 수 있을 만큼 감염력이 강하며,[56] 생화학 무기로 사용될 가능성도 제기된다.[71][15] 하지만 사람과 사람 사이에서 직접 전염되지는 않는다.[70][14][56]
현대적인 발견은 1911년 미국 유타주에서 시작되었다. 당시 의사 R. A. Pearse는 말파리에 물린 후 원인 불명의 열성 질환을 앓는 환자들을 보고하며 이를 "말파리 열(deer-fly fever)"이라고 명명했다. 당시에는 원인이 밝혀지지 않았으나, 이후 야토병과 동일한 질환임이 확인되어 미국에서의 첫 발생 보고로 여겨진다. 같은 해 캘리포니아주 툴라레 카운티에서는 야생 다람쥐 사이에서 페스트와 유사한 질병이 집단으로 발생했다.[44] 이듬해인 1912년, 미국 공중 보건 서비스의 G.W. 맥코이와 Chapin은 이 다람쥐들로부터 원인균을 분리하여 ''Bacterium tularensis''라고 명명했다.[42][43][55] 1914년에는 Wherry 등이 사람에게 감염된 사례를 처음 보고하며 야토병이 인수공통감염병임을 확인했다. 이로 인해 야토병은 사냥꾼, 요리사, 농업 종사자 등 감염된 동물과 접촉할 가능성이 높은 직업군과 관련된 질병으로 인식되기 시작했다.[44]
1919년부터 미국 공중 보건국의 에드워드 프란시스(Edward Francis)는 야토병균에 대한 심층 연구를 시작했다. 그는 미국 각지에서 다양한 이름으로 불리던 관련 질환들을 조사했고, 1921년 이 질병의 명칭을 "툴라레미아(tularemia)"로 통일할 것을 제안했다.
한편, 미국에서의 연구와는 별개로 1925년 일본 후쿠시마시의 외과 의사 오하라 하치로는 지역적으로 유행하던 감염병의 원인을 조사하던 중, 감염원으로 의심되던 토끼로부터 균을 분리하는 데 성공했다. 그는 군의관이자 세균학 지식을 갖춘 하가 다케시로와 협력하여 균을 분석했으며, 자신의 아내 팔에 균을 직접 도말하는 인체 실험을 통해 병원성을 증명하고 이를 "오하라·하가 균"이라고 명명했다.[56]
이후 오하라와 프란시스는 각자 연구하던 질병이 동일할 가능성을 인지하고 공동 연구를 진행했다. 그 결과 1929년에 ''B. tularensis''와 "오하라·하가 균"이 동일한 병원균임이 최종적으로 밝혀졌다. 1947년에는 Dorofe'ev가 프란시스의 업적을 기려 프란시스ella속이라는 새로운 속(genus)을 제안하고, 야토병균의 학명을 ''Francisella tularensis''로 변경하여 오늘에 이르고 있다.
야토병균(''Francisella tularensis'')은 질병통제예방센터(CDC)에 의해 잠재적인 생물학적 무기로 분류되었으며, 실제로 미국, 구 소련, 일본 등 여러 국가의 생물학 무기 프로그램에 포함된 이력이 있다.[45] 전 소련 생물학 무기 과학자인 켄 알리벡은 제2차 세계 대전 중 스탈린그라드 전투 직전에 독일군 사이에서 발생한 야토병이 소련군에 의한 ''F. tularensis'' 살포 때문이라고 주장하기도 했다. 그러나 다른 전문가들은 해당 발병이 자연적인 원인에 의한 것일 가능성이 더 높다고 평가한다.[46][47]
미국에서는 포트 디트릭의 생물학 무기 프로그램의 일환으로 1954년 아칸소주 파인블러프 군수공장에서 야토병균을 이용한 생물학 무기 연구가 본격적으로 진행되었다.[48] 야토병균은 에어로졸 형태로 만들기 쉽고, 10~50개의 적은 수의 세균만으로도 감염을 일으킬 만큼 감염력이 높으며, 감염 후 3~5일 만에 증상이 나타나는 빠른 발병 속도를 가졌다.[49] 또한, 탄저병균과 달리 환경에 오래 잔류하지 않아 제독이 용이하며, 감염자를 효과적으로 무력화시키면서도 치사율은 상대적으로 낮아 민간인과 적군이 혼재된 상황에서 유용할 수 있다는 점 때문에 매력적인 생물학 무기 후보로 여겨졌다.
미군은 Schu S4 균주를 "Agent UL"이라는 암호명으로 표준화하여 M143 소형 폭탄에 탑재할 계획을 세웠다. "Agent UL"은 예상 치사율이 40~60%에 달하는 치명적인 무기로 설계되었으며, 약 3일의 잠복기를 거쳐 발병하면 치료 시 1~3주, 미치료 시 2~3개월간 지속되고 재발도 잦은 특성을 보였다. 이 균주는 스트렙토마이신에 내성을 가지도록 개발되었다. 다만, "Agent UL"은 햇빛에 약하고 살포 후 시간이 지나면 독성이 감소하는 등 공기 중에서 안정성이 떨어지는 단점이 있었다. 이후 비치명적인 무력화 작용제로 425 균주가 "Agent JT"로 표준화되면서, 기존 Schu S4 균주의 암호명은 SR로 변경되었다.
미군은 1966년 11월부터 1967년 2월까지 알래스카 타나나 계곡에서 "레드 클라우드(Red Cloud)"라는 작전명 아래 ''F. tularensis''의 습식 제형(TT)과 건식 제형(ZZ)을 M143 소형 폭탄으로 살포하는 실험을 진행하기도 했다.[50]
3. 원인
3. 1. 세균
야토병균(''Francisella tularensis'')은 야토병의 원인이 되는 세균이다. 이 균은 그람 음성균으로 염색되며, 스스로 움직이지 못하고(비운동성), 아포를 형성하지 않으며(무아포성), 생존에 산소가 필요한(호기성) 간균 형태를 띤다.[56]
야토병균은 동물의 세포 안팎에서 모두 살 수 있는 통성 세포 내 세균이다.[16][72] 주로 면역 세포의 일종인 대식세포를 감염시켜 몸의 방어 체계를 피하는 능력을 가지고 있다.[16] 일단 감염되면 허파, 간, 비장, 림프계통 등 다양한 장기로 퍼져나갈 수 있다.[72][16]
이 균은 매우 적은 수(몇 개에서 수십 개 정도)로도 병을 일으킬 수 있을 만큼 감염력이 매우 강하다. 특히, 다른 세균들과 달리 피부에 상처가 없어도 건강한 피부를 통해 직접 침투하여 감염을 일으킬 수 있다는 특징이 있다.[56] 이러한 강력한 감염력 때문에 실험실에서 균을 다루는 연구자들이 감염되는 사례도 종종 발생한다.[56]
체내로 들어오는 주요 경로는 피부의 상처나 점막을 통한 직접 접촉, 또는 오염된 공기를 흡입하는 것이다.[70][14] 주요 감염원으로는 진드기나 사슴파리 같은 절지동물에 물리거나, 감염된 토끼와 같은 동물을 다루는 과정(특히 사냥 후 가죽을 벗기거나 요리할 때)에서 균에 노출되는 경우가 흔하다.[70][14][56] 또한 오염된 물이나 흙, 음식을 섭취해도 감염될 수 있다.[70][14] 드물게는 잔디를 깎는 과정에서 감염된 동물의 사체가 분쇄되어 공기 중에 퍼진 입자를 흡입하여 감염되기도 한다.[70][14] 생물학 무기로 사용될 가능성도 제기된다.[71][15]
하지만, 야토병은 감염된 사람에게서 다른 사람으로 직접 전염되지는 않는다.[70][14][56]
실험실에서 야토병균을 배양하기 위해서는 시스테인과 같은 특정 영양소가 포함된 특수 배지(완충 숯 효모 추출 한천 등)가 필요하다.[56] 일반적인 세균 배양 배지에서는 잘 자라지 않는다.
3. 2. 전염
야토병은 야토병균(''Francisella tularensis'')이라는 세균에 감염되어 발생하는 인수공통감염병이다.[60][3] 이 균은 그람 음성균이며, 움직이지 않고 포자를 만들지 않는 호기성 간균이다.[56] 야토병균은 매우 감염력이 강하여 적은 수의 균으로도 감염될 수 있으며, 피부의 상처뿐만 아니라 건강한 피부를 통해서도 침투할 수 있는 특징을 가진다.[56] 또한, 감염된 동물의 세포 안팎에서 모두 살 수 있는 통성 세포 내 기생 세균으로,[16][72] 주로 백혈구의 일종인 대식세포를 감염시켜 면역 체계를 피하면서 허파, 간, 비장, 림프계통 등 여러 장기로 퍼질 수 있다.[72][17] 항생제가 개발되기 이전에는 폐렴형이나 발열형 야토병의 경우 사망률이 50%에 달하기도 했으나, 이 유형들의 발생 빈도는 전체의 10% 미만이다.[73][17]
야토병은 주로 절지동물을 매개체로 하여 전파된다. 대표적인 매개체로는 진드기(''Amblyomma'', ''Dermacentor'', ''Haemaphysalis'', ''Ixodes'')와 사슴파리(''Chrysops discalis'') 등이 있다.[60][74][18][3] 진드기는 2년 이상, 사슴파리는 약 14일간 감염력을 유지할 수 있다.[77] 설치류, 토끼, 산토끼 등이 주요 자연 숙주 역할을 한다.[75][19]
매개체에 물리는 것 외에도 다음과 같은 다양한 경로로 감염될 수 있다.
야토병은 사람과 사람 사이에서 직접 전염되지는 않는다.[70][14][56] 하지만 생물학 무기로 사용될 가능성이 제기되기도 한다.[71][15]
4. 증상
잠복기는 1일에서 14일 정도이며, 대부분 감염 후 3일에서 5일이 지나면 증상이 나타나기 시작한다.[69][12] 감염 부위에 따라 피부궤양성림프절형(ulceroglandulareng), 림프절형(glandulareng), 구강인두형(oropharyngealeng), 폐렴형(pneumoniceng), 안구림프절형(oculoglandulareng), 장관형(Gastrointestinaleng), 발열형(typhoidaleng) 야토병으로 구분한다.[68][11] 이 중 피부궤양성림프절형이 전체의 75~80%를 차지하며 가장 흔한 유형이다.[68][11]
사람의 경우 갑작스러운 발열(파상열), 두통, 오한, 메스꺼움, 구토, 쇠약감, 피부궤양, 림프절 부종 및 화농 등의 증상이 나타난다. 대부분의 감염된 포유동물은 발열, 기면, 식욕 부진, 거식증, 패혈증 등의 증상을 보이며 심한 경우 사망에 이를 수 있다.[13] 일부 동물에서는 사람처럼 피부궤양이 나타나기도 하지만, 비인간 포유류에게서는 드물다.[13] 무증상 감염도 흔하며, 증상 없이 항체만 생성되는 경우도 많다.[13]
발열은 경미한 수준부터 매우 높은 고열까지 다양하게 나타날 수 있으며, 이 시기에는 혈액 배양을 통해 야토병 간균을 분리할 수 있다.[13] 얼굴과 눈이 붉어지고 염증이 생기기도 한다.[13] 염증이 림프절로 퍼지면 림프절이 커지고 고름이 생길 수 있는데(화농), 이는 선 페스트와 유사한 증상이며 고열을 동반한다.[13]
치료하지 않으면 사망률이 30% 이상에 달할 수 있지만, 적절한 항생제 치료를 받으면 대부분 회복된다. 동물 중에서는 특히 야생토끼나 설치류가 민감하여 패혈증으로 사망하는 경우가 많고, 사체 부검 시 여러 부위에서 림프절이 부어있는 것이 관찰된다. 양의 경우 발열, 운동 실조, 설사, 유산 등을 보이며 어린 개체는 사망할 수 있다.
5. 진단
야생 토끼와의 접촉 이력이 있다면 야토병을 의심할 수 있다. 진단은 병변 도말 염색 현미경 검사, 응집 반응, 지연형 피부 반응 등의 결과를 종합하여 이루어진다.
가장 확실한 진단 방법은 환자로부터 균을 분리하여 동정하는 것이지만, 야토병균(''Francisella tularensis'')은 발육에 특수한 영양소(시스틴, 헤모글로빈 또는 시스테인과 같은 설프히드릴기 공여체)를 요구하기 때문에 일반적인 배지에서는 거의 증식하지 않는다. 균 분리를 위해서는 완충 숯 효모 추출 한천, 8% 양 탈섬유 혈액 첨가 유곤 한천 배지, 시스테인 첨가 포도당 혈액 한천 배지, 난황 배지 등 특수한 배지가 필요하며, 이들 배지에서도 배양에 수일이 소요된다. 따라서 야토병이 의심될 경우, 미생물 검사실에 미리 알려 적절한 특수 배지를 준비하고 실험실 직원의 감염을 방지하기 위한 안전 조치를 취하도록 해야 한다.
혈청학적 검사(환자 혈청에서 항체 검출)도 가능하며 널리 사용된다. 다만, ''브루셀라속'' 균과의 교차 반응이 나타날 수 있어 결과 해석에 주의가 필요하며, 혈청학적 검사만으로 진단을 확정해서는 안 된다.
PCR과 같은 분자생물학적 검사 방법도 참고 실험실 수준에서 활용 가능하다.
림프절 생검 시 조직병리학적으로 호중구 및 괴사성 육아종을 동반한 지리적 괴사 부위가 특징적으로 나타날 수 있다. 그러나 이는 야토병에만 나타나는 특이적인 소견은 아니며, 다른 감염성 림프절염과 유사할 수 있다.[23]
6. 치료
야토병 치료에는 주로 항생제가 사용된다.[26] 역사적으로 스트렙토마이신 또는 테트라시클린 계열 약물인 독시사이클린이 사용되어 왔다.[78][25] 겐타마이신은 스트렙토마이신보다 구하기 쉬워 대체 약물로 사용될 수 있다.[78][25] 또한, 플루오로퀴놀론 계열 항생제 사용을 뒷받침하는 잠정적인 증거도 있다.[78][25]
감염이 확인되거나 의심될 경우, 감수성이 있는 항생제를 투여하여 치료한다. 조기에 치료를 시작하면 대부분 회복된다. 야토병에서 회복된 후에는 강력 면역이 형성되지만, 드물게 재감염되는 사례도 보고되고 있다.
7. 예방
야토병에 대한 안전하고 효과적인 백신은 아직 상용화되지 않았다. 하지만 생균 약독화 백신이 가장 유력한 후보로 연구되고 있으며, 사균 전세포 백신 등 다른 형태의 백신 개발도 진행 중이다.[24] 연구 단계의 약독화 생백신은 감염 전에 접종해야 효과가 있으며, 감염 후 접종은 효과가 없는 것으로 알려져 있다.
가장 효과적인 예방 방법은 감염 가능성이 있는 동물과의 직접적인 접촉을 피하는 것이다. 특히 죽은 동물의 사체를 다루거나 껍질을 벗길 때는 반드시 장갑과 안면 마스크를 착용해야 한다.[26] 들토끼나 설치류와의 접촉을 피하고, 진드기나 사슴 파리 등 매개 곤충에 물리지 않도록 주의해야 한다. 진드기 구제 조치를 시행하고, 들토끼 해체 시 장갑을 착용하는 것도 중요한 예방책이다.
또한, 야토병균에 오염된 것으로 의심되는 지역에서는 잔디 깎기 등 에어로졸을 발생시킬 수 있는 작업을 피하는 것이 좋다. 이는 감염된 동물의 사체 조각 등이 공기 중에 퍼져 흡입을 통해 감염될 위험이 있기 때문이다. 일부 국가에서는 예방 조치로 특정 동물의 수입을 금지하기도 하는데, 예를 들어 일본에서는 프레리독의 수입을 금지하고 있다.
8. 역학
야토병은 주로 북반구에서 발생하며, 북아메리카, 유럽 및 아시아 일부 지역을 포함한다.[26] 지리적으로는 북위 30°와 71° 사이에서 주로 발생한다.[26]
미국에서는 역사적으로 야토병이 특별히 흔하지 않았으며, 20세기 동안 발생률은 지속적으로 감소했다. 1990년부터 2000년 사이에는 발생률이 100만 명당 1명 미만으로 떨어져, 현재 미국에서 이 질병은 매우 드문 것으로 간주된다.[27]
유럽에서도 야토병은 일반적으로 드물지만, 인접한 국가인 핀란드와 스웨덴에서는 몇 년마다 수백 건의 사례가 발생하는 유행이 나타난다.[28] 스웨덴의 경우, 1984년부터 2012년까지 총 4,830건의 야토병 사례가 보고되었으며, 대부분은 국내 감염이었다. 연간 발생률은 10만 명당 약 1.86건이며, 특히 55세에서 70세 사이 연령대에서 더 높은 발생률을 보인다.[29]
일본에서는 도호쿠와 간토 지역에서 발생 빈도가 높게 나타난다. 주로 농업 종사자, 수렵자, 그리고 야토병균을 다루는 연구자들이 감염되는 경우가 많다.
8. 1. 주요 발병 사례
기원전 14세기 히타이트 제국 전역에 야토병으로 추정되는 질병이 퍼졌는데, 이는 히타이트 역병으로 알려져 있다. 침략을 막기 위해 이 질병을 사용한 것이 생물학적 무기의 첫 기록으로 여겨진다.- 1999년-2000년: 코소보에서 야토병 발병이 발생했다.[32]
- 2000년: 5월부터 10월까지 미국 매사추세츠주 마서스 비니어드에서 야토병이 발생하여 1명이 사망했다. 이 사건은 미국 질병통제예방센터(CDC)의 관심을 끌었으며, 에어로졸화된 ''Francisella tularensis''의 잠재적 조사 대상으로 간주되었다. 한동안 마서스 비니어드는 잔디 깎기 작업 중 야토병에 감염된 사례가 발생한 세계 유일 지역으로 알려졌다.[30]
- 2004년: 미국 매사추세츠주 보스턴 메디컬 센터의 연구원 3명이 안전 절차 미준수로 인해 ''F. tularensis''에 사고로 감염되었다.[33]
- 2005년: 9월 24일 반전 시위 다음 날 아침, 미국 워싱턴 D.C.의 내셔널 몰 지역에서 소량의 ''F. tularensis''가 검출되었다. 생물학적 위험 센서가 6곳에서 이를 감지했으며, 수천 명이 노출되었을 가능성이 있었으나 실제 감염 사례는 보고되지 않았다. 검출된 박테리아는 생물 테러 시도가 아닌 자연 발생적인 원인일 가능성이 높은 것으로 추정되었다.[34]
- 2005년: 독일에서 토끼 사냥 참가자들 사이에서 발병이 발생했다. 약 27명이 사냥 후 오염된 혈액 및 고기에 접촉했으며, 이 중 10명(11세~73세)이 야토병에 걸렸다. 감염자 중 한 명은 만성 심장 질환 합병증으로 사망했다.[35]
- 2006년: 조지아주 고리 지역에서 야토병 발병이 있었다. 이 지역은 야토병 풍토병 지역이다.[36] 또한 에스토니아 북부 해안의 무인도인 파크리 제도 역시 풍토병 지역으로 알려져 있는데, 과거 소련군이 폭격 연습에 사용하며 화학 무기나 세균 무기를 투하했을 가능성이 제기된다.[37]
- 2007년: 7월, 스페인 자치 지역인 카스티야 이 레온에서 발병이 보고되었다. 이는 해당 지역에 만연한 들쥐의 역병과 관련이 있는 것으로 추정되며, 10년 전에도 같은 지역에서 발병이 있었다.[38]
- 2011년: 1월, 미국 텍사스주에서 멧돼지 개체군의 브루셀라증을 조사하던 연구자들이 최소 2개 카운티의 멧돼지 개체군에서 광범위한 야토병 감염 또는 과거 감염의 증거를 이례적으로 발견했다. 야토병은 일반적으로 돼지와 관련이 없는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 멧돼지를 사냥하거나 손질, 요리하는 사람들에게 예방 조치가 권고되었고, 멧돼지의 넓은 활동 반경으로 야토병이 광범위한 지역으로 확산될 수 있다는 우려가 제기되었다.[39]
- 2011년: 11월, 오스트레일리아 태즈메이니아에서 야토병이 발견되어 남반구 최초 발생 사례로 보고되었다.[40] 그러나 원인균은 2003년 오스트레일리아 노던 준주의 발 부상에서 이미 분리된 기록이 있다.[41]
- 2014년-2015년: 미국 콜로라도주에서 다수의 야토병 사례가 보고되었다. 2014년에 5건 이상, 2015년 초에 최소 3건의 추가 사례가 발생했으며, 특히 2015년 5월에는 라파예트의 한 주민이 잔디 깎기 중 에어로졸화된 ''F. tularensis''에 감염되어 사망하면서 새로운 위험 요인이 부각되었다.[31] 2015년 여름에는 볼더 북쪽의 인기 하이킹 지역이 동물 감염 장소로 확인되어 등산객에게 경고하는 표지판이 설치되기도 했다.
참조
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