국내 중증 급성 호흡기 증후군 코로나 바이러스의 검사실 내 진단: 현재, 한계점 그리고 직면한 과제 Laboratory Diagnosis of Coronavirus Disease 19 (COVID-19) in Korea: Current Status, Limitation, and Challenges원문보기
송기선
(을지대학교 대학원 임상병리학과)
,
이유림
(을지대학교 대학원 시니어헬스케어학과)
,
김성민
(을지대학교 대학원 시니어헬스케어학과)
,
김원태
(을지대학교 대학원 임상병리학과)
,
최정원
(을지대학교 대학원 시니어헬스케어학과)
,
유다현
(을지대학교 대학원 시니어헬스케어학과)
,
유정영
(을지대학교 대학원 임상병리학과)
,
장경태
(을지대학교 대학원 시니어헬스케어학과)
,
이재왕
(을지대학교 대학원 임상병리학과)
,
전진현
(을지대학교 대학원 임상병리학과)
2019년 12월, 중국 후베이성 우한시에서 COVID-19환자가 처음으로 보고되었다. 그 이후 국내에서 신종 코로나 바이러스에 의해 야기된 중증 급성 호흡기 증후군 환자가 급격하게 증가하였다. 이러한 새로운 변종 바이러스는 기침, 인후통, 비루, 호흡곤란, 폐렴 및 기타 폐질환을 유발한다. 중증 급성 호흡기 증후군 코로나 바이러스 2는 RNA바이러스로, 실시간 역전사효소중합효소 연쇄반응을 통한 분자진단 검사가 COVID-19의 진단에 폭 넓게 사용되고 있다. 국내 질병관리본부와 식품의약품 안전처의 긴급 사용 허가 승인에 따라, 건강한 사람과 COVID-19 환자로부터 검체를 채취하여 진단검사의학적인 방법을 통해 진단을 수행하고 있다. 기존에 출판된 많은 문헌 고찰을 통해, 본 연구에서는 역학, 증상 및 질병관리본부의 승인을 받은 현재의 검사실 내 COVID-19 분자 진단 방법, 분자 진단 검사와 혈청학적 진단의 차이, 임상 검체 가이드라인 등을 다시 한 번 확인하고자 하였다. 추가적으로 본 연구를 통해 국내 의료기관 내 의료종사자 및 임상병리사들의 병원 감염을 예방하고자 생물학적 안전에 관한 가이드라인을 확인하였다. 국내 임상병리사들의 경험과 그로부터 얻은 교훈을 통해 국내외 COVID-19 팬데믹 상황으로부터 국민의 안전을 지킬 수 있는 단초를 제공할 수 있을 것이라 사료된다.
2019년 12월, 중국 후베이성 우한시에서 COVID-19환자가 처음으로 보고되었다. 그 이후 국내에서 신종 코로나 바이러스에 의해 야기된 중증 급성 호흡기 증후군 환자가 급격하게 증가하였다. 이러한 새로운 변종 바이러스는 기침, 인후통, 비루, 호흡곤란, 폐렴 및 기타 폐질환을 유발한다. 중증 급성 호흡기 증후군 코로나 바이러스 2는 RNA바이러스로, 실시간 역전사효소 중합효소 연쇄반응을 통한 분자진단 검사가 COVID-19의 진단에 폭 넓게 사용되고 있다. 국내 질병관리본부와 식품의약품 안전처의 긴급 사용 허가 승인에 따라, 건강한 사람과 COVID-19 환자로부터 검체를 채취하여 진단검사의학적인 방법을 통해 진단을 수행하고 있다. 기존에 출판된 많은 문헌 고찰을 통해, 본 연구에서는 역학, 증상 및 질병관리본부의 승인을 받은 현재의 검사실 내 COVID-19 분자 진단 방법, 분자 진단 검사와 혈청학적 진단의 차이, 임상 검체 가이드라인 등을 다시 한 번 확인하고자 하였다. 추가적으로 본 연구를 통해 국내 의료기관 내 의료종사자 및 임상병리사들의 병원 감염을 예방하고자 생물학적 안전에 관한 가이드라인을 확인하였다. 국내 임상병리사들의 경험과 그로부터 얻은 교훈을 통해 국내외 COVID-19 팬데믹 상황으로부터 국민의 안전을 지킬 수 있는 단초를 제공할 수 있을 것이라 사료된다.
In December 2019, the first coronavirus disease- 2019 (COVID-19) patient was reported in Wuhan, Hubei Province, China. Since then, the number of patients who suffered severe acute respiratory syndrome caused by the novel Coronavirus (SARS-CoV-2 or 2019-nCoV) has increased dramatically in Korea. This...
In December 2019, the first coronavirus disease- 2019 (COVID-19) patient was reported in Wuhan, Hubei Province, China. Since then, the number of patients who suffered severe acute respiratory syndrome caused by the novel Coronavirus (SARS-CoV-2 or 2019-nCoV) has increased dramatically in Korea. This new variant virus induces pulmonary diseases, including cough, sore throat, rhinorrhea, dyspnea, and pneumonia. Because SARS-CoV-2 is an RNA virus, real-time reverse-transcriptase PCR has been used widely to diagnose COVID-19. As the Korea Centers for Disease Prevention and Control (KCDC) and Ministry of Food & Drug Safety (MFDS) approved emergency use authorization, clinical specimens collected from COVID-19 patients and even healthy people have been clinically diagnosed by laboratory medicine. Based on a literature search, this paper reviews the epidemiology, symptoms, molecular diagnostics approved by KCDC, a current diagnosis of COVID-19 in the laboratories, the difference between molecular and serological diagnosis, and guidelines for clinical specimens. In addition, the Korean guidelines of biosafety for clinical laboratory scientists are evaluated to prevent healthcare-associated infection. The author's experience and lessons as clinical laboratory scientists will provide valuable insights to protect the domestic and international health community in this COVID-19 pandemic around the world.
In December 2019, the first coronavirus disease- 2019 (COVID-19) patient was reported in Wuhan, Hubei Province, China. Since then, the number of patients who suffered severe acute respiratory syndrome caused by the novel Coronavirus (SARS-CoV-2 or 2019-nCoV) has increased dramatically in Korea. This new variant virus induces pulmonary diseases, including cough, sore throat, rhinorrhea, dyspnea, and pneumonia. Because SARS-CoV-2 is an RNA virus, real-time reverse-transcriptase PCR has been used widely to diagnose COVID-19. As the Korea Centers for Disease Prevention and Control (KCDC) and Ministry of Food & Drug Safety (MFDS) approved emergency use authorization, clinical specimens collected from COVID-19 patients and even healthy people have been clinically diagnosed by laboratory medicine. Based on a literature search, this paper reviews the epidemiology, symptoms, molecular diagnostics approved by KCDC, a current diagnosis of COVID-19 in the laboratories, the difference between molecular and serological diagnosis, and guidelines for clinical specimens. In addition, the Korean guidelines of biosafety for clinical laboratory scientists are evaluated to prevent healthcare-associated infection. The author's experience and lessons as clinical laboratory scientists will provide valuable insights to protect the domestic and international health community in this COVID-19 pandemic around the world.
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문제 정의
선별 검사 목적유전자인 E gene과 확진 검사 목적유전자인 RdRp gene, N gene을 같은 tube에서 real-time RT-PCR진행한 후 결과를 판독하는 방식을 Table 6에 기술하였다. 검사 방법의 차이와는 상관없이 결과 판독은 선별 검사 목적유전자와 확진 검사 목적유전자에서 모두 음성인 경우 음성으로, 모두 양성인 경우 양성으로 결과 보고한다. 두 목적유전자의 결과가 서로 다를 경우 미결정 상태로 인식하고 보고한다.
국내 질병관리본부와 식품의약품안전처의 긴급 사용 허가 승인에 따라, 건강한 사람과 COVID19 환자로부터 검체를 채취하여 진단검사의학적인 방법을 통해 진단을 수행하고 있다. 기존에 출판된 많은 문헌 고찰을 통해, 본 연구에서는 역학, 증상 및 질병관리본부의 승인을 받은 현재의 검사실 내 COVID-19 분자 진단 방법, 분자 진단 검사와 혈청학적 진단의 차이, 임상 검체 가이드라인 등을 다시 한 번 확인하고자 하였다. 추가적으로 본 연구를 통해 국내 의료기관 내 의료종사자 및 임상병리사들의 병원 감염을 예방하고자 생물학적 안전에 관한 가이드라인을 확인하였다.
검사 방법의 차이와는 상관없이 결과 판독은 선별 검사 목적유전자와 확진 검사 목적유전자에서 모두 음성인 경우 음성으로, 모두 양성인 경우 양성으로 결과 보고한다. 두 목적유전자의 결과가 서로 다를 경우 미결정 상태로 인식하고 보고한다. SARS-CoV-2검사 장비는 다양하게 적용 가능하며, Applied BiosystemsTM 7500 Real-time PCR Instrument system (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US), CFX96TM Real-time PCR detection system (Bio -Rad), Gentier 96 Real-time PCR System (Xi’an TianLong Science and Technology, Xi’an, China), Lightcycler 480 (Roche, Basel, Switzerland) 등이 사용된다.
현 시점에서도 COVID-19는 전세계적으로 지속적 확산 양상을 보이고 있다. 따라서 본 특별기고에서는 2020년 4월 현재까지의 한국 내 역학, COVID-19의 증상, 현재 식품의약품안전처(구 식품의약품안전청) 승인된 진단 제품의 종류와 사용되고 있는 진단법, 그리고 더 나아가 임상 시료와 검사실 내 안전 가이드라인에 대해 현재 COVID-19 진단에 가장 밀접하게 역할하고 있는 임상병리사의 관점에서 다루고자 한다.
기존에 출판된 많은 문헌 고찰을 통해, 본 연구에서는 역학, 증상 및 질병관리본부의 승인을 받은 현재의 검사실 내 COVID-19 분자 진단 방법, 분자 진단 검사와 혈청학적 진단의 차이, 임상 검체 가이드라인 등을 다시 한 번 확인하고자 하였다. 추가적으로 본 연구를 통해 국내 의료기관 내 의료종사자 및 임상병리사들의 병원 감염을 예방하고자 생물학적 안전에 관한 가이드라인을 확인하였다. 국내 임상병리사들의 경험과 그로부터 얻은 교훈을 통해 국내외 COVID-19 팬데믹 상황으로부터 국민의 안전을 지킬 수 있는 단초를 제공할 수 있을 것이라 사료된다.
제안 방법
유전자 증폭을 통한 바이러스 핵산 검출 검사(핵산 증폭 검사, nucleic acid amplification test, NAT)는 바이러스 감염병의 초기 진단에 유용하며 바이러스 유전 물질 중 표적 DNA 나 RNA의 증폭을 형광 신호로 감지하는 원리를 이용하여 다양한 방법들이 개발되어 있다. 구인두 도말물 및 비인두 도말물, 기관지 폐포세척액, 객담을 이용하여 베타 코로나 바이러스 특이적 유전자 부위 E gene와 COVID-19 특이적 유전자 부위 RdRp gene을 검출하기 위해 프라이머, 프로브 세트, PCR 시약 및 control을 사용하여 바이러스 감염병을 확인한다. 현재 COVID-19 감염병 사례의 경우 real-time RT-PCR 검사를 통하여 바이러스 감염증 확인이 권장되는 진단법이다.
우리나라에서 첫번째 확진자인 35세 중국 우한시에 살고 있는 여성은 2020년 1월 19일에 인천 국제 항공에 도착했다. 그녀 또한 입국 하루 전날에 SARS-COV-2 증상인 열, 오한, 근육통 등을 호소하였다.
질병관리본부는 긴급사용승인 이후 정확성 유지 여부를 확인하기 위하여 추가적으로 평가를 진행하였다. 양성ㆍ음성 검체를 사용하여 질병관리본부 검사법과 각 제품의 민감도 및 특이 도의 일치율을 산정하였다. 허가 받은 5개 제품 모두 98.
2020년 4월 22일 기준으로 5개의 진단 시약 제품의 긴급 사용을 허가하였고, 모두 역전사효소 중합효소 연쇄반응에 사용하는 시약이다[27]. 질병관리본부는 5개의 제품의 성능 평가를 위하여 양성ㆍ음성 검체 대조 시험, 양성 검체(SARS-CoV-2 감염) 희석 농도별ㆍ기관별 재현성 시험을 진행하였다. 성능평가결과는 질병관리본부 검사법과 동등한 수준의 성능을 보였다.
질병관리본부는 긴급사용승인 이후 정확성 유지 여부를 확인하기 위하여 추가적으로 평가를 진행하였다. 양성ㆍ음성 검체를 사용하여 질병관리본부 검사법과 각 제품의 민감도 및 특이 도의 일치율을 산정하였다.
Corman 등[26]의 연구에 의하면 E 유전자 검출로 일차적인 검사를 진행하고, 이차적으로 RdRp 유전자 증폭 검사를 통해 확진하는 방법을 권고하였다. 현재 한국에서 허가 받은 5개의 제품 중 3개의 제품 PowerchekTM 2019-nCoV real-time PCR kit (Kogenebiotech, Seoul, Korea), STANDARD M n-CoV real-time Detection Kit (SD Biosensor, Suwon, Korea), Real-Q 2019-nCoV detection kit (Biosewoom, Seoul, Korea)이 앞서 언급한 2개의 목표 유전자(E, RdRp)를 검출하며, AllplexTM 2019-nCoV assay (Seegene, Seoul, Korea)는 N 유전자를 포함하여 3개의 목표 유전자(E, RdRp, N)를 검출하고, DiaPlexQTM novel coronavirus (2019-nCoV) detection kit (Solgent, Daejeon, Korea)는 N, ORF1a 유전자를 검출한다(Table 3) [27].
대상 데이터
혈액 검사에서는 림프구의 감소가 특징적이다[19]. 우리나라에서 첫번째 확진자인 35세 중국 우한시에 살고 있는 여성은 2020년 1월 19일에 인천 국제 항공에 도착했다. 그녀 또한 입국 하루 전날에 SARS-COV-2 증상인 열, 오한, 근육통 등을 호소하였다.
추가적으로 대한민국에서 실시된 또 다른 COVID-19 환자들에 대한 연구는 경상북도 대구에 위치한 Community Treatment Center (CTC)의 환자들을 대상으로 진행했다[22]. CTC에서는 질병관리본부의 가이드 라인에 따라서 심각한 증상이 없는 환자들에 한해서 입원 허가를 받았다.
성능/효과
최근 미국의 질병관리예방센터(center for disease control and prevention, CDC)는 비인두 도말물만을 채취하기를 권장한다. 또한 위음성결과를 줄이고자 비인두 및 구인두 도말물의 비교 실험한 연구결과, 비인두 도말물이 구인두 도말물보다 양성 비율(양성 결과/전체 결과, Table 4)이 높았다. 비인두 및 구인두 도말물을 혼합한 검체의 양성 비율이 가장 높았고 이는 비인두 도말물의 양성 비율과 비슷한 수준이었다[31].
둘째 대한진단검사의학회 실시 코로나바이러스감염증-19 진단 검사법 교육을 이수 받아야 한다. 셋째 대한임상검사정도관리협회 실시 코로나 바이러스 감염증-19 외부 정도관리 적합 판정 기관이어야 한다.
초기에 간단한 분석법으로 5∼15분 이내에 결과를 얻을 수 있으며, 통상적으로 민감도는 34∼80% 정도이며 특이도는 90% 이상이다.
후속연구
추가적으로 본 연구를 통해 국내 의료기관 내 의료종사자 및 임상병리사들의 병원 감염을 예방하고자 생물학적 안전에 관한 가이드라인을 확인하였다. 국내 임상병리사들의 경험과 그로부터 얻은 교훈을 통해 국내외 COVID-19 팬데믹 상황으로부터 국민의 안전을 지킬 수 있는 단초를 제공할 수 있을 것이라 사료된다.
Table 8과 9에서는 각각 일반적인 의료 관련 감염 예방 지침과 진단 검사 과정 중에 요구되는 더 높은 수준의 예방 지침에 대해 간략하게 정리하였다. 추가적으로 실제 2019년 12월 18일부터 2020년 2월 20일까지 중국 내 의료종사자 감염(2,055건) 중 1,809 건(88%)이 후베이성 내에서 보고되었기에, 국내 감염이 가장 거셌던 대구, 경북 지역 내 의료종사자들에 대한 지속적인 진단 및 추적이 필요할 것으로 사료된다[38].
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
COVID-19환자는 언제 처음으로 보고되었는가?
2019년 12월, 중국 후베이성 우한시에서 COVID-19환자가 처음으로 보고되었다. 그 이후 국내에서 신종 코로나 바이러스에 의해 야기된 중증 급성 호흡기 증후군 환자가 급격하게 증가하였다.
COVID-19환자는 어디서 처음으로 보고되었는가?
2019년 12월, 중국 후베이성 우한시에서 COVID-19환자가 처음으로 보고되었다. 그 이후 국내에서 신종 코로나 바이러스에 의해 야기된 중증 급성 호흡기 증후군 환자가 급격하게 증가하였다.
COVID-19는 어떤 증상을 유발하는가?
그 이후 국내에서 신종 코로나 바이러스에 의해 야기된 중증 급성 호흡기 증후군 환자가 급격하게 증가하였다. 이러한 새로운 변종 바이러스는 기침, 인후통, 비루, 호흡곤란, 폐렴 및 기타 폐질환을 유발한다. 중증 급성 호흡기 증후군 코로나 바이러스 2는 RNA바이러스로, 실시간 역전사효소 중합효소 연쇄반응을 통한 분자진단 검사가 COVID-19의 진단에 폭 넓게 사용되고 있다.
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