책임저자：이하균, 서울시 강남구 대치동 939-24
135-280, 베스티안 병원 외과 Tel: 02-3452-7575, Fax: 02-3287-3511 E-mail: [email protected]
화상 중환자실에 입원한 중증 화상 환자에 있어서 미생물학적 특징에 대한 고찰
이하균ㆍ윤천재ㆍ문덕주ㆍ김선규ㆍ조진경 베스티안 병원 외과
Recent Microbiologic Aspects of a Burn Inten- sive Care Unit
Ha Guen Lee, M.D., Cheon Jae Yoon, M.D., Dueg Ju Moon, M.D., Seun Keuy Kim, M.D. and Jin Kyung Cho, M.D.
Department of Surgery, Bestian Hospital, Seoul, Korea
Purpose: In recent decades, the antimicrobial resistance of bacteria isolated from burn patients has increased. Every burn institution has to determine its specific pattern of burn wound microbial colonization, time related changes in pre- dominant flora, respective susceptibility to antibiotics. So the burn institution should chose the effective empiric antimicro- biotics.
Methods: We undertook a retrospective review of all burns of more than 40% of the total body surface area from the BICU beween January 2007 and December 2007.
Results: The group consisted of 47 men (69.1%) and 21 women (30.9%) with a mean age of 43 years (range, 3∼91 years, ±15.1 years). Mean TBSA burned was 58.0% (range, 40∼100%, ±18.3%). Mean hospital stay was 40.0 days.
Periodic sampling were taken from burn wound, tip of a re- moved central venous catheter, respiratory tract, blood, urine on 3rd, 5th, 7th, 14th, 21th hospitalization. A total of 285 mi- crobial isolates were detected. Acinetobacter baumannii (31%) was the prevalent isolates in 3rd day cultures.
Conclusion: After the two weeks, this bacteria was super- ceded Pseudomonas aeruginosa (36.2%). Between 3rd day and 14th day, the rates of methicillin resistance of staph- ylococci strains increased steadily. (Journal of Korean Burn Society 2008;11:5-9)
Key Words: Burn intensive care unit, Antimicrobiotics, Aci- netobacter baumannii
서 론
정도가 심한 화상을 입은 환자의 치료는 지난 수 년 동안 많은 발전을 해왔다. 특히 활력 징후가 불안정한 환자에 있 어서 혈류 역동학적인 면에서 안정을 기하는 소생술의 발 전과 기도 손상에 대한 치료법 및 환자에게 필수적인 영 양공급의 발전은 화상환자의 생존율에 많은 공헌을 하였 다1-3).
그러나 환자의 화상 면적이 체표면적의 40%가 넘는 경우 는 사망률의 75%가 화상 상처 감염에 의한 패혈증이나 기 도 손상 또는 다른 감염과 동반된 합병증인 것으로 나타났 다4).
예방이나 적합한 치료의 발전 및 노력에도 불구하고 심 한 화상을 입은 환자에 있어서 감염은 회복기의 접어든 환 자에게 치명적이라고 볼 수 있다5-9). 특히 화상 중환자실에 입원한 환자일 경우는 표피 방어벽의 손실에 의한 면역기 능의 저하 뿐만 아니라 이러한 상태에서 장기간의 기관 삽 관, 중심 정맥관 삽입, 뇨도관 삽입 등으로 인해 화상 중환 자실의 환자는 다른 분야의 중환자실의 환자에 비해서 높 은 감염률을 보이고 있다10).
본 연구에서는 화상의 범위가 체표면적의 40%가 넘을 경 우에 환자의 사망률에 영향을 미치는 주요한 인자가 될 수 있기 때문에4) 2007년 1월부터 12월까지 1년 동안 본원의 화상 중환자실에 입원한 환자 중에서 화상이 체표 면적의 40%가 넘는 환자를 대상으로 세균학적인 특성을 연구하였 다. 화상 중환자실을 대상으로 한 여러 연구 가운데 2001년 부터 2003년까지의 140명의 환자를 대상으로 한 연구에서는 Pseudomonas aeruginosa가 가장 빈번히 발현된 병원균이었으 며(40.4%), 그 다음으로 Staphylococcus aureus (29.3%), Acine- tobacter spp. (9.8%)순이었다12). 2001년부터 2006년까지의 76명의 환자를 대상으로 한 연구에서 가장 빈번히 발현된 균주는 Acinetobacater spp (24.1%)였고 그 다음이 Staphylo- coccus aureus (17.5%), Pseudomonas aeruginosa (16.1%) 순이
Table 1. Characteristics of Patients Admitted to the BICU
Characteristics No of patients
Age (years)-mean/median (range) 42.8/42.5 (3∼91)
Sex (n)-male/female 47/21
% Body surface area burnt-mean/ 58.0/50.0 (40∼100) median (range)
% Full thickeness burns-mean/ 24.2/22.5 (0∼60) median (range)
Mortality-n (%) 35 (52.2)
Type of burn-flame/electrical/ 60/4/3/1 scald/chemical
Inhalation injury-n (%) 21 (30.9)
Ventilator-n (%) 33 (48.5)
Pneumonia-n (%) 25 (36.8)
VAP-n (%) 22 (32.4)
Length of hospital stay (days)-mean/ 40.3/24.0 (3∼160) median (range)
Operation-n (%) 38 (56.7)
VAP = ventilator-associated pneumonia 었다10).
본 연구에서도 가장 많이 발현된 균주는 Acinetobacater spp였으며 그 빈도 수가 75.0%를 차지하였다. 이 중에서 multidrug-resistiant Acinetobacter baumannii는 54.4%를 차 지하였며 이는 여러 연구에서도 언급 하였듯이 multid- rug-resistiant Acinetobacter baumannii 증가 추세에 대한 보 다 적극적인 관심과 연구가 필요하다 할 수 있다.
본 연구에서는 SPSS 12.0 통계 프로그램의 다중선형회귀 분석(Multiple Linear Regression)을 이용하여 나이, 수술여 부, 화상의 종류, 환자의 체표 면적당 화상부위의 면적, 기 계 호흡의 여부, 기계 호흡에 의한 폐렴 유무, 흡입 손상 유 무, 환자에서 발현된 모든 균주 등을 인자로 하여 사망률과 의 상관 관계를 조사하였으며 통계학적으로 사망률에 영향 을 주는 요인으로서는 환자의 체표면적당 화상 부위의 면 적, 환자의 나이, 기계 호흡의 유무였다. 또한 기계 호흡에 의한 폐렴에 영향을 주는 유일한 균주로는 Acinetobacter baumannii인 것으로 나타났다. 중환자실에서의 Acineto- bacter baumannii에 대한 연구에서도 보고 하였듯이 Acineto- bacter baumannii는 주로 기관지 감염에 관여하며 이는 기계 호흡에 의한 폐렴의 주요한 원인으로 보여진다14).
화상 상처 감염은 주요한 원인균이 시간이 흐름에 따라 서 변화하는 경향이 있는데 대체로 화상 초기에는 그람 양 성균이 우월하게 배양이 되다가 점차적으로 그람 음성균이 앞서는 것을 볼 수 있다15,16). 그러나 본 연구에서 화상에 의 한 손상후 72시간 내에 가장 많이 발현되는 균주로는 그람 음성 균주인 Acinetobacter baumannii (31%)인 것으로 나타 났으며 이러한 결과는 화상 환자의 초기 치료에 있어서 항 생제 선택의 어려움을 갖게하는 결과라고 보여진다. 또한 Acinetobacter baumannii는 병원내 감염의 중요한 원인이 되 고 있는데 화상 중환자실의 치료에 있서서 병원내 감염 관 리는 가장 중요한 우선 순위를 차지한다고 볼 수 있다.
대상 및 방법
본 연구에서 환자들은 2007년 1월부터 12월까지 중환자 실에 입원한 환자 중에서 체표 면적당 화상면적이 40%이상 인 환자를 대상으로 하였으며 각각 환자들의 나이, 수술 여 부, 기계 호흡 여부, 기도 손상 여부, 기계 호흡에 의한 폐렴 유무, 과거병력, 화상의 깊이 정도, 체표 면적당 화상부위의 면적, 화상의 종류 등에 따른 사망률과 균주와의 관계를 진 료한 환자의 기록을 바탕으로 후향적인 조사를 하였다. 또 한 각 검체 부위에서 가장 빈번히 발생한 균주와 입원한 후 시간의 경과에 따른 균주의 변화도 연구하였다.
균배양 검사는 환자가 입원한 후에 3일째부터 화상상처,
혈액, 소변, 객담에서 시행하였으며 일주일 간격으로 정기 적인 검사를 실시하였다. 중심 정맥관에 대한 검사는 중심 정맥관을 교체할 때 마다 검사하였으며 교체 시기는 5일을 원칙으로 하였고 임상적으로 환자에게서 열이 나거나 염증 세포가 의미있게 증가할 시에도 교체 및 균배양 검사를 실 시하였다.
균의 동정은 수작업이나 자동화 시스템(Vitek, bioMerie- ux)을 통해서 이루어 졌으며 세균 감수성 검사는 NCCLS (National Committee for Clinical Laboratory Standards) 의 규정을 따랐다. 사망률과 각 인자들 및 균주와의 통계학 적인 상관 관계분석에 있어서는 SPSS 12.0의 다중선형회귀 분석(Multiple Linear Regression)을 사용하였다.
결 과
환자는 2007년 1월부터 12월까지 1년 동안 화상 중환자 실에 입원한 환자 중에서 화상이 체표면적의 40% 이상인 환자를 대상으로 하였으며 환자들의 특징은 Table 1에 나 타나 있다. 남자 대 여자의 비율은 2.2:1이었으며 환자들의 평균 나이는 42.8세였다. 환자들의 평균 화상 면적은 58%였 으며 중간값은 50%였다. 환자들의 56.7%에서 수술을 시행 하였으며 자가 피부 이식술만 시행한 경우는 31명(31%)였 으며 사체 피부를 이용한 동종 피부 이식술 및 자가 피부 이식술을 동시에 시행한 경우는 14명(20.9%)였다. 환자의 사망률은 32명(52.2%)였으며 흡입손상은 21명(30.9%)였고 기계 호흡과 연관된 폐렴은 22명(32.4%)에서 나타났다.
Table 3. Micro-organisms Causing Hospital-aquired Infection in the BICU
Organism No. of isolates (%)
Wound Respiratory tract Blood Catheter Urine Total
Acinetobacter baumannii 51 (37.2) 24 (17.5) 5 (4.4) 24 (17.5) − 104
Pseudomonas aeruginosa 41 (29.9) 14 (10.2) 7 (5.1) 12 (8.8) 2 (1.5) 76
MRSA 24 (7.5) 11 (8.0) 7 (5.1) 10 (7.3) − 52
Enterococcus spp. 13 (9.5) − 5 (3.6) 4 (2.9) − 22
Klebsiella pneumonia 1 (0.7) 3 (3.2) 1 (0.7) 1 (0.7) − 6
CNS − − 1 (0.7) 4 (2.9) − 5
Candida albicans − 1 (0.7) 1 (0.7) 1 (0.7) 4 (2.9) 7
Serratia marcescens 4 (2.9) 1 (0.7) − 1 (0.7) − 6
Other candida spp − − − − 2 (1.5) 2
Enterobacter spp. 2 (1.5) − − 1 (0.7) − 3
Escherichia coli 1 (0.7) 1 (0.7) − − − 3
Total 137 (48.0) 55 (19.2) 28 (9.8) 57 (22.3) 8 (2.8) 285
MRSA = methicillin-resistant Staphylococcus aureus, CNS = coagulase-negative staphylococci Table 2. The Time-related Changes of Predominant Bacterial Profiles-n (%)
Microorganism Hd#3 Hd#5 Hd#7 Hd#14 Hd#21
Acinetobacter baumannii 18 (31) 22 (37.9) 22 (37.9) 17 (29.3) 10 (17.2)
Pseudomonas aeruginosa 8 (13.8) 11 (19.0) 13 (24.4) 21 (36.2) 22 (37.9)
MRSA 3 (5.2) 7 (12.1) 7 (12.1) 15 (25.9) 11 (19.0)
Enterococcus spp. 10 (17.2) 5 (8.6) 3 (5.2) 2 (3.4) −
Klebsiella pneumonia 2 (3.4) 1 (1.7) 1 (1.7) − −
CNS − − 2 (3.4) − 3 (5.2)
Candida albicans 1 (1.7) − − − 2 (3.4)
Serratia marcescens 1 (1.7) 1 (1.7) 1 (1.7) − 1 (1.7)
Other candida spp. − − − 2 (3.4) −
Enterobacter spp. − 1 (1.7) 1 (1.7) 1 (1.7) −
Escherichia coli − 1 (1.7) 1 (1.7) − −
MRSA = methicillin-resistant Staphylococcus aureus, CNS = coagulase-negative staphylococci 입원 후에 시간의 경과에 따른 균주의 변화에 대한 연구
에서는 입원 후 7일째까지 가장 빈번히 발견된 균주로는 Acinetobacter baumannii였고 두 번째는 Pseudomonas aerugi- nosa였다. 입원 후 2주째 부터는 Pseudomonas aeruginosa가 가장 빈번히 발견된 균주였으며 Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA)의 빈도가 증가하는 것을 보 여주었으며 입원 후 3주부터는 MRSA가 두 번째로 가장 빈 번히 발견된 균주인 것으로 밝혀졌다(Table 2). 검체 부위별 에 따른 균주의 변화에 있어서는 화상 상처, 호흡기관, 중심 정맥관에서의 균 배양 검사에서 Acinetobacter baumannii가 가장 빈번히 발견된 균주였으며 일차 혈류 감염의 가장 빈 번한 균주로는 Pseudomonas aeruginosa와 MRSA인 것으로 나타났다(Table 3).
Acinetobacter baumannii는 전체 환자의 71.8%에서 발견 되
었으며 그 중에서 54.4%가 multidrug-resistiant Acineto- bacter baumannii인 것으로 나타났다. Acinetobacter bau- mannii다음으로 많이 발현된 균주는 Pseudomonas aerugino- sa로 전체 환자의 60.6%에서 발현되었으며 다음이 MRSA (56.3%), Enterococcus (26.8%) 순서로 빈번히 발현되었다.
본 연구에선 SPSS 12.0 통계프로그램의 다중선형회귀분석 (Multiple Linear Regression Analysis)을 이용하여 환자의 나이, 수술여부, 화상의 종류, 화상깊이 정도, 체표 면적당 화 상부위의 면적, 기계호흡의 유무, 기계호흡에 의한 폐렴유무, 입원 후에 발생한 폐렴유무, 흡입손상여부, 환자에서 발현된 모든 균주를 요인으로 하여 사망률과의 상관 관계를 조사하 였으며 통계학적으로 의미있게 사망률에 영향을 주는 요인 으로서는 화상부위의 정도, 나이, 기계호흡의 유무였다. 또한 기계호흡에 의한 폐렴에 영향을 주는 유일한 균주로는
Acinetobacter baumannii인 것으로 나타났다.
고 찰
2007년도에 Sedat Y 등은 2001년부터 2003년까지 화상 중 환자실에 입원한 140명의 환자를 대상으로 세균학적 특성 과 항생제 감수성을 조사하였는데 화상 중환자실에서 가장 빈번히 발현된 균주는 Pseudomonas aeruginosa (40.4%)였으 며 그 다음으로는 Staphylococcus aureus였고 Acinetobacter baumannii는 9.8%로 세 번째로 많이 발현된 균주였다17). 또 한 2004년도에 Ulku A 등이 2001년부터 2002년까지 51명 의 화상환자를 대상으로 조사한 결과에 의하면 입원 시에 가장 빈번히 발현된 균주는 Coagulase-negative staphylo- cocci (CNS, 63.0%)였고 그 다음으로는 Staphylococcus aur- eus (19.7%)였다. 반면에 Pseudomonas aeruginosa는 입원한 지 일주일 후부터 2.0%에서 13.8%로 급격히 증가하는 경향 을 보여주었다18). 이러한 결과들은 다른 화상 센터에서도 발표한 것과 같이 환자들의 입원 기간이 길어짐에 따라서 그람 음성균의 발현이 그람 양성균의 발현율을 앞서게 되 는 결과와 동일하다 할 수 있다5,20,21). 그러나 2007년도에 Harvey C 등이 2001년부터 2006년까지 화상 중환자실에 입원한 76명의 환자를 대상으로한 연구에서는 가장 빈번히 발현된 원내감염균으로는 Acinetobacter baumannii (24.1%) 였으며 그 다음으로는 MRSA (17.5%), Pseudomonas aerugi- nosa (16.1%) 순이었다10). 이는 2002년도에 유럽21)과 2003년 도에 남아메리카22)에서 가장 빈번한 균주로 Staphylococcus aureus를 발표한 것과는 다른 결과이다. 본 연구에서도 Acinetobacter baumannii가 전체 68명의 환자 중에서 51명인 75.0%에서 발현되었으며 이 가운데 multidrug-resistiant Acinetobacter baumannii도 37명인 54.4%에서 발현되었다.
본 연구에서 multidrug-resistiant Acinetobacter baumannii 는 ceftazidime, cefepime, ticarcillin-clavulanate, piper- acillin-tazobactam, aztreonam, imipenem, meropenem, gentamicin, amikacin, ofloxacin and ciprofloxacin 등의 항 생제에 내성이 있는 Acinetobacter baumannii로 정의하였다.
또한 환자가 입원한 후 시간의 경과에 따른 균주에 변화에 있어서도 입원 후 7일까지는 Acinetobacter baumannii가 37.9%로 가장 많은 빈도를 차지하였다. 검체별 균주의 변화 에 있어서도 화상상처, 기관지, 중심 정맥관 말단부 모두에 서 Acinetobacter baumannii가 가장 많이 검출 되었고 일차 혈 류 감염에서는 Pseudomonas aeruginosa와 MRSA, 소변에서는 Candida albicans가 가장 많이 검출된 균주였다.
본 연구에서 환자들의 나이, 수술여부, 기계 호흡 여부, 기도 손상 여부, 기계 호흡에 의한 폐렴의 유무, 과거병력의
유무, 화상의 깊이 정도, 화상의 종류, 체표 면적당 화상의 면적 등을 인자로 하여 사망률과의 상관 관계를 조사하였 는데 사망률과 통계적으로 유의하게 관련이 있는 인자로는 체표 면적당 화상의 면적, 환자의 나이, 기계 호흡 유무였 다. 이는 1998년 Ryan CM 등이 1.665명을 대상으로 조사한 사망률과 관련된 risk factor의 연구에서 60세 이상, 체표 면 적의 40%이상의 화상 면적, 흡입 손상등 3가지의 risk fac- tor를 언급한 것과 매우 깊은 관련이 있는 것으로 사료된 다4). 특히 Acinetobacter baumannii는 기계 호흡과 연관된 폐 렴의 가장 유일한 원인 균인 것으로 나타났으며 이는 Aci- netobacter baumannii가 환자의 사망률과 통계학적으로 직접 적인 관련은 없으나 사망률에 영향을 줄 수 있는 있는 중요 한 인자임을 나타낸다고 볼 수 있다.
Acinetobacter spp.는 비발효성의 호기성 그람 음성 쌍구균 이며 생화학적으로 oxidase음성, catalase양성, indole 음성 과 nitrate 음성 소견을 보인다. 또한 이종은 토양이나 흙 등의 자연계에 널리 퍼져있으며 1986년 Acinetobacter ge- nus가 밝혀졌고, 이중에서 Acinetobacter baumannii가 임상 에서 가장 흔히 검출되는 균종이다. Acinetobacter baumannii 는 건조한 물체의 표면, 예를 들어서 환자의 침대 메트리스, 베갯잇, 출입문 손잡이, 컴퓨터 키보드등 무생물의 환경에 서도 60일간 생존할 수 있으며 증류수에서도 한달 간 생존 하는 것으로 보고 된다22,23).
2007년도에 Benedetta L 등의 연구에서 중환자실 환자 14명을 대상으로 Acinetobacter baumannii의 발현과 약제 감 수성에 대해서 검사하였는데 Acinetobacter baumannii의 대 부분이 기관지에서 발현되었으며 모든 균주에서 multi- drug resistance와 감소된 항생제 감수성을 보여 주었다24). 현재 Acinetobacter baumannii의 치료에 있어서 가장 어려운 문제점은 Acinetobacter baumannii가 거의 모든 항생제에 내 성을 가지고 있다는 것이다. 본 연구에서도 발현된 Acinetobacter baumannii 중 72.5%가 multidrug-resistiant Acinetobacter baumannii인 것으로 나타났다. OXA-23, OXA-24, OXA-58 carbapenenase 등 AB의 내성에 관한 연 구가 활발히 진행되고는 있지만25-30) meropenam과 imipe- nam에 내성이 있는 multidrug-resistiant Acinetobacter bau- mannii에 있어서의 항생제 선택은 많은 어려움이 있는 것으 로 보인다.
결 론
본 연구에서는 Acinetobacter baumannii가 사망률과 직접 적인 관련은 없는 것으로 나타났지만 기계 호흡과 관련된 폐렴에 그 중요한 원인으로 작용하고 있는 것으로 보이며
이에 대한 항생제의 선택이 굉장히 어렵다는 점에서 Acinetobacter baumannii는 환자에게 치명적인 균주라고 보 여진다. 아울러 Acinetobacter baumannii가 그 중요한 원인이 되는 병원내 감염의 관리는 화상 중환자실에 입원한 화상 환자의 치료에 있어서 가장 중요한 관건이 될 수 있다고 볼 수 있다.
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