Detection of Pathogenic Viruses in the Atmosphere during Asian Dust Events in Incheon City

Background : Ambient particles during Asian dust events are usually less than $10{\mu}m$ in size, and known to be associated with the adverse effects on the general population. There is little evidence linking Asian dust to adverse effects on the airways. In 2002, the authors found that particulate matter during Asian dust events had an effect on the symptoms and pulmonary function of patients with bronchial asthma. An aggravating factor might be that of a viral infection, but this remains unclear. Conversely, it has been speculated that African dust may carry the virus responsible for foot and mouth disease. Asian dust events are also likely to be responsible for transporting viruses, some of which are pathogenic, and common in many environments. Therefore, in this study, air samples were screened for the presence of viruses. Methods : Air samples were collected 20 times each during Asian dust events and under non-dust conditions, for at least 6 hours per sample, using a high volume air sampler (Sibata Model HV500F), with an airflow rate of 500L/min, between April and August 2003, and between April and August 2004. The samples were then screened for the presence of targeted viruses (Influenza A, B, Hog cholera virus, and Aphthovirus) using a polymerase chain reaction method. Results : One Asian dust event occurred between April and August 2003, and 3 between April and August 2004, with a 24 hour average PM10 level of $148.0{\mu}g/m^3$. The 24 hour average PM10 level was $57{\mu}g/m^3$. There was a significant difference in the PM10 concentration between dusty and clear days. No viruses (Influenza virus, Aphthovirus, and Hog cholera virus) were identified in the air samples obtained during the dusty days. Conclusions : Although no virus was detected in this study, further studies will be needed to identify suspected viruses carried during Asian dust events, employing more appropriate virus detection conditions.

인천지역에서 황사 기간 동안 대기 중의 바이러스 검출에 관한 연구

연구 배경 : 세계적으로 Asian dust로 알려져 있는 황사는 주로 봄철 중국과 몽고의 사막지역에서 발생하는 모래먼지로 수천 킬로미터를 이동하여 낙하하는 자연적으로 발생되는 대표적인 오염 물질이다. 한반도에 영향을 미치는 황사는 주로 $10{\mu}m$이하의 미세먼지($PM_{10}$)로서 $PM_{10}$의 증가는 황사현상의 증가와 매우 밀접한 관련이 있다. $PM_{10}$은 호흡기에 침착이 가능하고 따라서 호흡기 증상 및 폐기능에 영향을 미치는 것으로 알려져있으나 아직 이에 대한 병리기전의 연구는 미미하여 기존에 추정되는 $PM_{10}$의 병리기전 이외에 황사 먼지의 이동에 따르는 미생물의 전파, 특히 바이러스의 전파에 대한 연구는 임상적으로 의미가 있을 것으로 생각되며 황사시 바이러스 감염 질환 자체의 발생을 알아 보기위해 황사시 대기에서 시료를 채취하여 바이러스의 존재 유무에 대해 연구하였다. 방 법 : $PM_{10}$은 인천지역 10군데에서 측정하였으며 고용량 대기 포집기(HA 500F, Sibata, 일본)를 이용하여 하루에 한번씩 포집하였다. 공기포집기의 흡입용량인 500 L/min으로 6시간 시행하였다. 시료를 흡착하기 위하여 $0.25{\mu}m$ pore size의 지름이 110mm 인 Glass microfiber filter( Prefilter AP 15, 124mm)를 이용하였다. nfluenza virus, 구제역에 관계된 Piconaviridae의 Aphthovirus속인 RNA바이러스, Hog cholera virus 돼지콜레라 바이러스) 의 검출을 위해 수집한 membrane filter를 전처리하여 Polymerase chain reaction으로 바이러스를 확인하였다. 결 과 : 연구 기간 중 24시간 평균 $PM_{10}$수치는 황사 발생일에 $148.0{\mu}g/m^3$, 비황사발생일에 $57.0{\mu}g/m^3$ 로 차이를 보였다. 2003년과 2004년 4월부터 8월 사이에 채취한 시료에서 검출 대상 바이러스인 Influenza virus A, B, Hog cholera virus, 구제역에 관련된 Aphthovirus등은 검출되지 않았다. 결 론 : 연구는 연구기간 동안에 황사의 발생이 적어 충분한 연구가 되지 못하였으며, 또한 검출하고자 했던 바이러스질환의 발생도 적어 실제 황사와의 관련성을 규명하기에 적절한 연구가 이루어지질 못했다. 향후 황사 발생과 바이러스질환의 유행이 일치하는 시점에 좀더 광범위한 시료의 채취 방법으로 연구가 필요할 것으로 생각된다.