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목 적 :병원 감염의 중요한 항생제 다제내성 원인균인 Methicillin 내성 황색포도상 구균의 감염경로의 역학조사 및 확산의 차단을 통한 예방법에 대해 알 아보고자 하였다.
대상 및 방법 :1997년 9월에서 1999년 8월까지의 본원 의사 82명 및 직원 219명의 총 301명을 대상으로 비강내 MRSA의 배양을 시행하였으며 입원환자 중에서 초기 개방성 창상이나 감염 창상이 아닌 부위(이하 수술부위)가 있는 정형외과 환자 57명에서 비강내 배양 및 수술부위 배양을 시행하였다. 균동 정으로 약제 감수성 시험법인 disc법을 사용하였고 균주간 구별을 위하여 Pulse-field gel electrophoresis (PFGE)을 이용하였다.
결 과 :의사 및 직원 대상에서, 비강에서 MRSA가 배양된 사람은 의사가 8명(10%)이었고 이 중 정형외과 의사가 3명이었으며, 직원은 13명(6%)으로 나 타났다. 또한 정형외과 환자 중 비강에서 MRSA가 배양된 환자는 23명(40%), 수술부위에서는 14명(25%)이었다. 또한 수술부위에서 배양된 환자는 모두 비강에서 배양되었으며, 이들의 MRSA의 PFGE형이 모두 동일한 A형으로 나타났고, 정형외과 의사 2명의 비강의 것도 환자와 동일한 A형으로 나타났다.
요 약 :환자와 의사의 교차감염에 의해 환자의 비강감염이 발생할 수 있으며, 환자의 창상감염 또한 내인성 감염에 의해 발생할 수 있슴을 알 수 있다.
이는 MRSA감염의 예방법 및 역학적 관리의 중요성을 확인시켜 준다.
색인 단어 :MRSA, 병원감염, 수술부위 감염
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정형외과에서의 Methicillin 내성 황색포도상구균의 감염관리
하동준∙김영창∙김영재*
인제대학교 의과대학 정형외과학교실, 감염관리실*
집중치료실을 포함하여 병실에서 병원감염의 중요한 항생제 다제내성 원인균인 methicillin 내성 황색포도상구균(Methi- cillin-resistant Staphylococcus aureus: MRSA)은 methicillin 이 임상에서 이용되기 시작한 2년 뒤인 1961년에 영국에서 최초 로 분리되어, 그후 여러 나라로 퍼져나갔다8). 미국의 경우 전 포도상구균의 10-50%가 MRSA라 하며, 우리나라에서는 1970 년대에는 임상 검체에서 분리된 포도상구균의 10% 미만이
MRSA였으나, 1980년대에는 약 40-50% 정도로 증가되고, 90 년대 초반에는 60%에 이르는 것으로 보고되었다9,11,13).
병원의 입원환자 중에서 수술부위감염(surgical site infec- tion: SSI)은 모든 병원감염 환자의 14-16%로 3번째를 차지하 고 있으며6), 정형외과 병동에서 외상 및 수술 받은 환자에서 MRSA 감염은 재수술, 임상경과 악화, 재원일수 연장 및 치료 비 증가 등의 중요한 문제를 유발시킨다. 또한 그 감염은 예방
34 34 통신저자 : 김 영 창
부산광역시 부산진구 개금동 633-165 부산백병원 정형외과
TEL: 051-890-6129∙FAX: 051-892-6619 E-mail: oskimyc@ijnc.inje.ac.kr
Management of Infection for Methicillin Resistant Staphylococcus aureus at an Orthopaedic Surgery Department
Dong Joon Ha, M.D., Young Chang Kim, M.D., and Young Jae Kim, M.D.*
Department of Orthopaedic Surgery, Management of Infection*, Inje University College of Medicine, Busan, Korea
Purpose :This study was undertaken to find two things. One was to reveal the infection route of methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) that causes serious nosocomial infection through epidemic study, and the other was to seek preventative methods through block- ing the dispersion.
Materials and Methods :We cultured MRSA obtained by nasal cavity swabbing, from 82 doctors and 219 personnel in our hospital, be- tween September 1997 and August 1999. In addition, swabs were taken from the nasal cavities and surgical sites of 57 orthopaedic surgery patients, who were free of wound infection. In this practice, we use the disc test for drug sensitivity, and pulse-field gel electrophoresis (PFGE) to separate colonies.
Results : MRSA was discovered in 8 doctors (10%) and in 13 personnels (6%) by nasal cavity sabbing, and these included 3 orthopaedic surgeons. MRSA was also found in the patients’group, there were 23 (40%) from nasal cavities and 14 ones (25%) from surgical sites.
Their PFGE types of MRSA were of A type, which were also identified in two orthopaedic surgeons.
Summary :We noticed that nasal cavitiy infection could occur by cross infection between doctors and patients. Surgical wound infection may occur by infection from the nasal cavity. This study underlines the importance of MRSA infection and management.
Key Words : MRSA, Nosocomial infection, Surgical site infection (SSI)
Address reprint requests to Young-Chang Kim, M.D.
Department of Orthopaedic Surgery, InJe University Hospital 633-165 Kaekeum-dong, Busanjin-gu, Busan 614-735, Korea Tel : +82.51-890-6129, Fax : +82.51-892-6619
E-mail: soskimyc@ijnc.inje.ac.kr
하기가 쉽지 않으며, 치료에 쓸 수 있는 항균제가 많지 않고, methicillin뿐 아니라 다른 항생제에도 동시 내성을 보이며22), 높은 이환율과 사망률을 나타내기 때문에 병원감염관리에서 문 제가 된다. 이에 본 연구에서는 정형외과 영역에서의 MRSA에 대한 이해와 감염경로를 확인하고 그 감염경로 및 확산의 차단 을 이용한 MRSA에 대한 예방법에 대해 분석하였다.
연구대상 및 방법
1.연구 대상 및 자료 수집 방법1997년 9월에서부터 1999년 8월까지의 본원 의사 82명, 이 중 정형외과 의사 9명 및 직원 219명의 총 301명의 의사 및 직 원을 대상으로 하였으며 MRSA의 보균장소로는 비강이 40- 60%를 차지하므로19) 비강내에서 swabbing을 이용하여 배양하 였다. 같은 시기의 병동별 입원환자 중 초기 개방성 창상이나 감염 부위가 아닌 부위의 수술 또는 시술 창상(이하 수술부위) 이 있는 정형외과환자 57명을 대상으로 비강 내 및 수술부위에 서 swabbing을 시행하여 배양하였다. 이들은 이전에 MRSA감 염의 기왕력이 없으면서 수술부위는 비, 구강주변이 아닌, clean wound에서 시행하였다.
수술부위감염은 피부와 피하조직의 수술절개부위에 발생하는 경우는 수술 후 30일 이내에, 그보다 심부인 근막, 근육층, 장기 (organ)/강(space)의 경우는 삽입물(implant)이 없으면 30일 이내, 삽입물이 있으면서 수술 후 1년 이내에 근육층 이하의 절 개 부위나 수술과정동안 조작을 가했던 해부학적 장소에 감염이 발생한 경우로 정의하였다10).
2.자료 분석 방법
검체의 배양방법은 검체를 수송배지에 넣어 미생물실로 운반 한 다음 수송해 온 검체는 Mannitol salt agar (BBL)에 접종 하여 37℃에서 18시간 배양하였다. 배양상의 노란색의 집락을 혈액한천배지에 순수 배양한 다음 그 균주를 coagulase, DNAse 검사를 실시하여 황색포도상구균임을 확인, 동정하였다.
항생제 감수성 검사로는 oxacillin disc 확산법이 사용되었으 며 MRSA의 검출을 위하여 KB법(Kirby-Bauer 변법)을 이용 하였다. 혈액한천배지에 접종 후 35℃에서 24시간 배양하여 형 성된 집락으로 McFarland 탁도 No. 0.5로 조정하여 4%의 NaCl 이 첨가된 Mueller-Hinton 배지(BBL)에서 1 g의 oxacillin disc를 놓고 35℃에서 18시간 배양한 후 억제대의 지름을 측정 하였다. 이 억제대의 지름이 10 mm 이상인 경우 내성균으로 하였다. 배양된 MRSA는 -78℃에 저장하였다.
MRSA의 균주간 구별을 위하여 DNA상의 제한 부위의 분포 를 분석하는 기법으로 뛰어난 역학표지자로 알려져 있는 pulsed- field gel electrophoresis (이하 PFGE라 함)을 이용하였다.
3. PFGE를 이용한DNA의 제한효소 양상 조사
GenePath (Bio-Rad Co., USA) group 1 kit를 사용하여
아래와 같이 실시하였다.
Agarose embed DNA준비로 균주를 LB broth (Bio-Rad)에 37℃, 250 rpm속도로 진탕시키면서 16-20시간 배양하고 균의 농도를 5×108 cell/mL로 조정하여 90 L를 사용했다. 10,000- 12,000 rpm 속도로 원심하여 침사를 모은 다음 cell 부유완충액 150 L에 재부유시켰다. 6 L lysozyme/Lysostaphin (25 mg/
2 mg/mL)을 넣고 잘 섞고 1.6% Clean-Cut agarose (Bio- Rad Co., USA) 150 L에 분주하여 혼합하고 plug mold (Bio-Rad Co., USA)에 잘 채우고 실온에 15-20분동안 방치했 다. 500 L lysis buffer에 20 L lysozyme/Lysostaphin (25 mg/2 mg/mL)을 혼합하고 고형화된 agarose mold를 넣었다.
37℃1시간 정치했다. Lysis buffer를 제거하고 1 mL washing buffer로 헹구고 washing buffer를 제거하고 20 L proteinase K로 50℃에 16-20시간 정치했다. 1 mL washing buffer로 plug 를 실온에서 30-60분 동안 세척하고 다시 washing buffer로 실 온에서 30-60분 동안 세척했다.
Restriction enzyme 처리는 plug당 25 U의 Sma 1을 넣고 37℃에서 16-20시간 정치하고 전기영동은 Genepath (Bio-Rad Co., USA)로 14℃를 유지하면서 20시간 동안 200 V에서 5-50 초의 ramp time으로 그 다음 20시간 동안 1-10호의 ramp time 으로 조작하였고 염색처리 후, 자외선하에서 사진을 찍었다14).
Pattern의 분석은 band의 존재 유무와 배열 등을 기준으로 Tenover23)의 분류방법에 따라 band가 6개 이하 다를 때는 같 은 균주로 해석했다.
결 과
본원의 의사 및 직원대상 중 비강에서 MRSA가 배양된 사람 은 301명 중 21명(7%)이고 그 중 의사는 82명 중 8명(10%)이 었다. 그 중 3명이 정형외과 의사였으며, 이들은 연구대상이 되 는 환자들의 수술 및 치료에 직접 참여한 의사들이었다. 또한 직원은 219명 중 13명으로 6%를 차지하였다.
본원의 정형외과 입원환자의 비강 MRSA 보균율은 20-60%
(Fig. 1)이며, 본 연구 대상 57명 중 비강에서 MRSA가 배양된 환자는 23명(40%)이었다. 또한 이들 57명 중 창상에서 MRSA 가 배양된 환자는 14명으로, 모두 비강에서 MRSA가 배양되었
(%)
100 80 60 40 20
0
’97.9 11 ’98.1 3 5 7 9 11 ’99.1 3 5 7 Fig. 1.The percentage of infected MRSA of the nasal cavity of orthopaedic patients during 1997. 9-1999. 8.
던 환자들이었다.
의사, 직원 및 입원환자의 각각의 양성율을 분석해 보면, 카 이제곱검정 결과 유의수준 1%에서 의사, 직원 및 환자대상간은 양성율이 달라 유의한 차이가 있다고 할 수 있었다(Table 1).
이들 14명의 비강 및 창상에서의 PFGE 형은 92% 이상이 A형이였으며(Table 2), Fig. 2에서 보듯이 11-14의 4가지 형 으로 대별되었으며, 비강에서 MRSA가 배양된 3명의 정형외과 의사중 2명의 PFGE형이 환자와 동일한 A형으로 나타났다. 그 러나 이들 의사와 환자군의 PFGE형이 A형일 비율을 카이제곱 또는 Fisher’s exact test를 시행해 보면 유의수준 5%에서 두 집단에서 A형이 양성으로 나타날 비율이 달라 유의한 차이가 존재하지 않음을 알 수 있었다(Table 3).
고 찰
MRSA는 황색포도상구균이 생산하는 -lactamase에 분해 되지 않는 반합성 penicillin과 cephem계 약제에 대해서도 내성 을 갖는 균으로, mecA 유전자를 갖고 있는 황색포도상구균을 정의한다. 이들은 통성 혐기성, 대개 구형. 그람양성 구균이며, 직경이 0.8-1.0 m이고 도말염색 표본에서는 포도송이 모양으 로 불규칙하게 배열되어 있다. 보통 한천배지에서 잘 발육하고 coagulase 생산, mannitol 분해 및 DNAse 생산이 양성으로 다 른 포도상구균과 구별된다. 그리고 다른 포도상구균에 비해 병 원성이 강하며, 여러 종류의 균독소 및 효소를 생산한다.
자연계에 널리 분포하고 사람의 피부, 비강, 후두, 장관 및 외 요도에 상재하며, 검체별 분리 사항은 객담, 기관지 분비물 등의 하기도에서 유래된 검체가 가장 많고, 다음이 피부의 농이나 창 상 분비물이며, 그외 인두 점액, 귀분비물, 소변 및 혈액 순으로 분리된다.
황색포도상구균 중 MRSA는 -lactam제 뿐만 아니고 많은 종류의 항생제에 내성을 보이고, 약제내성기전은 PBP (Peni- cillin Binding Protein)-2'에 의해서 내성을 유발하고 mecA 유전자에 의해 지배된다. methicillin에 감수성이 있는 황색포도 상구균의 경우 세포막 단백질인 PBP1-4에 methicillin이 결합 하여 항균작용이 나타나나 MRSA는 추가적인 PBP 2'에 의해 내성을 가진다1).
흔히 MRSA는 건강한 사람에서도 단순히 보균자 상태로 서 식하지만, MRSA 감염은 생체방어기전이 저하된 환자에서 발 생 빈도가 높으며, 그래서 기회 감염균이라고도 한다. MRSA에 의한 감염증으로는 장염, 영양 및 일반상태 불량환자, 노인 등에 서의 폐렴, 면역부전, 외과수술 후 및 카테터 삽입환자에서의 패 혈증 등을 들 수 있겠으며 이는 다장기 부전을 유발한다. 수술 환자 및 중환자실에서 MRSA에 의한 병원감염이 난치성 중증 감염에 이르는 증례가 적지 않으므로 심각한 문제가 되고 있다.
정형외과 수술부위감염 환자에서 황색포도상구균이 가장 많 이 차지하고, 황색포도상구균 중 MRSA가 차지하는 비율은 증 가하는 추세이다22). 특히 관절 치환술, 골절 시 기구를 사용한 내부 고정 및 외상 등을 받은 환자에서 수술부위 감염이 중요하 다. Johnson 등12)은 3년간 정형외과 MRSA 감염의 분석에서 음성
양성 의사
직원 환자
합계 양성률(%) 유의수준(%)
8 74 82 9.8 1
13 206 219 5.9 1
23 34 57 40.4 1
Table 1.Contingency table for data analysis of each group
값
카이제곱검정 Fisher’s exact test
자유도 유의확률
(양쪽검정)
유의확률 (한쪽검정)
4.958 1 .176 .176
.176 .176
Table 3.Statistical analysis of rate that A type was represented on doctors and patients
PFGE pattern A B C D E F G H Total
wound 13 1 14
nasal cavity 21 1 1 23
Table 2.MRSA PFGE pattern of patients
Fig. 2.Individual type of PFGE pattern of MRSA strains from pat- ients and doctors. Pulsed-field gel electrophoresis shows the MRSA pattern of the nasal cavity of an orthopaedic surgeon and those of nasal cavity and wound infected patient MRSA. Pt: patient, Dr:
doctor. 11-14 are patients: left column shows wound, and the right column nasal cavity. A, H and A5are doctors. They nearly match.
No. Type Site Type Site
Pt. 11 A2 Nasal cavity Dr. A Nasal cavity A Surgical site
12 A3 Nasal cavity H Nasal cavity A3 Surgical site
13 A2 Nasal cavity A5 Nasal cavity A2 Surgical site
14 A1 Nasal cavity A Surgical site 11 12 13 14
A2A A3A3 A2A2 A1A A H A5
70%가 교통 사고로 인한 손상으로 가장 많았고, 외과 중환자실 에서 입원한 환자가 약 30%을 차지하였고, 사망률의 주 요인이 었던 경우가 2%이고 사망에 기여한 경우가 2%라고 하였으며, 일단 감염이 되면 치료하기가 매우 힘들다고 하였다. 본 저자들 의 경우에서도 환자군의 MRSA 비강 양성률이 40%로 의사 및 직원 군에 비해 상당히 높은 결과를 보였다.
감염 경로로는 자신의 MRSA 보균이 감염의 원인인 내인성 감염, 환자와 환자간의 접촉에 의한 교차감염, 감염 환자로부터 의료종사자가 매개하여 직접 혹은 기구를 통한 교차감염 그리고 MRSA 환자 주위에 있는 침대, 바닥 및 시트 등의 병원내 환 경으로부터 외인감염이 있다. 직접접촉은 환자의 치료과정에서 의 피부끼리의 접촉과 감염성 미생물을 가진 환자와 감수성 있 는 환자와의 접촉을 통해 일어나며, 간접접촉은 환자의 환경 내 에서 오염된 물체와 감수성 있는 환자의 접촉에 의해 일어난다.
따라서 본 연구에서는 감염환자로부터 의료종사자로 직접 혹은 기구를 통한 교차감염이 발생할 수 있고, 역시 다른 환자의 비 강으로의 교차감염과 자신의 내인성 감염에 의해 창상감염이 발 생할 수 있음을 보였다.
본 연구의 결과로 보아 환자와 의사의 비강의 MRSA의 PFGE형이 동일한 A형으로 교차감염에 의한 환자의 비강감염 이 발생한 것으로 추정되며, 환자의 창상부위 감염의 경우 비강 에서 기인한 내인성 감염에 의한 것일 가능성이 높음을 알 수 있었다. 이는 통계적으로는 유의하지 않으나 표본의 수가 너무 적어 분석의 신빙성이 떨어짐을 추측할 수 있었으며 상기 결과 로 보아 이러한 감염경로에 의한 MRSA의 확산은 충분히 그러 한 경향이 있다고 할 수 있었다.
정형외과의 수술부위 감염의 MRSA 치료에는 외과적 치료와 항생제 치료가 있으며 외과적 치료는 다른 균주의 감염에 의한 경우와 동일하다7). 즉, 환부의 변연절제술, 배액법, 고정법 등이 있다12). 항생제 치료에는 vancomycin, arbekacin, zyvox 등을 사용할 수 있겠다14,15). vancomycin은 1950년대에 합성된 gly- copeptide계로써 MRSA에 대해 감수성이 있으며 현재 널리 사 용되고 있으나 항균력과 살균효과가 약하며, 객담과 담즙에 침투 력이 약하고 중증감염증 치료효과가 적은 단점이 있다. arbekac- in은 aminoglycoside계로써 vancomycin에 비해 살균효과가 강 하며, 패혈증 및 폐렴 등에 사용하며 녹농균 혼합감염시 사용가 능하고 lactam계 항생제와 병용시 상승효과를 가지는 등 장점 이 있으나 신독성, 청력장해에 주의해야하며, 혈중반감기가 짧 다. zyvox는 oxazolidine계열의 항생제인 linezolid를 함유하고 있고, 경구투여 후 1-2시간내에 최대혈중농도에 도달하며 신독 성, 간독성이 적으며, 현재 내성균이 없는 등의 생물학적 유용성 이 100%에 달하는 항생제이다.
또한 환자의 저항력이 감소되거나 또는 감소된 경우 내인성 감염에 의해 수술부위 감염이 일어날 수 있으므로 MRSA의 보 균자의 치료에도 주력해야 할 것이다. 이들은 5-60% 혹은 30- 60% 실제 감염을 일으킨다고 보고하고 있으며1), MRSA의 돌
발적 발생시 보균자를 색출하여 치료하면 감염을 7배나 감소시 키고 비용 효과 면에서 매우 유용하고 한다5). 따라서 MRSA의 예방관리 방법16)으로써의 MRSA감시, 일반적 환경소독, 손씻 기17), 장갑, 마스크, 가운등의 차단, 격리등의 중요성이 강조되 며, 역학적으로 중요한 미생물이 직∙간접 접촉에 의해 전파되 는 위험을 감소시키기 위해 접촉경계(Contact Precaution)4)를 사용하기도 한다.
요 약
MRSA에 감염된 환자와 잦은 접촉을 하는 의사에 있어서 그 대조군인 병원 내 일반 직원군 보다 MRSA의 발병률이 유의하 게 높았으며, 접촉한 의사의 비강에서 환자의 것과 동일한 형인 MRSA가 배양된 것으로 보아 두 집단간에 교차감염이 발생할 수 있는 것을 알 수 있었다.
또한, 환자의 창상부위 감염의 경우 비강에서 기인한 내인성 감염에 의한 것일 가능성이 높음을 알 수 있었다. 그러나 본 연 구에서는 통계학적으로는 뚜렷한 차이를 발견할 수 없었으나, 그 대상의 수가 너무 적어 통계적 신뢰도가 떨어짐을 감안할 때, 수술부위 감염이 발생한 정형외과 환자는 내인성 감염에 의한 것일 가능성이 있다.
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