28 역학

I. 역학의 기본 개념 28.1 역학 기초 28.2 숙주 군집 28.3 감염성 질병의 전파 28.4 질병보균체 및 전염병

28.1 역학 기초 역학(epidemiology) 선진국에서는 비감염성 질병 원인보다 감염성 질병 원인으로 인한 사망이 적음 집단(population)의 건강과 질병에 대한 발생, 분포 및 결정자들에 대한 연구. 공중보건(Public health)과 관련됨 선진국에서는 비감염성 질병 원인보다 감염성 질병 원인으로 인한 사망이 적음 전 세계적으로, 감염성 질병은 모든 사망의 25%를 차지 선진국에서도 새로운 질병은 출현하고 있음 (그림 28.1) 예: 항생제 내성 병원체

빨간 점들은 출현성 감염을 말함 Figure 28.1 Worldwide emerging infectious diseases, 1940–2004. Figure 28.1

28.1 역학 기초 감염성 질병의 효과적인 통제는 도전과제로 남음 병원체가 질병을 유발하기 위해서는 숙주내에서 증식하고 생육해야 함 잘 적응된 병원체는 그 숙주와 균형을 이루어 살고 있음 만성감염(chronic infection): 숙주와 병원체 모두 살아 있음 숙주가 저항성이 없으면 때때로 새로운 병원체가 출현함 급성감염(acute infection): 병원체가 선택력을 가질 수 있음 역학자들은 질병의 기원과 전파방법을 찾기 위하여 질병의 확산을 추적함

28.1 역학 기초 한 집단에서 동시에 다수의 사람들에게 질병을 일으킬 때 그 질병을 전염병(epidemic)이라 함 전 세계적으로 확산되는 것을 범세계적 전염병 (pandemic)이라고 함 한 집단내에 일정하게 존재하는 질병을 풍토병(endemic)이라 함, 일반적으로 낮은 발생빈도임 주어진 기간 동안에 발병한 새로운 질병 건수를 질병의 발생빈도(incidence)라 함 주어진 기간 동안 한 집단내에서 이미 존재하고 있거나 새롭게 발생한 총 건수를 질병의 만연도(prevalence)라 함

28.1 역학 기초 짧은 기간 동안에 다수의 질병 건수가 보고되면 그 질병의 창궐(outbreak)이 발생 증상이 없거나 미약한 증상을 보이는 환자는 비임상 감염(subclinical infection)을 가짐 이러한 사람들을 보균자(carrier)라 부름 사망률(mortality)은 한 집단내의 사망 발생빈도임 이환률(morbidity)은 치명적인 질병과 비치명적인 질병 모두를 포함하는 질병의 발생빈도를 지칭

28.1 역학 기초 질병의 진전 감염(infection): 생물체가 숙주에 침입하고 집락을 형성함 잠복기(incubation time): 감염에서부터 증상을 나타내기까지의 기간 급성기(acute period): 질병이 최고조에 달한 시기 쇠퇴기(decline period): 질병증상이 가라앉는 시기 회복기(co0nvalescent period): 환자가 기력을 되찾고 정상으로 돌아가는 시기

28.2 숙주 군집 숙주와 기생체의 공동진화(coevolution)는 흔히 일어남 숙주 대 숙주로 전파되는 기생체의 독성이 줄어들고, 숙주 저항성은 증가함 (예, 호주에서 토끼 수 조절을 위해 도입한 믹소마 바이러스; 그림 28.3) 숙주 대 숙주로 전파되는 병원체가 다른 숙주에 감염되기 전에 그 숙주를 죽이면 그 병원체는 멸종될 수 있음 만일 병원체가 숙주 대 숙주 전파에 의하지 않으면 그 병원체는 맹독성을 유지할 것임 (예, C. tetani infection, 병원에서의 신생아 E. coli)

28.2 숙주 군집 집단면역(herd immunity)은 한 집단 내 높은 비율의 구성원이 면역성을 가지기 때문에 그 집단은 감염에 저항성을 가짐 (그림 28.4) 높은 비율의 구성원이 어떤 감염에 면역을 가지면 전체 구성원들이 감염으로부터 보호됨 병원체가 전파될 수 없고 감염의 순환이 차단되기 때문에 면역된 사람은 면역되지 않은 사람을 보호함 홍역같이 감염성이 높은 질병의 경우 90~95%의 집단이 면역되어야 한다. 인플루엔자와 같은 질병은 주기를 가지고 발생하는 경향이 있음

28.3 감염성 질병의 전파 역학자들은 지리적, 기후적, 사회적 및 인구통계학적 자료들을 연관시켜 질병의 전파를 추적함 (그림 28.5) 가능성이 있는 전파 방식을 찾는데 사용 예, 어떤 질병이 열대지역에 제한적이라는 것은 그 질병의 매개체의 존재를 암시할 수 있음 (예, 말라리아)

28.3 감염성 질병의 전파 숙주 대 숙주의 직접 전파 감염된 사람이 중간 매개물의 도움 없이 직접적으로 감수성이 있는 숙주에 질병을 전파 (예, 독감, 일반감기, 성병, 백선) 숙주 대 숙주의 간접 전파 살아있는 생물체 또는 무생물체에 의해 전파가 일어남 살아있는 생물체를 매개체(vector)라 부름 - 교대숙주(alternate host): 바이러스가 절지동물내에서 복제하는 경우 무생물체를 매개물(formite)이라 부름 - 많은 수의 개체에게 질병을 전파하는 병원체의 무생물 전염원: 운반체(vehicle): 오염된 음식이나 물

28.3 감염성 질병의 전파 주요 전염병(epidemics)은 일반적으로 공통전염원(common-source epidemics) 또는 숙주 대 숙주 (host-to-host epidemics)전염으로 분류 (그림 28.6) 공통전염원 전염은 주로 오염된 식품이나 물로부터 발생 예: 콜레라 숙주 대 숙주 전염에서는 질병이 천천히 진행성으로 증가하다가 점차적으로 감소함을 보여줌 예: 인플루엔자 및 수두

Figure 28.6 Types of epidemics.

28.4 질병 보균체 및 전염병 보균체(reservoir)는 감염체가 살아 있는 곳이고 이곳으로부터 사람들이 감염되기 시작함. 생물일 수도 있고 무생물 일 수도 있음 다수의 감염성 질병은 사람이나 동물에서 증식한 병원체들에 의해 발생함 다른 병원체들의 경우, 무생물이 보균체 역할을 함 예, 토양은 파상풍을 일으키는 Clostridium tetani의 보균체임

28.4 질병 보균체 및 전염병 인수공통감염병(Zoonosis)은 원래 동물에 감염하나 때때로 사람에게 전파되는 질병임 사람 집단에서의 인수공통감염 질병의 통제로는 잠재적 공중보건 문제인 질병을 없애지 못함 어떤 감염성 질병은 복잡한 생활사를 가져 절대적으로 사람 이외의 숙주로부터 사람으로 전파되고, 다시 사람 이외의 숙주로 전파됨

28.4 질병 보균체 및 전염병 보균자 (carrier) 임상증상은 보이지 않지만 병원체에 감염된 사람 잠재적 감염원 질병의 잠복기 상태의 사람 배양과 면역학적 분석법을 포함한 다양한 진단기법을 사용하여 확인할 수 있음 Typhoid Mary는 보균자의 한 예임

28.4 질병 보균체 및 전염병 병원체들은 그들의 전파 기작에 따라 분류될 수 있으나 모든 기작들은 다음의 단계들을 공통으로 가짐: 숙주로부터의 탈출 이동 새로운 숙주로의 침투 병원체의 전파는 직접적 또는 간접적인 기작에 의함

II. 역학과 공중보건 28.5 공중보건과 감염성 질병 28.6 세계 보건 비교

28.5 공중보건과 감염성 질병 공통 매개물(common vehicle): 음식, 물, 공기 공통 매개물에 대한 통제 식품법은 식품유래 병원체의 이환율을 낮춤 정수과정은 장티푸스열 이환율을 감소시킴 (그림 28.7) 공기 유래의 병원체들은 통제하기 어려움

28.5 공중보건과 감염성 질병 보균체(reservior)에 대한 통제 보균체가 동물일 경우, 면역시키거나 살처분 하면 됨 - 보균체가 야생동물일 경우 박멸이 어렵다 - 보균체가 모기와 같은 야생 곤충일 경우 약제를 사용하여 제거하여 통제가능 사람이 보균체일 경우 박멸(eradication)은 어려움 이러한 질병을 가진 사람은 격리시키거나, 면역시키거나 치료하여야 함 WHO는 천연두를 박멸하기 위하여 이러한 방법을 사용하였음

28.5 공중보건과 감염성 질병 병원체의 전파에 대한 통제 면역(mmunization) 면역을 사용하여 질병을 통제해 오고 있음 예: 천연두, 홍역, 파상풍 격리(quarantine) 감염성 질환에 노출되었을 지도 모르는 사람이 질병에 걸리는 지를 보기 위해 분리하고 제한 하는 것 고립(isolation) 감염성 질환을 가진 사람을 건강한 사람들로부터 분리하는 것 감독(surveillance) 질병의 감시, 인지 및 보고 병원체 박멸 모든 보균체로부터 특정 병원체의 전부를 제거하는 것을 목표로 함 (예, 천연두, 소아마비, 광견병, 한센병 및 기타)

28.6 세계 보건 비교 아메리카와 아프리카에서의 감염성 질병 (그림 28.9) 다른 지역으로 여행할 때 주의할 점 아프리카에서의 사망률이 훨씬 높음 대부분의 아프리카 사망은 감염성 질병 때문임 (아메리카에 비해 10배나 높음) 다른 지역으로 여행할 때 주의할 점 여행자들의 면역 소독된 물만 마심

III. 출현성 감염성 질병 28.7 출현성 및 재출현성 감염성 질병 28.8 생물전과 생물학적 무기

28.7 출현성 및 재출현성 감염성 질병 세계적으로 질병 분포는 빠르게 변화 함 갑자기 만연하는 질병을 출현성 질병(emerging disease)이라고 부름 (그림 28.10) 통제되어오던 질병이 다시 만연하게 되는 것을 재출현성 질병(reemerging disease)이라고 함

Figure 28.10 Recent outbreaks of emerging and reemerging infectious diseases.

28.7 출현성 및 재출현성 감염성 질병 출현성 요인들: 인구통계 및 사람의 행동, 기술과 산업, 경제발전과 토지이용, 해외 여행과 무역, 미생물의 적응과 변화, 공중보건정책의 붕괴, 비정상적인 자연현상들

28.7 출현성 및 재출현성 감염성 질병 출현성 질병의 처치 핵심 요소들 질병의 인지 병원체의 전파를 막기 위한 간섭 출현성 감염의 확산 저지는 다양한 방법들을 사용하는 공중보건 대처이어야 함 격리, 면역 및 약제처리 등의 방법이 있음

28.8 생물전과 생물학적 무기 생물전(biological warfare)은 군인 또는 일반인을 죽이기 위하여 생물학적 제제를 사용함 생물학적 무기는 아래의 특성을 가진 생물체 또는 독소: 생산과 운반이 쉬워야 함 공격하는 군인들이 안전해야 함 재현성이 있고 일관된 방식으로 공격에 의해 개체를 무력화 시키거나 죽일 수 있어야 함

28.8 생물전과 생물학적 무기 사실상 모든 병원성 세균 또는 바이러스들은 잠재적으로 생물전에 유용하게 사용가능 Clostridium botulinum 유래의 보툴리눔 독소와 같은 세균 독소들은 잠재적 생물학적 무기임 천연두 바이러스는 접촉이나 에어로졸에 의해 쉽게 퍼뜨려질 수 있고 치사율이 30% 이상이므로 위협적인 잠재적 생물전 제제임

28.8 생물전과 생물학적 무기 Bacillus anthracis 는 생물전과 생물테러에 유용한 요소임 내생포자는 에어로졸 상태에서 B. anthracis의 확산 능력을 향상시킴 (그림 28.12) 세 가지 형태의 질병 (그림 28.13) 피부 탄저병 위장 탄저병 호흡기 탄저병

Figure 28.12 Bacillus anthracis.

Figure 28.13 Anthrax. Figure 28.13

28.8 생물전과 생물학적 무기 무기화된 탄저병 위험에 노출된 사람에게만 면역 실시 시프로플록사신으로 탄저병 치료 전파를 확대시킬 수 있는 특성을 가진 B. anthracis의 조제 미립자(일반적으로 탤점)로서 작고 널리 퍼뜨려질 수 있는 입자들 위험에 노출된 사람에게만 면역 실시 시프로플록사신으로 탄저병 치료

IV. 현재의 범세계적 전염병 28.9 범 세계적 질병 HIV/AIDS 28.10 범 세계적 질병 콜레라 28.11 범 세계적 질병 인플루엔자

28.9 범세계적 질병 HIV/AIDS 후천성면역결핍증(AIDS)은 면역계를 공격하는 바이러스성 질병임 미국에서 1981년에 최초 보고 건수 발생 (그림 28.14) 전세계적으로 최소 7천만 명의 사람들이 HIV에 감염되어 오고 있음 2천5백만 명 이상의 사람들이 AIDS로 사망하고 있음 미국에서의 연구결과에 따르면 그 바이러스는 성적접촉과 혈액을 통해 전파되는 것으로 여겨짐 (그림 28.15)

Figure 28.14 Annual new cases of human immunodeficiency virus/acquired immunodeficiency syndrome (HIV/AIDS) in the United States. Figure 28.14

Figure 28.15 Distribution of AIDS cases by risk group and sex in adolescents and adults in the United States, 2010. Figure 28.15

28.10 범 세계적 질병 콜레라 콜레라 심한 설사를 초래 전형적으로 Vibrio cholerae균이 있는 오염된 물의 섭취를 통해 전달됨 주로 개발도상국가에 한정되어 발생 아프리카, 동남아시아, 인도대륙, 중앙아메리카, 남아메리카 등의 풍토병 정수처리 적용으로 통제가 가능

28.10 범세계적 질병 콜레라 콜레라 전염 하수처리 시설이 부족하거나 아예 없는 지역에서 발생 범세계적 전염병으로 확산될 수도 있음 여행자들이 병원체를 새로운 장소로 운반하기도 함

28.11 범세계적 질병 인플루엔자 범 세계적 인플루엔자 전염병은 매 10년~ 40년 주기로 발생 인플루엔자 유전체의 주요 변화로 인해 발생 항원 소변이(antigenic drift) 유전자 돌연변이에 의해 인플루엔자 바이러스 항원에 발생한 작은 변화 항원 대변이(antigenic shift) 유전자 재배열에 의해 인플루엔자 바이러스 항원에 발생한 큰 변화 2009년 범 세계적 돼지 독감 (H1N1 인플루엔자) 멕시코에서 돼지에 돼지 인플루엔자, 조류 인플루엔자, 사람 인플루엔자들이 동시에 감염 유전자 재배열의 예