모기는 전 세계적으로 인간과 동물에게 다양한 질병을 매개 하는 주요 매개충 중 하나이다(WHO, 2017;Snow et al., 2005;Medlock et al., 2005). 모기는 흡혈활동을 하는 과정에서 말라 리아(malaria), 뎅기열(dengue hemorrhagic fever), 황열(yellow fever), 뇌염(encephalitis), 사상충증(filariasis) 등의 질병을 매 개하는데 이들을 매개하는 종으로 얼룩날개모기류(Anopheles spp.), 흰줄숲모기(Aedes albopictus), 이집트숲모기(Ae. aegypti), 빨간집모기(Culex pipiens). 작은빨간집모기(Cx. tritaeniorhynchus) 등이 대표적이다(Craven et al., 1988;Hag et al., 1999;Fradin and Day, 2002;Ree, 2000). 최근 지구온난화와 개발로 인한 환 경의 급격한 변화는 생태계에 영향을 주게 되어 모기와 같은 질 병 매개체의 분포와 활동에 영향을 미치게 된다(Reiter, 2001;Menne and Ebi, 2006). 이에 따라서 질병발생에도 밀접한 관련 성을 가질 수 있는데, 1979년 세계보건기구에서 한국을 말라리 아 프리(malaria free) 지역으로 선언하였으나 1993년 다시 발 생하여 현재까지도 매년 말라리아 환자와 뇌염환자의 수도 증 가추세이며, 뎅기열 및 지카바이러스 등 해외감염병의 유입 가 능성도 높아지고 있다(Shim et al., 1997;Lee, 2007;Current Status of Selected Infectious Diseases, 2017).

국내 서식 모기 종류는 9속 56종이 기록되어 있으며 모기 종 별로 발생시기와 산란장소, 흡혈습성, 휴식습성 및 분산거리 등 에 차이를 보이기 때문에 모기 방제를 위해서는 이들에 관한 생 태적 연구가 매우 중요하다(Jeong and Lee, 2003;Lee, 2017). 그에 따라 최근에는 지리적 특성에 따른 모기의 분포와 기후 변화에 따른 모기 매개질병과의 관련성 등에 대한 다양한 연 구가 수행되고 있다(Reiter, 2001;Gleiser and Zalaxar, 2010;Munhenga et al., 2014;Mattah et al., 2017). 특히, 지카바이러 스 및 뎅기열, 황열 등을 매개하는 흰줄숲모기와 이집트숲모기 에 대한 지역에 따른 모기 분포와 기상환경에 따른 이집트숲모 기의 생태에 관련된 많은 연구가 진행되었다(Gubler, 1988;Day et al., 1990; Honório et al., 2003; Valdez, 2017). 또한 모기 성충에 대한 방제 및 예찰을 위해서 사용되는 트랩은 매우 다양 하며 트랩의 모양, 설치 위치, 시간, 채집장소, 유인제의 사용 유 무에 따라 모기밀도를 측정하는데 영향을 미친다(Kline, 1999;Mboera et al., 2000;Burkett et al., 2001;Anderson et al., 2004). 대표적인 것으로 흰줄숲모기와 이집트숲모기를 채집하기 위해 고안된 BG 트랩과 UV등으로 모기를 유인하여 채집하는 BL 트랩이 있다(Lundstrom et al., 2013;Luhken et al., 2014). 이집 트숲모기에서는 온도와 강우량에 따라 부화율, 알의 생존율, 유 충성장, 흡혈행동, 암컷의 산란력, 성충의 크기, 성충의 수명과 분포 등에 영향을 받는다는 많은 연구가 수행되었다(Hawley, 1985;Parker, 1986;Gubler, 1988;Rueda et al., 1990;Focks et al., 1993;Day et al., 1990;Crans et al., 1996;Tun-Lin et al., 2000;Honório et al., 2003). 국내에서도 미군기지와 경기도 김 포, 울산 등 몇몇 지역에서 시기에 따른 말라리아 매개모기의 발생양상과 서식환경에 따른 모기의 종분포 등이 연구되었고 트랩 종류에 따른 흰줄숲모기의 채집양상에 관한 연구도 수행 되었다(Yoon et al., 1994;Lee et al., 1997;Kim et al., 2000;Kim et al., 2001;Jeong and Lee, 2003;Yang et al., 2018). 그러 나 청주지역에서의 모기 분포에 대한 연구는 처음으로, 기존에 연구된 군부대나 해안가, 남부지방과는 다른 중부내륙의 산간 지역에서의 발생양상 차이가 나타날 수 있는 청주지역의 환경 별 모기 밀도와 종 분포, 병원체감염 여부에 대한 연구가 모기 매개 질병예방에 필요하다고 판단되었다.

그리하여 본 연구는 모기 성충을 채집지점별로 구분하여 2종 의 트랩을 이용하여 모기밀도와 모기종류를 조사하여 비교분 석하고 질병 바이러스의 감염여부를 조사하여 효과적인 모기 방제를 위한 기초자료를 제공하고자 수행하였다.

재료 및 방법

모기 채집

모기 성충 채집을 위해 BL (black-light; SC2000, 신영통상시 스템, Korea) 트랩과 BG (BG-sentinel; Biogents AG, Regensburg, Germany) 트랩을 이용하였다. 2016년에는 축사 조사에 서 BL 트랩만 설치되었다.

BL 트랩은 지상으로부터 1.5 m 높이에 걸고 효과적인 유인 을 위해 트랩 옆에 CO₂ (드라이아이스)를 이용하여 모기 성충 을 유인하였다. BG 트랩은 입구 20 cm 위에 드라이아이스를 설치하고 채집된 모기는 암컷만을 선별하여 조사하였다. BG 트랩과 BL 트랩은 서로 영향이 미치지 않게 10 m 이상의 거리 를 두었다.

조사지역

충청북도 청주시의 도심주거지와 철새도래지, 축사를 각각 1곳씩을 선정하여 2가지 트랩(BL 트랩과 BG 트랩)을 이용하여 모기 암컷성충을 채집하여 조사하였다. 도심주거지는 청주시 흥 덕구 복대동 일대 일반가정집(36°37'47.87"N, 127°26'52.50"E) 에 BL 트랩을 설치하였고 주변에 공원이 있는 도심주거지 (36°37'50.33"N, 127°27'3.71"E)는 BG 트랩을 설치하였다. 철 새도래지는 흥덕구 신정로 부근 철새도래지역으로 지정된 곳 으로 청주 외곽에 위치하며 최근 도시개발이 진행 중이나 주변 에 철새들이 쉴 수 있는 소나무숲과 하천이 존재하는 곳으로 BL 트랩(36°39'54.82"N, 127°27'22.40"E)과 BG 트랩(36°39' 54.51"N, 127°27'22.39"E)을 설치하였다. 축사는 청주 근교 상 당구 남일면에 위치한 우사를 선정하였고 주변이 군부대와 논 으로 둘러싸여져 있는 곳으로 BL 트랩(36°34'27.53"N, 127°30' 9.96"E)과 BG 트랩(36°34'27.72"N, 127°30'8.91"E)을 설치하 였다.

조사 시기

모기의 채집은 2016년부터 2018년까지 4월부터 10월까지 매월 2회씩 수행하였다. 트랩은 낮 12:00에 설치하여 익일 12:00까지 24시간동안 가동하여 모기 성충을 채집하였다. 채 집된 모기는 드라이아이스에 넣어 실험실로 옮긴 후 암컷만을 선별하여 분류 ․ 동정하였다. 비가 오는 날을 피하여 모기 채집 을 수행하였고 15일 간격으로 청주지역의 평균온도와 누적강 수량을 기상청 국가기상종합정보(KMA, 2018)를 이용하여 산 출하였다.

병원체 조사

채집된 모기의 병원체(flavivirus; 일본뇌염, 뎅기열, 웨스트 나일, 황열 등) 감염을 확인하기 위해 quantitative real time PCR을 수행하였다. 채집된 모기는 분류하여 각 모기종별로 최 대 50마리씩 pooling하였고 플라비바이러스 감염을 확인하기 위하여 Yang et al. (2010)의 방법을 인용하여 조사하였다. 간 략히 설명하면 Total RNA를 추출하여 cDNA합성(ReverTra Ace qPCR RT Master Mix with gDNA Remover, TOYOBO, Japan) 후, qRT- PCR (QuantiNova SYBR Green PCR Kit, QIAGEN, Germany)을 다음과 같은 조건으로 수행하였다. 95℃ 에서 2분 동안 가열하여 효소를 불활성시킨 후, 95℃에서 5초, 58℃에서 10초, 72℃에서 15초로 45 cycles로 수행하여 유전 자의 발현을 비교하였다. 얼룩날개모기류는 병원체 조사에서 제외하였다. 양성대조군으로는 질병관리본부에서 제공된 시 료를 사용하여 비교하였다.

데이터 분석

기상조건(누적강수량과 평균온도)에 따른 채집장소와 트랩 종류, 모기종과의 상관관계를 회귀분석법(linear regression)을 이용하여 비교 분석하였다(SAS Institute, 2008).

결과 및 고찰

청주지역 모기의 발생소장

2016년부터 2018년까지 채집된 모기의 계절적 밀도변화를 확인하였다(Fig. 1).

2016년도에 채집된 모기의 밀도는 서식지 환경에 따라 시기 적으로 최성기의 차이를 보였다(Fig. 1A). 축사에서는 장마가 끝난 8월 3일 채집 시 7,053마리로 가장 많은 모기가 채집되었 고 철새도래지에서는 장마시작 전(6월 9일)에 457마리로 가장 많은 수의 모기가 채집되었다. 그러나 주거지의 경우는 시기별 로 큰 밀도변화의 차이를 보이지 않은 가운데, 10월 27일에 698 마리로 가장 많이 채집되었다. 일반적으로 도심 주거지역의 환 경생태는 유충의 서식처와 월동처 등을 제공하는 웅덩이나 페 트병, 타이어 등과 같은 인공 서식환경이 모기 생태에 많은 영향 을 미치게 되어 비교적 강우량의 영향을 덜 받는 반면, 축사와 철새도래지의 경우 농촌지역이거나 도심외곽지역으로 환경적 인 영향을 많이 받았기 때문인 것으로 보인다(Jacob et al., 2003;Leisnham et al., 2004;Gleiser and Zalazar, 2010).

2017년도에 채집된 모기는 축사에서 3,064마리로 가장 많은 수의 모기가 채집되었으며 3지역 모두 6월 중순 이후 최성기를 보이는 유사한 발생양상을 보였다(Fig. 1B). 이는 2017년 6월 후 반기의 강수량이 거의 없었고 늦은 장마로 인하여 예년보다 빠 른 기온 상승으로 모기의 밀도가 증가하다가 7월과 8월에 많은 강수량으로 인한 모기 서식환경의 소실 또는 성충의 활동 시간 이 제한되어 모기 발생수가 감소한 것으로 보인다(Ree and Lee, 1993;Kim et al., 2012). 중국얼룩날개모기(Anopheles sinensis) 의 경우에서도 강수량이 일정 수준 이상(>75 mm)이면 2주 후 의 모기 성충 발생량이 감소하였으나, 강우량이 상대적으로 적 고 기온이 높으면 성충의 발생량이 증가된다 하였다(Jeong and Lee, 2003). 전체모기 채집수는 2016년도에 비해 2017년도에 는 감소하여 강수량과 온도, 서식지역 등 환경적인 요인에 영향 을 받은 것으로 보이는데, 2016년 장마가 끝난 이후 강우량이 적은 시기에는 밀도가 증가하였으나 2017년 7월 밀도가 감소 한 것은 폭우로 인한 서식지 파괴가 원인이 되어 감소된 것으로 보인다.

2018년도에 채집된 모기는 총 6,803마리로 축사에서만 3,661 마리가 채집되어 53.8%의 높은 비율을 차지하였다(Fig. 1C).

2018년은 잦은 강우로 인하여 모기밀도에 영향을 주었는데, 6월과 7월 장마 이후 모기밀도가 최성기를 보이다 다시 많은 강 우량으로 인하여 모기밀도가 억제된 것으로 판단된다. 그러나 주거지역의 경우 모기밀도는 온도가 내려가는 9월 2차(273마 리)와 10월 1차(281마리)에서도 많은 모기가 채집되었다. 이는 앞선 설명과 같이 주거지라는 특성으로 정화조나 하수구와 같 은 비교적 온도가 유지되는 서식환경의 존재로 모기의 생존을 높인 것으로 보인다.

채집지점별 모기의 시기별 종분포

2016년부터 2018년까지의 모기채집밀도는 채집지점별로 년도와 채집시기에 따른 모기 종의 트랩지수(TI)와 채집비율을 비교하였다. 3년간 주거지에서 채집된 모기종은 총 8종으로 139.7 (TI)을 보였다(Table 1). 빨간집모기(Cx. pipiens)가 주거지 전체 채집모기의 62%를 차지하였고 흰줄숲모기(Ae. albopictus) 가 TI값이 26마리로 주거지 전체 채집모기 중 18.8% 채집되어 두 번째로 많이 채집되었다. 흰줄숲모기는 7월 이후 많이 발생 하는 것으로 나타났고 온도가 떨어지는 시기인 9월과 10월에 도 TI값이 높게 나타났다. 그러나 3년간의 모기 발생양상에서 는 차이를 보였는데 이는 도심주거지의 경우 모기의 서식 및 산 란환경이 수시로 생성 및 제거될 수 있는 인공적인 상황이 존재 하기 때문에 큰 차이를 나타내지지 않는 것으로 보이며, 특히 2016년과 2018년도 10월에 빨간집모기의 채집수가 다시 증가 한 것으로 보아 이는 주거지 환경 특성에서 기인한 것으로 판단 된다(Gleiser and Zalazar, 2010;Jacob et al., 2003). 2016년과 2018년도에 주거지에서 채집된 모기밀도는 온도가 떨어짐에 도 증가하는 양상을 보이는 추세임을 감안할 때 질병 매개모기 의 방제전략 수립 시 고려되어야 할 것이다.

철새도래지에서 3년간 채집된 모기는 금빛숲모기(Ae. vexans) 가 40.3%로 트랩당 58.5마리로 가장 많았고 큰검정들모기 (19.9%)와 빨간집모기(17.8%) 순으로 채집되었다(Table 2).

철새도래지에서 채집된 모기는 초기에는 금빛숲모기와 빨 간집모기가 주로 채집되었으나 8월 이후부터 큰검정들모기 (Armigeres subalbatus)의 채집비율이 증가하였다. 청주지역 에서 발생하는 작은빨간집모기(Cx. tritaeniorhynchus)은 장마 이후에 나타나는데 점점 TI값이 증가하는 양상을 보여 이에 따 른 대비가 필요할 것으로 보인다. 큰검정들모기는 뇌염을 매개 하며 많은 인수공통감염의 매개체로 알려져 있으며, 비교적 오 염된 물에서 많이 발생하는 종으로 위도(latitude)와 강수량 (rainfall)에 많은 영향을 받는 종으로 일본 교토에서는 8월에서 10월에만 발생되고 우기가 끝난 후에 많이 발생하는 것으로 알 려져 있다(Nakata and Ito, 1955;Amerasinghe and Munasingha, 1988;Liu et al., 2013;Cheong et al., 1981; Das et al., 1983; Muslim et al., 2013). 이와 같은 결과는 큰검정들모기의 본 조 사결과와 유사한 경향을 보였다. 반면, 금빛숲모기는 장마가 끝 난 후에는 채집밀도가 감소하는 경향을 보였다.

축사에서는 다른 지점보다 조금 늦게 모기가 채집되기 시작 하였으며 금빛숲모기가 가장 높은 비율로 채집되었다(Table 3). 그러나 장마철 이후에 얼룩날개모기류(Anopheles spp.)의 밀 도가 급격히 높아졌다. 금빛숲모기와 얼룩날개모기류가 채집 된 모기의 95.2%로 매우 높은 비율을 차지하였으나 주거지와 철새도래지와는 달리 흰줄숲모기와 한국숲모기가 거의 채집 되지 않은 반면 반점날개늪모기(Mansonia uniformis)가 특이 적으로 채집되었다. 선행 연구결과에서도 흰줄숲모기가 도심 (10.14%), 교외(11.91%), 비교적전원지역(4.4%)순으로 채집 밀도를 나타냈으며, 흰줄숲모기와 생태적으로 유사한 모기종 인 이집트숲모기(Ae. aegypti)도 시골지역보다 도심지에서 더 많이 채집되었고, Cx. quinquefasciatus는 주거지를 가장 선호 한다 하였다(Ndenga et al., 2017;Valdez, 2017). 또한 모기의 종 다양성은 비교적전원지역(semi-rural)에서 다양하다 하였는 데 본 조사에서도 도심지가 아닌 비교적전원지역인 철새도래 지와 축사에서 주거지에서 채집되지 않은 반점날개집모기(Cx. bitaeniorhynchus)와 반점날개늪모기가 채집되었다(Valdez, 2017). 특히, 축사에서 채집된 모기 개체수가 2016년도에 비하 여 2017년도에 5.7배 이상 감소하였는데, 이는 축사에서 가장 높은 비율로 채집된 금빛숲모기와 얼룩날개모기류가 2017년 도에 급격히 감소하였기 때문에 나타나는 현상이다. 금빛숲모 기는 ‘inland floodwater mosquito’로 불리며 습기를 머금은 흙 속에 알을 낳은 후 건기를 지나 비가 온 후 알이 부화하는 모기 종으로 논이 존재하는 축사에서 많이 발생한다(Gjullin et al., 1950;Thompson and Dicke, 1965). 본 조사에서도 주변이 논 으로 둘러싸인 축사에서 가장 높은 비율로 금빛숲모기가 채집 되었다. 또한 얼룩날개모기류는 전국적으로 발생하며 수질이 비교적 깨끗한 곳에서 산란하는 습성을 가지고 있어 도시보다 는 논이 있는 도시근교나 농촌지역에서 많이 발생하는데 본 조 사결과에서도 같은 결과로 축사에서 많은 수의 얼룩날개모기 류가 채집되었다(Tanaka et al., 1979;Lee, 2017).

위와 같은 연구결과 채집지점 3곳(주거지, 철새도래지, 축 사)에서 채집된 모기 우점종의 차이를 확인할 수 있었다.

트랩 종류에 따른 채집 모기종 분포

트랩 종류에 따라 채집된 모기 종의 차이를 비교하였다 (Table 4).

흰줄숲모기와 빨간집모기, 큰검정들모기, 한국숲모기는 BL 트랩보다 BG트랩에서 더 많이 채집되었으나 금빛숲모기와 동 양집모기, 얼룩날개모기류는 BL트랩에서 더 많이 채집되었다. 2017년 제주지역의 공항과 항만에서도 BL트랩보다 BG트랩 에서 더 많은 모기가 채집되었다(Lee and Hwang, 2018). 흰줄 숲모기는 BL 트랩보다는 이산화탄소와 루어를 이용한 BG 트 랩에서 더 많이 채집되는 것으로 알려져 있고, 본 연구 결과에 서도 동일한 결과를 보였다(Yang et al., 2018). 이는 각 모기종 에 따라 효과적으로 채집 또는 유인되는 트랩의 차이가 있음을 나타낸다. 이집트숲모기 채집 시에도 성충채집을 위해 3가지 트랩(BG-sentinel, Adultrap, mosquiTRAP)을 이용하여 비교 한 결과 BG트랩에서 가장 높은 밀도지수(density index)와 positivity 지수값을 보였으나 지역과 온도, 강수량에 따라 밀도 의 차이가 있음을 보고하였다(Codeço et al., 2015).

그러므로 모기 밀도조사를 위해서는 목적하는 모기 종과 채 집지역에 따라 트랩을 선정하는 것이 모기 밀도조사에서 고려 해야 할 주요 요인이다.

기상환경과의 관련성 비교

기상조건(강우량과 온도)과 다양한 변인에 따른 채집모기 밀도와의 상관관계를 분석하였다(Table 5).

연도별로 채집된 모기 개체수에는 많은 차이가 있어 비교하 기에 충분치 않으나 채집 지역별로 비교한 결과 연도에 따라 차 이가 있었고 트랩의 종류에서는 BL 트랩이 r² = 0.4385 (2016 년)와 r² = 0.3813 (2017년), r² = 0.5583 (2018년)로 온도조건 과 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 그러나 주요 모기 종 별로 비교한 결과 2016년도에는 기상조건에 많은 영향을 받은 것으로 나타났으나 2017년과 2018년도에는 모기종과 기상조 건간의 뚜렷한 관련성이 나타나지 않았다. 그러나 얼룩날개모 기류는 강수량과 온도조건에 따라 밀도변화가 있는 것으로 나 타났다.

많은 수의 모기가 채집된 축사에서의 금빛숲모기 발생이 강수량과 밀접한 관련이 있을 것으로 예상하여 비교 분석한 결과 2016년도에는 강수량(r² = 0.3084)과 온도(r² = 0.386)가 모기 밀도와 어느 정도 관련이 있을 것으로 나타났으나, 2017 년에는 강수량(r² = 0.0545)과 온도(r² = 0.069), 2018년에는 강수량(r² = 0.0459)과 온도(r² = 0.5232)로 분석되어 이들간에 뚜렷한 양상을 설명하기에 부족하였다. 선행 연구결과에서는 우사와 돈사, 계사에서 모기의 채집개체수를 비교한 결과 이들 지역에서는 흡혈원이 풍부하지만 이에 대한 상관관계는 없는 것으로 나타났고, 주변의 논과 수로의 방역 여부와 농법 등 다 양한 요인들에 의해 모기생존에 영향을 미칠 수 있다고 하였다 (Kim et al., 2012).

본 연구결과는 청주지역에서 발생하는 모기에 관하여 3년간 (2016-2018)의 조사를 근거로 분석한 것으로 앞으로 지속적인 조사를 통하여 보다 장기적인 분석이 필요하며, 채집지점의 미 세기상 분석을 통하여 보다 장기적이며 면밀한 환경분석이 필 요할 것으로 판단된다.

병원체 감염조사

청주지역에서 채집된 모기의 병원체 감염을 조사하기 위하 여 최소감염율(MIR)을 조사하였다(Table 6).

채집된 모기의 플라비바이러스 감염 여부를 확인하고자 얼 룩날개모기류를 제외한 나머지 모기에 대한 유전자검사를 시 행한 결과, 2016년에는 축사에서 채집된 금빛숲모기 2개 pools 에서 감염이 확인되었다. 이들에 대한 바이러스 종류를 확인한 결과 지카바이러스나 뎅기열바이러스가 아닌 플라비바이러스 (Flavivirus) 속에 속하는 차오양바이러스(Chao-yang virus)로 동정되었다. 차오양바이러스는 중국에서 처음 보고되었고 국 내에서는 미군 모기조사사업(U.S. Army mosquito surveillance program)에 의하여 2003년도에 처음 금빛숲모기에서 분리하 여 unknown으로 판명하였으나 2009년 중국에서 차오양바이 러스의 유전자를 처음으로 발표한 후 국내 미분류 바이러스가 차오양바이러스와 동일함이 확인되었다(Wang et al., 2009;Lee et al., 2013;Takhampunya et al., 2014). 2017년도에는 바 이러스에 감염된 모기가 발견되지 않았다.

2018년도에도 축사에서 채집된 빨간집모기의 1개 pool에서 병원체가 확인되어 빨간집모기에 대한 최소감염률이 0.328로 나타났다. 아직까지 청주지역에서 뇌염바이러스가 발견되지 않았으나 매개체인 작은빨간집모기와 반점날개집모기 등의 밀 도가 증가하고 있는 추세로 지속적인 모니터링이 필요하다 (Kim et al., 2011).

이와 같은 자료를 통하여 청주지역의 모기발생양상과 질병 바이러스의 감염여부를 조사하여 효과적인 모기방제를 위한 기초자료가 될 수 있을 것이다.