외국의 감염증 감시체계 고찰 및 국내에의 시사점: 세균성 장관감염증을 중심으로
International Infectious Disease Surveillance Systems and Implications for Korea: Case of Bacterial Gastroenteritis
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Trans Abstract
This study examines performance evaluation cases of gastroenteritis surveillance systems and trends in diagnostic methods abroad to derive implications for improving Korea's domestic surveillance systems. Several studies in the United States, Canada, and Australia have assessed surveillance system performance, primarily focusing on sensitivity and timeliness. The United States operates multiple surveillance systems led by the Centers for Disease Control and Prevention, utilizing diverse data sources for the early detection of infectious diseases. Additionally, diagnostic methods for bacterial enteric infections are evolving, with more laboratories adopting culture-independent diagnostic tests, thereby improving sensitivity and timeliness. Similarly, Korea operates Korea PulseNet, a system comparable to that in the United States, based on a culture-based surveillance framework. However, the adoption of non-culture diagnostic methods remains limited, and the heavy reliance on report-based surveillance restricts rapid response capabilities. To enhance surveillance, a multi-layered system integrating various data sources, such as emergency department visit records and telemedicine data, should be established. Furthermore, introducing culture-independent diagnostic tests can improve pathogen detection speed and the timeliness of the surveillance system. Strengthening sensitivity and timeliness is essential for effective surveillance evaluation, and the findings of this study may help enhance early detection and response systems for infectious diseases.
서 론
세균성 위장관 감염증은 소장 혹은 대장 등에서 발생기전에 따라 분비형, 염증형, 침습형으로 분류되며, 임상적 증상이 다양하게 나타날 수 있다[1]. 분비형은 근위 소장에서 체액이 과도하게 분비되고, 염증형은 회장 또는 결장 점막의 염증성 또는 세포독성 손상이 발생하며, 침습형은 세균이 점막을 통해 세망내피계로 침투한다. 급성 위장염(acute gastroenteritis)은 임상의가 일상 진료에서 직면하는 흔한 세균성 감염병의 하나로서, 세균성 장내 병원체는 전세계적으로 매년 수십억 건의 감염을 유발한다[2]. 다양한 병원체에 의한 위장관 감염증은 세계 여러 지역에서 특히 소아에서의 높은 유병률[3]과 장애 또는 질병으로 인해 손실된 수명으로 측정되는 질병부담[4]을 초래한다. 미국에서의 식품매개질환 능동감시 네트워크(Foodborne Diseases Active Surveillance Network, FoodNet)를 통해 보고된 자료에 따르면, 2021년 Campylobacter와 Salmonella가 발생률이 가장 높은 세균성 장관감염증 병원체였다[5]. 국내에서는 2016년부터 2020년까지 모든 연령층에서 세균성 위장관 감염이 감소하는 추세이지만[6], 여전히 표본감시를 통해서 관리해야 하는 중요한 질환이다.
이러한 위장관 감염증의 효과적인 관리 및 통제를 위해서는 신속하고 민감한 감시체계 구축 및 운영이 필수적이며[7], 감시체계는 감염병 발생을 빠르게 식별하는데 핵심적이다[8]. 그러나 국가별로 상이한 보건체계 및 인프라로 인해 감시체계의 구조 및 운영 방식에는 차이가 존재한다. 이에 국가별 감시체계를 분석하는 것은 국내 감시체계 발전 방향을 모색하는데 중요하다[9].
위장관 감염증 감시체계의 접근방식은 크게 병원체를 특정한 감시, 신고 체계, 불특정 건강데이터를 이용하는 증후군 감시 등으로 분류되며, 어떤 접근방식을 사용하는가에 따라서 감시의 적시성, 클러스터(cluster) 감시 민감도 등이 달라질 수 있다[10]. 예를 들어, 증후군 감시나 신고 체계는 비교적 빠르게 감시가 되는 방식인데 비해 병원체를 특정하는 감시는 실험실에서 세부 유형을 분석하는 과정에서 시간이 소요되므로 적시성이 상대적으로 낮다. 한편, 민감도 측면에서는 병원체를 특정하는 감시가 증후군 감시보다 좋은 편이다. 병원체를 특정하는 감시는 매우 민감하고 특이적인 체계지만, 감시대상 병원체에만 효과가 있으므로 감시대상이 아닌 요인이나 이미 알려지지 않은 요인에 의한 발병은 감지되지 않는다는 단점이 있다[7]. 이처럼 다양한 감시의 접근방식을 이용하여 감시체계의 성능을 제고하는 것이 감염병 관리당국의 과제라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 미국과 국내의 위장관 감염증 감시체계, 미국에서의 감시체계 평가를 위한 프레임워크와 국내외에서 실제로 감시체계를 평가한 연구 사례 등을 고찰하고, 국내의 위장관 감염증 감시체계에 대한 시사점 및 제언을 도출해보고자 한다.
연구 방법
세균성 위장관 감염증을 중심으로 국내외 감시체계의 운영 현황 및 평가 사례를 고찰하고 시사점을 도출하고자 Google Scholar, PubMed 등 국내외 학술 데이터베이스와 미국의 질병통제예방센터(Centers for Disease Control and Prevention, CDC), 질병관리청과 같은 공공기관의 공식 홈페이지를 활용하였다. 문헌검색에 사용된 주요 키워드는 ‘위장관 감염증(Gastroenteritis)’, ‘감시체계(Surveillance system)’, ‘평가(Evaluation)’, ‘표본감시(Sentinel)’ 등이며, 구체성을 높이기 위해 ‘증후군 감시(Syndromic surveillance)’, ‘배양독립적 진단법(CIDTs)’, ‘적시성(Timeliness)’, ‘민감도(Sensitivity)’ 등의 용어를 함께 사용하였다.
특히 미국은 CDC를 중심으로 FoodNet, PulseNet 등 다층적이고 능동적인 감시망을 운영하고 있어 핵심 비교 대상으로 설정하였다. 또한, 감시체계의 성능 향상을 위한 비전통적인 데이터 활용 사례를 고찰하기 위해서 의약품 판매자료를 사용한 프랑스, 원격의료 데이터를 통합한 캐나다, 응급실 방문 기록을 활용한 호주 및 독일 등의 사례를 분석하였다. 수집된 자료는 CDC에서 제안한 ‘공중보건 감시체계 평가 프레임워크’를 분석틀로 사용하였으며, 감시체계의 핵심 속성인 적시성, 민감도 등을 중심으로 고찰하였다.
본 론
미국과 국내의 위장관 감염증 감시 체계
미국의 위장관 감염증 감시체계
미국의 위장관 감염증 감시 체계는 여러 축으로 구성되어 있다. 우선, 미국의 국가 집단발병 신고체계(National Outbreak Reporting System, NORS)는 2009년에 시작되었으며, 현재 미국의 지방, 주, 자치령 보건부가 사용하고 있는 모든 장 질환 집단 발병을 보고하는 웹 기반(web-based) 플랫폼이다[11]. 미국의 CDC는 NORS를 통해 세균, 바이러스, 기생충, 화학물질, 독소 및 미확인 병원체에 의해 발생한 위장관 감염병 집단발병 사례뿐만 아니라, 식품매개 및 수인성 비(非)장관 감염병, 특정 진균 감염병 집단발병 사례 등도 보고받는다.
NORS의 일부로서 미국 내 식중독 집단 발병 데이터를 수집하고 보고하는 CDC의 프로그램으로 수인성·식품매개 질환 집단발병 감시체계(Foodborne Disease Outbreak Surveillance System, FDOSS)가 있다[12]. CDC는 주 및 지방 보건부로부터 수인성·식품매개 질환 집단발병 정보를 수집하며, 이 정보를 활용하여 집단발병과 연루된 병원균, 식품, 환경, 그리고 기여 요인(예: 적절한 온도로 보관되지 않은 음식)을 이해하고자 하며, 신규 식중독 위협을 식별하고 집단발병 예방 조치를 수립 및 평가하는 데 활용한다[12].
1995년 7월에 설립된 FoodNet은 CDC, 10개 주 보건부, 미국 농무부 식품안전검사국(U.S. Department of Agriculture's Food Safety and Inspection Service, USDA-FSIS), 식품의약국(Food and Drug Administration, FDA) 간의 협력으로 운영되는 식품매개질환 감시체계이다[13]. FoodNet은 미국 전체 인구의 16%를 포함하는 감시 지역에서 8가지 병원균에 의해 발생하는 감염 환자 수를 추적한다[13]. 1996년부터 Listeria, Salmonella, Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) O157, Shigella, Vibrio 및 Yersinia로 인한 실험실 진단 감염에 대한 인구 기반 감시를 실시하였으며, 2000년부터는 STEC non-O157에 대한 실험실 진단 감시를 시작하였다[13]. FoodNet은 실험실 능동감시체계로서 감시 지역을 담당하는 공중보건 공무원들이 700개 이상의 임상실험실과 정기적으로 소통해 새로운 감염을 식별하고, 정기적인 감사를 실시하여 모든 감염이 보고되었는지 확인한다[13].
그 밖에도, 수인성 질환의 감시를 위한 분자 아형분석(molecular subtyping) 네트워크인 펄스넷(PulseNet)이 있다[14]. 펄스넷은 펄스필드겔전기영동(Pulsed field gel electrophoresis, PFGE) 아형분석 방법을 사용하여, 20년 이상 미국에서 수인성 질환 세균에 의한 집단발병의 감지 및 조사를 촉진하고 있다. 펄스넷은 아형분석 데이터를 생성, 분석하고, 펄스넷의 아형분석 데이터 및 메타데이터는 국가 데이터베이스에 보관되며, 네트워크 참가자는 누구든지 필요시 접근할 수 있으며, 각 지역의 역학자 및 공중보건 당국과 실시간으로 공유한다[14].
또한, 1996년에 설립된 미국의 장내세균 항생제 내성 모니터링체계(National Antimicrobial Resistance Monitoring System for Enteric Bacteria, NARMS)는 주 및 지방 보건부, CDC, FDA, USDA 간의 협력으로 구성된다[15]. 이 체계를 통해서 CDC는 환자, FDA는 시판되는 육류제품, USDA는 식용가축에서 발견되는 특정 장내세균의 항균제에 대한 민감도 변화를 추적한다. NARMS는 새로운 세균 내성, 내성이 어떻게 확산되는지, 내성 감염이 감수성이 높은 감염의 경우와 어떻게 다른지 등에 대한 정보를 제공한다.
국내 위장관 감염증 감시체계
국내의 위장관 감염증 감시체계도 여러 개의 축으로 구성된다. 그 중 하나는 수인성·식품매개성 감염병 감시망(Enterobacteriaceae Net, Enter-Net)이다[16]. Enter-Net은 질병관리청이 주관하며, 시·도 보건환경연구원, 국립검역소, 전국 의료기관과의 연계로 감염환자 검체를 수집해 원인병원체 유행 양상 및 특성을 분석한다. 표본감시 의료기관은 오염된 식수나 식품이 아닌 환자의 검체(분변 등)로부터 원인 병원체를 확인하여 Enter-Net 정보망에 업로드함으로써 정보를 공유한다. 그 밖에도 질병관리청은 일부 시·도(인천, 전남) 보건환경연구원과 연계해 해양환경에서 분리되는 병원성 비브리오균(pathogenic Vibriospecies)을 감시하는 사업인 비브리오넷(VibrioNet)을 운영하고 있다. 감시 대상 병원체는 Vibrio cholerae (O1 & O139, non-O1 & O139), Vibrio vul-nificus, Vibrio parahaemolyticus 등이며, 환경 검체로부터 이들 병원체를 분리·동정하고, 특성을 분석하며, 검체 채취 지역에서 해양환경 인(수온, 염도 등)을 조사한다[16].
국내에서도 미국과 유사하게 펄스넷(Korea PulseNet)이 있다. 질병관리청이 펄스넷(Korea PulseNet) 사업을 총괄하며, 시·도 보건환경연구원이 식품 및 임상 유래 병원체 대상 시험을 수행한다. 식품의약품안전처와 농림축산검역본부는 각각 식품 및 가축 유래 병원체 대상 시험을 수행하며, 보건소가 검체를 확보하고 송부한다. 이 펄스넷은 수인성· 식품매개 병원체의 다양한 유전자 지문 정보를 수집하고 분석함으로써 환자 집단발생 시 신속한 원인 규명 및 확산 방지를 위한 과학적 정보를 제공하고자 한다[16].
국내외 위장관 감염증 평가 사례
미국의 감시체계 평가 프레임워크
미국 CDC의 가이드라인(2001)에 따르면, 공중보건 감시체계의 평가는 그 성과에 대하여 신뢰할 만한 근거를 수집하고, 감시체계 데이터의 분석 및 해석의 결과로 취해진 조치를 설명하고, 그 조치들의 유용성을 보여주어야 한다[17]. 또한 감시체계의 속성을 단순성, 유연성, 데이터 품질, 수용성, 민감도, 양성예측도, 대표성, 적시성, 안정성 측면에서 설명할 것을 제안한다. 이 가이드라인을 보완하여 추가적으로 2004년에는 집단발병을 적시에 감지하기 위한 공중보건 감시체계의 평가를 지원하기 위한 프레임워크가 제안되었다[18]. 이 프레임워크는 시스템 설명, 집단발병 감지 성능, 경험, 결론 및 권장사항이라는 네 가지 범주로 구성된다(Table 1).
Framework for evaluating the public health surveillance system for early detection of outbreaks
외국의 위장관 감염증 감시체계 평가 사례
공중보건 감시체계의 평가를 위한 접근법은 감시체계의 효과와 관련된 속성에 가장 많이 초점을 두었으며 그 중에서도 특히 적시성과 민감도가 가장 흔히 평가되었다[19]. 효율적이고 신뢰할 수 있는 감시 및 신고 시스템은 공중보건과 질병 발생을 모니터링하는 데 필수적이지만, 대부분의 감시 및 신고 시스템은 일정 수준의 과소보고가 발생할 수 있다[20]. 모든 환자가 의료 서비스를 이용하지 않기 때문에 일부 사례가 누락되는 경우도 있으며, 의료기관에서 진료를 받은 환자가 적절하게 보고되지 않을 수 있다[21]. 식품매개질환 및 위장관 감염병의 과소보고는 다양한 경제개발 수준의 국가들에서 공통적으로 보고되고 있다[20-22].
이처럼 한 인구집단에서 발병하는 장관감염증을 감시체계가 얼마나 민감하게 탐지하는 지를 보기 위해서 감시체계를 통해서 보고된 자료를 다른 출처에서 얻은 자료와 비교하기도 한다. 예를 들어, 프랑스에서 항구토제 및 항오심제와 같은 특정 효능군의 의약품 판매량을 가지고 감시체계의 민감도를 평가한 결과, 표본감시 네트워크에 의해 보고되는 위장관 감염증 감시체계의 민감도와 특이도가 매우 높은 것으로 평가되었다[23]. 프랑스처럼 전국민 건강보험데이터 베이스에 의약품 처방자료를 포함하고 있는 경우 의약품 판매량을 통한 증상기반 위장관 감염증 감시가 가능할 것으로 평가받고 있다[24].
전통적인 감시방법은 기민한 임상적 발견 및 감염병 보고 및 실험실적 확진에 의존한다. 그러나 이러한 방법은 속도가 느리고 의사의 순응도에 의존하며, 적시에 이뤄져야 할 효과적인 개입이 지연될 수 있다[25]. 따라서 감시체계의 민감도뿐만 아니라 적시성도 가장 흔하게 평가되는 속성 중의 하나이다[18]. 예멘에서 감염병 감시를 위하여 2013년 구축한 전자질병조기경보시스템의 적시성 평가 연구에서는 2013년 3월부터 2018년 3월까지 이 경보시스템을 통한 보고자료와 예멘 보건부가 발행하는 주간 역학관보에 게재된 Vibrio cholerae (V. cholerae) 사례 데이터를 분석하였다[26]. 그 결과 경보시스템은 내전이 진행 중인 상황에서도 V. cholerae 사례를 보건 당국에 경고할 수 있었지만 대응의 적시성은 개선이 필요하다고 결론지었다. 이 신고 체계의 양성예측도도 평가되었는데 향상되는 추세이다[27].
적시성 평가 중에는 프랑스에서 약품판매 데이터를 이용한 장관감염증 감시체계 평가 연구 사례가 있다[28]. 위장관 감염증 치료제 판매의 시간적 추세를 일반의(General Practitioner) 표본감시 네트워크에서 신고한 위장관 감염증 사례 추세와 비교한 결과, 일반의약품 판매 데이터는 표본감시 데이터보다 평균 2.25주 일찍 전염병 탐지가 가능하였다[28]. 이로써 위장관 감염증 발생을 실시간으로 모니터링하기 위한 일반의약품 판매 데이터의 가치를 확인시켜 주었다.
한편, 실험실적 확진에 의존하는 감시체계의 속도가 조금 느릴 수 있다는 문제점을 해결하기 위해 환자와 의료 제공자 간의 가장 빠른 접촉지점(즉. 일차진료제공자, 응급실 및 원격의료)에서의 증후군 감시 프로그램을 활용하기도 한다[25]. 캐나다의 온타리오(Ontario) 주에서 운영하는 텔레헬스(Telehealth Ontario)프로그램은 등록 간호사로부터 건강 상담이나 일반 건강 정보를 받을 수 있도록 연중무휴로 운영되는 무료 전화 서비스이다[29]. 이 서비스를 통해 환자는 의사 예약을 잡을지 아니면 바로 병원 응급실로 가야 할 지에 대한 결정을 내리는데 도움을 받을 수 있다. 이 텔레헬스를 이용한 장관감염증 집단 발병 감시체계의 적시성 연구에서는 전국적 신고시스템을 통한 위장관 질환 신고 자료와 텔레헬스 데이터를 비교하였으며, 그 결과 높은 상관관계를 확인하였고, 텔레헬스 데이터를 실시간 감시체계에 통합하는 것이 온타리오 주에서 위장관 질환을 탐지하기 위한 보완 도구가 될 수 있다는 점을 시사하였다[25].
또한, 위장관 감염증의 증후군 감시에 가장 흔히 사용될 수 있는 것이 응급실 방문자료이다[30]. 응급실 자료를 이용한 증후군 감시는 신고체계보다 조기에 집단발병을 감지할 수 있는 잠재력을 가진 것으로 평가받고 있다[30]. 이처럼 증후군 감시의 적시성뿐만 아니라 그 유용성을 확인하는 연구도 진행되었다[31]. 예를 들면, 호주 뉴사우스웨일즈(New South Wales) 주 보건부가 공중보건 상태를 모니터링하고 집단 발병을 식별하기 위해 개발한 응급실 감시체계에 대한 평가에서는 응급실 증후군 감시는 지역 공중보건 조치에 대한 정보를 제공하거나 위장관 감염증에 대한 기존 감시체계에 대해 보완 역할을 수행하고, 특정 지역 대규모 집회나 재난 대응 시 유용성이 있는 것으로 보고되었다[31].
이해관계자의 인식 및 태도도 위장관 감염증 감시체계의 평가 시 고려하는 중요한 속성이다. 여기서 이해관계자란 보건 전문가, 의료 서비스 제공자, 안전 책임자, 관련 공무원, 지역사회 등 시스템에서 생성된 정보를 사용하는 사람들을 의미한다[18]. 일례로 호주의 빅토리아(Victoria) 주에서 감염증 감시체계의 평가 연구에 따르면 해당 감시체계의 적시성과 수용도가 제한적인 것으로 밝혀졌다[32]. 즉, 임상검사실로부터 신고 받은 감염증 사례의 절반가량은 규정된 기간 내에 접수되지 않았으며, 감염증 신고를 하지 않은 의사 중 절반은 감염이 통보를 해야 할 만큼 중요하지 않다고 응답하였다.
국내의 위장관 감염증 감시체계 평가 사례
해외의 사례와는 달리 국내에서는 위장관 감염증 감시체계를 평가한 연구 결과가 적은 편이다. 그 중 Yoo et al. [33]은 2001-2007년 국가 신고대상 질병감시 데이터를 이용하여 의심사례를 즉시 통보해야 하는 감염병(Shigella, Salmonella enterica serovar Typhi, Salmonella Paratyphi, V. cholerae)에 대하여 감시의 적시성과 정확성 간의 상충관계를 평가하였다. 감염병 통제를 위해서는 해당 건수에 대한 즉각적인 신고가 중요하지만, 임상의는 진단의 불확실성 때문에 신고를 지연할 수도 있다. 그 결과 감시의 적시성과 정확성 간에 상충관계가 발생할 수 있다. 그런데 Yoo et al. [33]의 연구에서는 다른 감염병보다도 Shigella의 경우 실험실기반 신고에 대비하여 임상기반 신고 시 시간이 가장 많이 절약될 것으로 나타났으며, 이는 실험실 확인을 기다리는 대신 바로 임상증상 기반 보고를 하는 것을 지지하는 결과였다.
그 밖에도 국내 위장관 감염증 감시체계의 민감도와 수용도를 평가한 연구사례가 있다[34,35]. Kim et al. [34]의 연구에서는 주 증상 및 위장관염 퇴원진단 코드를 고려하여 국가 응급실 정보시스템의 응급실 방문 내역과 표본감시체계의 Norovirus 주간 신고 건수 간에 높은 상관관계가 있음을 확인하였으며, 그 결과 응급실 방문자료가 Norovirus 감염증 발생 동향을 조기에 파악하는 데 유용한 것으로 결론 내렸다.
2011년 국내 가이드라인에 따르면, 당시 법정신고감염병4군(V. cholerae, Salmonella Typhi, Salmonella Paratyphi, Shigella, Enterohemorrhagic E. coli) 감염 환자를 모두 격리할 것을 권고하고 있지만, 국제 가이드라인에서는 질병의 종류와 환자 상태에 따라 선별적으로 환자를 격리하고 분변 검사를 실시할 것을 권고하고 있다[35]. Kim et al. [35]은 이 국내 지침의 수용도를 평가한 결과, 2000년부터 2010년까지 전국 20개 병원을 대상으로 보고된 전체 확진자 528명 중 지침을 엄격하게 준수한 비율은 감염병에 따라 2.6-50.0%로 매우 낮았다[35].
미국과 국내의 감시체계 진단법 비교
위장관 감염증을 식별하기 위해 미국에서는 감시체계 외에도 배양 검사와 비배양 검사를 적극 활용하고 있다. 배양독립적 방법(culture-independent diagnostic test)은 미국에서 FoodNet이 시행된 이래 꾸준히 그 이용이 증가하여 왔다[36]. 2003년부터 2007년까지 미국에서 배양독립적 방법을 사용하는 임상실험실의 비율이 6%에서 11%로 증가하였으며, 2009년부터 2010년까지 배양독립적 검사를 사용하는 임상실험실 비율은 2%에서 7%로 증가하였다[37]. 또한, 2012년부터 2019년까지 FoodNet을 통해 수집된 특정 장내 병원균에 대한 임상실험실의 관행의 변화를 평가한 결과 배양법만 사용한 실험실의 비율은 감소하였으며, Vibrio (99%에서 57%로 감소)와 Y. enterocolitica (99%에서 60%로 감소)의 감소율이 가장 컸다. 뿐만 아니라 2019년에는 E. coli (43%), Campylobacter (34%), Vibrio (34%)에서 배양독립적 방법만 사용하는 실험실의 비율이 가장 높았다[38].
주로 사용되고 있는 비배양법으로는 항체나 항원을 분석하는 기법과 nucleic acid amplification tests (NAATs), polymerase chain reaction (PCR), whole-genome sequencing (WGS) 등이 있다. NAATs는 핵산과 같은 유전물질을 감지하며, 이를 증폭하면 매우 소량의 병원체를 감지할 수 있다[39]. NAATs 기법 중에는 PCR이 가장 많이 활용되고 있다. WGS는 배양 검사에서 확인되지 않은 PCR 검사의 결과를 검증하는데 유용하게 사용되며, 샘플을 WGS로 분석한 결과 높은 특이도를 확인한 연구가 있다[40]. 또한, 국내에서 급성 위장염의 원인이 되는 병원체의 유행 특성을 분석한 연구를 보아 PCR과 같은 분자생물학적 진단법이 병원체 동시 검출 및 바이러스 진단에 효율적으로 사용되었음을 알 수 있다[41]. 뿐만 아니라 Diel and Nienhaus [42]의 연구 결과를 보면 독일의 경우 PCR 중 여러 개의 바이러스나 유전자 변이를 한 번에 진단하는 다중 RT-PCR (Multiplex RT-PCR)을 응급실에서 사용했을 시 신속한 진단에 따른 조기 퇴원으로 인해 기존 배양법보다 비용이 절감되었다. 이처럼 비배양검사는 배양검사 대비 신속한 진단과 확진이 가능해 사회 전체적인 피해 규모를 감소시킬 수 있다는 점에서 비용 절감 효과로 이어질 수 있다.
배양검사의 경우 샘플을 배양하여 병원체를 분리·동정하는 방법으로 실험실 진단을 위한 최적의 샘플을 수집하는데 이롭다. 그렇지만 일반적인 배양검사는 모든 세균 감염을 감지하지 못하며, 불필요한 검사 건수를 증가시킬 수 있기에 비배양 검사를 기반으로 한 진단이 필요하다[43].
비배양 검사의 비중이 높은 미국과 달리 국내에서는 주로 배양 검사를 기반으로 감시가 이루어지고 있다. 국내에서의 배양검사 또한 특정 균주는 배양이 어렵고 시간이 오래 걸려 신속한 대응에 한계가 있다. 일부 연구기관과 대학병원의 경우 유전자 검사가 이루어지고 있지만[44], 미국처럼 국가 단위의 감시 체계에 진단법을 도입한 사례는 제한적이다[45]. 질병관리청 제3차 감염병 예방관리 기본계획에 포함된 신종 및 재출현 감염병 대응과 감염병 진단검사 신속대응체계를 위해서는 이러한 진단법의 적극적인 도입이 중요할 것이다[46].
고 찰
미국과 국내의 위장관 감염증 감시체계를 비교한 결과, 미국은 다층적이고 능동적인 감시체계를 운영하는 반면 국내는 신고 기반의 감시체계에 중점을 두고 있음을 알 수 있었다(Table 2). 미국의 경우 CDC 주도의 FoodNet, NORS, FDOSS, PulseNet, NARMS 등 다양한 감시체계가 병행되고 있으며, 호주와 캐나다에서는 응급실 방문 데이터, 텔레헬스와 같은 원격의료 상담 등 다양한 데이터를 활용하고 있다. 능동적 감시와 실험실 진단 검사 사례 증가는 시스템의 완전성을 향상시킬 수 있는 방법이다[47]. 국내는 질병관리청 주도로 EnterNet, PulseNet Korea 등이 운영되고 실험실 기반의 감시도 병행하고 있지만 시스템 간의 연계성이 낮고 주로 의료기관의 신고를 기반으로 운영되는 점에서 민감도가 제한될 가능성이 있다. 세계보건기구(World Health Organization)는 전염병의 감시체계가 고품질의 데이터 확보와 신속한 정보교환이 가능하도록 구축되어야 한다고 강조하고 있다[48]. 이러한 점들을 고려하여 국내도 다층적 감시체계를 구축하고, 다양한 출처의 데이터를 활용한 체계를 마련할 필요가 있다.
Comparison of bacterial infection surveillance systems in the United States and Korea
현재 감염성 질환에 대한 병원체 식별은 대부분 배양검사에 기초하고 있다. 국내에서도 병원체 특정 감시를 진행할 때 주로 배양검사를 활용하고 있는데, 배양검사의 경우 배양 또는 식별하기 어려운 병원체일 경우에는 감염을 진단하기 쉽지 않기 때문에 다양한 진단법을 고려할 필요가 있다. Multiple-locus-variable number of tandem repeats analysis (MLVA)와 같은 분자 진단에 기반한 타이핑 방법은 배양이 불가능한 박테리아 병원균 식별이 가능하다고 밝힌 선행연구가 존재한다[49]. 또한, 결핵과 콜레라 연구에서 유전자 서열 분석(WGS), PCR, 단백질 분석과 같은 분자 생물학 기술이 적용되면서 질병 전파 경로와 전염 패턴을 더욱 정밀히 분석한 연구 결과가 있다[50]. 이 밖에도 덴마크에서 Campylobacter의 주요 진단 방법으로 PCR을 도입한 결과 배양검사보다 민감도가 증가하는 효과가 나타났다[51]. 이처럼 비배양 검사에 대한 연구들이 지속적으로 증가하고 있는 점으로 보아 비용 절감 및 민감도 향상의 측면에서 배양검사 외의 다양한 기법들을 도입할 필요가 있다.
적시성에 대한 연구가 많이 수행되었다는 점에서 적시성을 높이는 것이 중요하다는 것을 알 수 있다. 현재 국내 감염병 감시 체계가 강화되었음에도 여전히 신고의 정확성 문제는 제기되고 있다[52]. 부정확한 신고로 인한 낮은 신고율은 감시체계에서 중요한 민감도와 적시성에 문제가 될 수 있다[53]. Reijn et al. [54]의 연구에 따르면, 신고 지연은 2차 감염 및 발병의 위험을 증가시키기 때문에 질병에 대한 직접적인 실험실 보고를 늘리면 적시성이 향상될 것이라 하였다. 또한, 미국에서 수행된 자동화된 휴대형 탐지 및 보고 시스템 연구에 따르면 기존 수동시스템에 비해 완전성, 적시성, 정확성이 개선되었으며 기존 보고 시스템에 비해 실용적이라는 결과가 나왔다[55]. 이처럼 전통적인 감시 방법 외에도 감시체계의 민감도, 적시성, 예측도 등의 향상을 위한 다양한 방법을 꾸준히 탐색해야 한다.
다만 국내 의료 환경은 미국과 상이하므로, 미국의 감시체계를 국내 여건에 맞추는 설계가 필요하다. 예를 들어, 배양독립적 진단법(culture-independent diagnostic tests, CIDTs)의 도입의 경우 미국에서는 빠른 실험실 변화가 일어났지만, 국내에서는 고가의 다중 PCR 검사 등에 대한 적절한 건강보험 수가 보전이 이루어지지 않을 경우 의료기관이 기존의 저렴한 배양 검사를 선호할 수밖에 없으므로 제도적 보완이 필요하다[56,57]. 실제로 2024년 수인성·식품매개감염병 감시 결과 신고 환자 수는 증가함에도 병원체 분리율이 낮고, 발생 신고 지연으로 검체 확보가 미비한 현상이 확인되어 감시체계의 기반이 되는 병원체의 확보 자체가 어려워지는 의료 현장의 한계를 나타낸다[57]. 따라서 다양한 시스템들을 도입할 때 국내 의료 환경이 반영될 수 있도록 유도하는 제도적 보완 장치가 선행되어야 한다.
또한, 기존에 인용된 CDC 가이드라인(2001, 2004)은 현재까지도 공중보건 감시체계 평가에 널리 사용되는 견고한 틀이지만, 코로나19 팬데믹(pandemic) 이후 급변한 환경을 모두 반영하기에는 한계가 있다. 후속 가이드라인이 공식 발표되지는 않았지만, 이를 보완하기 위해 최신 연구들을 반영하고 있으며, CDC에서 2024년 업데이트된 프로그램 평가 프레임워크에서 데이터의 실시간 상호운용성, 건강 형평성 등을 강조하고 있음을 확인할 수 있었다[58].
결 론
본 연구에서는 국내외 제도 문헌고찰을 통해 미국과 국내의 위장관 감염증 감시체계 평가 사례와 최근 진단방법의 변화를 파악하고, 비교하여 이를 통해 국내 감시체계 개선을 위한 시사점을 도출하고자 하였다. 연구 결과, 미국은 다층적이고 능동적인 감시체계를 운영하고 다양한 데이터에 기반한 감시 기법을 활용해 감시체계의 민감도와 적시성을 높이고 있다. 반면 국내는 주로 신고 기반의 감시체계 및 배양검사를 위주로 한 감시체계를 운영하고 있고 다양한 데이터의 활용이 잘 이루어지지 않아 이에 따른 개선이 필요할 것으로 사료된다. 이를 중점으로 국내 감시체계를 강화하기 위한 다음과 같은 개선 방안을 고려해 볼 필요가 있다.
첫째, 전자 실험실 기반 감시 보고, 증후군 감시, 원격의료 데이터 감시 등 다양한 접근방식을 병행하는 다층적 시스템을 구축하여 감염병 발생을 신속하고 정확하게 탐지해 감시체계의 완전성을 향상시킬 필요가 있다.
둘째, 감염병 감시는 더 이상 단순한 신고 시스템이 아니라 다양한 데이터 및 기술들과 결합해 고도화된 공중보건 전략으로 발전하고 있다[45]. 이에 따라 응급실 방문 데이터, 의약품 판매량, 원격의료 상담 데이터 등 비전통적인 데이터를 감시체계에 적극 도입하는 것이 중요하다. 국내에서도 SNS 기반 질병 감시체계, 약국 판매 데이터 등 활용 가능성이 높은 데이터들의 도입을 검토해 장관감염증과 같은 감염병의 조기 탐지 및 대응을 위한 체계를 강화해야 한다.
셋째, 기존 배양 기반의 검사가 특정 병원체 검출에 한계를 보이는 점을 보완하기 위해 WGS, PCR, 단백질 분석 등의 분자 진단 기술을 적극적으로 활용할 필요가 있다. 이러한 진단 기법들을 배양검사와 병행함으로써 감염병 조기 탐지율을 향상시키고, 배양검사의 낮은 민감도 및 긴 검사 소요시간과 같은 단점을 보완할 수 있다.
마지막으로 신고 의존도가 높은 국내의 경우 의료기관 자동 보고 시스템 구축과 같은 능동 감시체계를 도입할 필요가 있다. 이를 통해 감시체계에서 중요하게 평가되는 요소인 적시성과 민감도를 향상시킬 수 있는 방안을 꾸준히 모색해야 한다.
이러한 선진 사례를 참고하여 국내의 위장관 감염증 감시체계의 민감도와 적시성을 높이고 효과적인 감염병 예방 및 대응 체계를 구축하고 다양한 데이터를 적극 활용하며, 배양 외 다양한 진단법을 도입하는 것이 감시체계 개선에 중요한 역할을 할 것이다. 공중 보건 감시체계는 공중 보건 정책의 효율성 및 효과성을 크게 향상시키는 역할을 하므로 이를 강화하기 위한 지속적인 연구는 필수적이다[51]. 향후 감시체계 발전을 위해서 정기적으로 감시체계의 성과를 평가하고, 새로운 기술과 데이터를 활용하여 지속적으로 발전시켜 나가는 것이 중요할 것이다.
기존 감염병 감시체계 연구들은 감시체계의 속성(민감도, 특이도 등)에 대한 직접적인 비교 분석이 부재하는 등 방법론에 한계를 보이거나[29], 응급실과 같은 특정 상황에서의 감시체계 구축방안을 제안하는 경향이 있었다[59]. 본 연구는 이러한 한계점을 극복하고자 미국의 다층적인 감시체계가 상호보완적으로 기능하는 방식과 감시체계 속성을 평가하는 연구들을 심층적으로 고찰하였다. 이를 통해 국외와 국내의 신고체계를 비교 분석함으로써 국내 감시체계가 갖는 구조적인 한계점(신고 기반 감시체계, 진단법의 제한 등)을 제시하고 향후 근본적인 개선 방안의 필요성을 시사한다는 점에서 의의를 가진다.