Timeliness and trade-off between timeliness and PPV of the Korean National Notifiable Disease Surveillance System

Abstract

Introduction: With the increase of international travels, infectious disease control is gaining a greater importance across regional borders. Adequate surveillance system function is crucial to prevent a global spread of infectious disease at the earliest stage. For this reason, the timely and accurate surveillance data should be warranted. In addition, although most communicable diseases mandate immediate notification of suspected cases, clinicians delay reporting until laboratory confirmation primarily because of uncertainly of diagnosis. On the contrary, good timeliness of clinical reporting could result in poor accuracy. Until now, there have been limited reports on timeliness of surveillance in Korea , and also the trade-off between timeliness and positive predictive value (PPV) of surveillance system worldwide. This study investigated timeliness of the Korean National Notifiable Disease Surveillance System (KNNDSS) and explored the trade-off issue between timeliness and PPV with the data of the KNNDSS for 2001-2007.

Methods: For the study on timeliness, six notifiable infectious diseases reported relatively frequently were included. Five diseases were selected by the criteria of reported cases ≥ 100 per year for the six-year sutdy period: typhoid fever, shigellosis, mumps, scrub typhus, and hemorrhagic fever with renal syndrome. In addition, dengue fever was also included to represent an emerging disease, despite its low number of cases. The diseases were compared for 1) the proportion notified within the recommended time limits, 2) median time lags, and for 3) the cumulative distribution of time lags at each surveillance step between symptom onset and date of notification to the Korea Centers for Disease Control and Prevention (KCDC). For the study on the trade-off between timeliness and PPV, four epidemic-prone diseases that require immediate notification of clinically suspected cases as well as laboratory confirmed cases were included: shigellosis, typhoid fever, paratyphoid fever, and cholera. Timeliness was measured by 4) the time to registration (TR) as the time interval from symptom onset to the clinician's report to the local public health center. 5) PPV for the clinically reported cases was also calculated. 6) New TR reduction indices were introduced that showed how many person-days was saved by clinical versus lab-based reporting.

Results: In the first study, 1) the proportion of cases reported in time was lower for disease groups with a recommended time limit of immedietly' day compared with 7 days (60%-70% vs. > 80%). 2) The median time from disease onset to notification to KCDC (TC) ranged between 6 and 20 days. The median time from onset to registration at the local level (TR) ranged between 2 and 15 days. 3) Distribution of time lags showed that main delays arose in the time from onset to diagnosis. There were variations in timeliness by disease categories and surveillance steps. In the second study, 4) clinical reporting comprised around 35% of total notifications, and all 4 diseases showed shorter median TR for clinical reporting than for lab-based reporting (1-4 days). 5) PPV was highest for shigellosis (68.2%), and lowest for typhoid fever (23.7%). 6) For the new trade-off measure, time reduction against one false-positive case was greatest for shigellosis (3.3 days), and smallest for typhoid fever (0.6 days).

Conclusions: Time from disease onset to diagnosis generally contributed most to the delay in reporting. It is needed to promote public education and to improve clinical guidelines. Rapid reporting by doctors should be encouraged, and unification of recommended reporting time limit can be helpful. This study also demonstrates the utility of the overall assessment of time-lag distributions for disease-specific strategies to improve surveillance. For the trade-off matter between timeliness and PPV, good scores of trade-off index for shigellosis give strong evidence for notification of suspected cases, and suggest immediate notification based on clinical judgment without waiting for laboratory confirmation to enhance the surveillance function for clinicians. On the contrary, poor scores for typhoid fever need to review and modify current surveillance system such as better specifying the case definition.

서론: 최근 국외여행의 증가와 함께 국가간 경계를 넘어 전 세계적으로 전염병 관리의 중요성이 더욱 강조되고 있다. 효과적인 전염병 예방․관리를 위해서는 발생을 조기에 감지하여 전파를 막고 지속적인 발생 양상의 모니터링을 통해 보건사업에 활용하도록 하는 적절한 감시체계를 운영이 필수적이다. 또한 이러한 감시체계 자료가 잘 활용되기 위해서는 시의성 있고 정확한 자료의 산출이 담보되어야 한다. 그러나 임상적 진단으로 신속히 신고토록 하는 법정전염병의 경우에도 진단의 불확실성으로 인해 실험실적 확진 이후까지 신고를 늦추는 경우가 많으며, 반대로 지침에 맞게 임상적 진단으로 신고한 경우에는 자료의 정확성은 떨어지게 된다. 우리나라는 현재까지 전염병감시체계의 시의성에 관한 연구가 거의 없고, 시의성에 관한 주요한 특성인 시의성-PPV의 상반관계(trade-off)에 대한 연구는 전 세계적으로도 매우 제한적이다. 본 연구에서는 우리나라 법정전염병감시 자료(2001-2007)를 통해 우리나라 전염병감시체계의 시의성을 평가하고, 시의성과 PPV의 상반관계를 탐색해보고자 하였다.

방법: 시의성에 관한 첫 번째 연구에서는, 우리나라 법정전염병 중 발생 규모가 큰 주요 6개 질병을 대상으로 하였다. 5개 질병은 매해 100건 이상 보고되는 제1군전염병의 장티푸스, 세균성이질과, 제2군전염병의 유행성이하선염, 제3군전염병의 쯔쯔가무시증, 신증후군출혈열이며; 국외 유입 또는 신종 전염병의 특성을 확인하기 위하여 제4군전염병의 뎅기열을 포함하였다. 이들 질병에 대하여 증상발현부터 질병관리본부로 최종 보고되기까지의 각 감시단계별로 1) 법적 신고기한 내 신고 분율, 2) 각 감시단계별 소요일과, 3) 기한 내 누적신고율을 분석하였다. 시의성과 PPV의 상반관계에 대한 두 번째 연구에서는, 세균성이질, 장티푸스, 파라티푸스, 콜레라 4개 질병을 포함하였다. 이들 질병은 2차 감염을 일으키는 주요 유행병으로서 관련 법 및 지침에 의하여 개별 환자에 대한 조사․관리가 필요하며 확진환자는 물론 의사환자까지 즉시 신고하는 전염병이다. 4) 시의성은 증상 발현부터 의사가 관할 보건소로 신고하기까지의 기간(TR)으로써 측정하였고, 5) PPV는 임상적 진단에 의해 신고된 의사환자 중 최종적으로 환자로 판정된 사례의 분율로 산출하였다. 6) 또한 시의성과-PPV의 상반관계를 알아보기 위하여 실험실 확진 이후에 신고할 때보다 임상적 진단 하에 신고할 때의 단축 시간에 대한 새로운 지표를 제시하여 이에 따라 분석하였다.

결과: 첫 번째 연구에서는 법정전염병감시체계의 시의성은 질병마다 다르며, 또한 법정전염병의 군 분류 또는 각 감시단계에 따라서도 시의성에 차이를 보였다. 1) 법적 신고기한이 즉시인 경우 7일 이내인 전염병에 비하여 기한 내 신고 분율이 낮았다 (60%-70% vs. ＞80%). 2) 각 감시단계별 소요일은 질병에 따라, 증상 발현부터 질병관리본부로 보고까지(TC) 6-20일, 증상 발현부터 관할 보건소 신고까지(TR) 2-15일이 소요되는 것으로 나타났다. 3) 기한 내 누적신고율은 전염병감시체계의 총 소요 시간 중 증상 발현 이후 진단되기까지의 단계에서 가장 많은 시간 지체가 일어나는 것으로 분석되었다. 두 번째 연구에서는, 4) 전체 보고건 중에 임상적 진단에 의해 의사환자로 보고하는 건의 비율은 35%에 해당하였고, 의사환자가 확진환자에 비하여 1-4일 빨리 신고 되는 것으로 나타났다. 5) PPV는 세균성이질이 가장 높았고 (68.2%), 장티푸스가 가장 낮았다 (23.7%). 6) 시의성-PPV의 상반관계는 임상적 진단으로 의사환자를 보고할 때 1건의 의양성을 감수할 때 단축할 수 있는 시간이 세균성이질이 3.3일로 가장 높았고, 장티푸스가 0.6일로 가장 낮게 나타났다.

결론: 전염병감시체계의 소요 시간에는 증상 발현에서 진단까지의 단계가 가장 크게 관여하였다. 따라서, 보건 교육과 진단지침을 통한 일반대중과 의사에 대한 교육․홍보의 강화가 필요하다. 또한, 의사의 신속 신고를 독려하고, 현행 전염병 군별로 다르게 적용하고 있는 신고․보고 기한을 1일로 단축하고 통일성 있는 지침을 제공하는 것이 시의성 향상에 유용할 것으로 생각된다. 또한 질병별로 시의성의 향상 전략을 수립하기 위해서는 기한 내 누적신고율을 활용한 시의성에 대한 포괄적인 분석과 이해가 필요하며 이를 활용하여 시의성-PPV의 상반관계 분석 결과, 세균성이질과 같이 시의성-PPV 상반관계 지수가 높은 경우 임상적 진단에 의한 의사환자 신고의 좋은 효과를 입증하는 것으로서 실험실적 확진을 기다리기 이전에 신속히 신고할 것을 권고하며, 반면 장티푸스와 같이 상반관계 지수가 낮은 경우는 진단․신고기준을 보다 세밀하게 조정하는 등 현행 감시체계를 점검과 수정이 필요하다.