슬관절 전치환술 후 발생한 캔디다 감염의 치료

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통신저자：김 주 오

󰂕 506-705, 광주시 광산구 산월동 887-1 광주보훈병원 정형외과

TEL: 062-602-6162, FAX: 062-602-6989 E-mail: ortho@kornet.net

접수일: 2008년 11월 11일

수정일: (1차) 2008년 12월 24일, (2차) 2009년 2월 28일, (3차) 2009년 4월 29일

게재허가일: 2009년 5월 5일

슬관절 전치환술 후 발생한 캔디다 감염의 치료

광주보훈병원 정형외과

박봉주ㆍ김주오ㆍ김설전ㆍ장지훈ㆍ양윤혁

Treatment of Candida Infection after TKA

Bong Ju Park, M.D., Ju O Kim, M.D., Sul Jun Kim, M.D., Ji Hoon Chang, M.D. and Yun Hyeok Yang, M.D.

Department of Orthopedic Surgery, Gwang-ju Veterans Hospital, Gwangju, Korea

Purpose: We wanted to review the clinical results of staged reimplantation in patients who had candidal infection after total knee arthroplasty.

Materials and Methods: We reviewed five patients who had a candidal prosthetic knee infection, as was assessed by synovial fluid culture. Amphotericin B was intravenously administrated to all five patients during the postoperative period for six weeks and followed for at least twelve months. We carried out two-stage re-implantations with using antifungal agent-impregnated bone cement. Whether or not infection recurred was evaluated according to the symptoms and radiologic and hematologic studies. The clinical results were analyzed on the basis of the range of motion and hospital for special surgery (HSS) score.

Results: The final review showed that all of the symptoms disappeared. We could not find any loosening on the radiologic studies and all five patients had normal C-reactive protein values on serological exams.

The mean postoperative range of motion was 1^o (range: 0∼5)∼99^o (range: 70∼130) and the mean HSS score improved from 49.4 (range: 44∼64) points to 73 (range: 65∼90) after the re-implantation.

Conclusion: We successfully controlled five candidal prosthetic knee infections by removing the components in conjunction with using an antifungal- impregnated bone cement and staged re-implantation after a 6 week course of intravenous antifungal drugs.

Key Words: Total knee arthroplasty, Candida infection, Staged revision

서 론

인공관절 감염은 술 후 약 1∼2%에서 발생하며 대부분 이 포도상 구균, 연쇄상 구균, 그람 음성 간균에 의한다^21,23). 그 중 캔디다에 의한 감염증은 매우 드물어서 1979년 MacGregor 등¹⁴⁾이 처음으로 보고한 이후 문헌고찰 상 30 여례 정도 보고되어 있으며 최근까지 국내에는 2예만이 보고되어 있을 뿐이다^15,20). 이러한 진균 감염증의 치료로 서 최근 인공관절 제거술 및 변연 절제술 후 새로운 인공 관절 재치환술을 시행하는 방법을 제시하고 있으며¹⁹⁾, 이

Table 1. Clinical Characteristics of Patients with Candidal Prosthetic Joint Infection

Patient Age/sex Risk factors

Diagnosis:

primary surgery

Symptoms

(time to onset, months) Organism X-ray findings

Time from implantation to diagnosis

(month)

ESR^§ (mm/h)

/CRP^∥ (mg/dL)

Duration of follow

up (months) 1

2 3 4 5

74/F 64/F 71/M 70/F 68/F

Diabetes, RA*

NR^† NR Diabetes Diabetes

RA OA^‡

OA OA OA

Pain, swelling, discharge, fistula (1) Pain, discharge, fistula (3) Pain, swelling (1)

Pain, decreased ROM (16.5) Swelling(6)

C.albicans

C.parapsilosis C.parapsilosis C.parapsilosis C.parapsilosis

Osteolysis Osteolysis Osteolysis Osteolysis Osteolysis

14 24 8 27 13

93/5.2 47/2.56 92/4.09 120/9.05 115/4.0

38 55 12 48 24

*RA: rheumatoid arthritis, ^†NR: not reported, ^‡OA: osteoarthritis, ^§ESR: erythrocyte sedimentation rate, ^∥CRP: c-reactive protein.

는 기능적인 면에서 좋은 결과를 보이고 있다¹⁷⁾. 그러나, 감염 치료의 어려움으로 인해 Phelan 등¹⁷⁾은 단지 21.7%

(10/46)만이 재치환술을 시행받았다고 보고하고 있으며, 특히 슬관절에 있어서 그러한 치료법에 대한 결과 및 분석 에 대한 문헌은 찾아보기 어려웠다. 이에 본 저자들은 슬 관절 전치환술 후 발생한 캔디다 감염증에 대해 문헌고찰 과 본원에서 시행했던 증례를 분석함으로써 성공적인 감염 치료 및 인공 관절 재치환술에 대한 의견을 제시하고자 한다.

대상 및 방법 1. 대상

2002년 9월부터 2007년 11월까지 슬관절 전치환술 후 감염이 의심되어 시행한 관절 천자상 캔디다 균의 동정이 확인되어 이단계 재치환술을 시행하고 12개월 이상 관찰 한 5명을 대상으로 하였다. 캔디다 균의 동정은 배지 (SDA, Sabouraud Dextrose Agar)를 통한 활액 배양 검사 를 통해 확인하였다. 2예는 본원에서 수술하였던 증례이 고, 3예는 각기 다른 타 병원에서 수술 후 전원된 증례로 서 남자가 1명, 여자가 4명이었다. 평균연령은 69.4 (범위:

64∼74)세였으며, 추시 기간은 평균 35.4 (범위: 12∼55) 개월이었다. 인공관절 삽입 후 증상(열감, 종창, 통증 등) 이 나타난 시기는 평균 5.5 (범위: 1∼16.5)개월이었으며 증상 별로 살펴보면 통증이 5명 중 4명으로 가장 많았으 며, 종창이 3명, 누공 형성 및 분비물이 2명, 관절운동제한 등이 1명 있었다. 기존에 알려진 위험인자 중 당뇨가 5명 중 3명, 류마티스 관절염이 5명 중 1명으로 나타났다. 균

주 별로 살펴보면 Candida parapsilosis가 4명, Candida albicans가 1명이었다. 인공 슬관절 치환술 후 캔디다 감 염을 확진 받기까지 평균 17.2 (범위: 8∼27)개월이 소요 되었으며, 진단 당시 평균 혈구 침강 속도/C‐반응성 단백 수치는 각각 93.4 (mm/h)/4.98 (mg/dL)이었다(Table 1).

2. 방법

일단계 처치는 일차 시행된 수술 반흔을 따라 피부 절 개를 시행하고, 감염된 조직을 가능한 한 모두 제거하기 위해 삽입물 및 감염된 활막 등을 제거하고 충분한 세척 술 및 변연 절제술을 시행하였다. 삽입물 제거 시 발생한 골 손실 부위 및 삽입물이 차지하던 공간에 항진균제가 혼합된 시멘트 보형물을 넣었다. 모두 amphotericin B를 사용하였으며, 세균에 의한 중복 감염에 대비하여 Vanco- mycin을 추가하였다. 시멘트 80 g에 amphotericin B는 평 균 280 (범위: 200∼300) mg, vancomycin은 평균 1.8 (범위: 1.0∼2.0)g을 섞어 사용하였다. 1차 수술 후 Am- photericin B를 최소 5주 이상 정주하였고, 항생제는 1주 정주하였다. 술 후 1주부터 수동적 관절 운동을 술 후 2주 째부터는 능동적 관절운동을 시행하였다. 술 후 1주 간격 으로 혈구 침강 속도, C‐반응성 단백 등의 혈액 검사를 시 행하여 C‐반응성 단백 수치가 2주 이상 1.0 mg/dL (정상 범위 : 0.3 mg/dL 이하) 이하로 유지 되는 경우 2단계 처 치를 계획하였으며, 수술 시 육안적 소견 및 동결절편검사 를 통한 다형핵백혈구 수치를 참조하여 재치환술 여부를 결 정하였다. 이단계 수술 시 사용한 인공 슬관절은 후방 안 정형의 주대가 있는 형태를 사용하였다. 연부 조직 구축

Table 2. Treatment Characteristics of Patients with Candidal Prosthetic Joint Infection

Patient

Time from resection arthroplasty to

reimplantation

Theraphy (total dose)

Use of antifungal- impregnated polyme- thylmethacrylate spacer (dose per cement 80 g)

Postop.

ROM (last f/u)

HSS score (preop/

postop)

1

2 3 4 5

10 weeks

6 weeks 5 weeks 6 weeks 7 weeks

Amphotericin B (1,260 mg); cement spacer change;

amphotericin B (840 mg), then oral itraconazole given daily (200 mg) for 12 weeks

Amphotericin B (1,050 mg), then oral itraconazole given daily (200 mg) for 10 weeks

Amphotericin B (1,225 mg), then oral itraconazole given daily (200 mg) for 12 weeks

Amphotericin (1,260 mg), then oral itraconazole given daily (200 mg) for 12 weeks;

Amphotericin (1,470 mg) then oral itraconazole given daily (200 mg) for 8 weeks

A*200 mg/V^†1.0 g

A300 mg/V2.0 g A300 mg/V2.0 g A300 mg/V2.0 g A300 mg/V2.0 g

5∼90

0∼70 0∼130 0∼100 0∼105

48/68

44/67 46/90 64/75 45/65

*A: amphotericin B, ^†V: vancomycin

소견이 있었으나 대퇴사두근 성형술이 필요한 경우는 없 었다. 골 결손에 대해서 3예는 대퇴골 후과, 1예는 경골 내측에 금속 보강물을 사용하였다. 최종 수술 후 Ampho- tericin B를 2주 정주하였고, 추가로 Itraconazole을 10주간 경구 투여하였다.

3. 임상적 평가

이단계 재치환술 후 퇴원 전까지 매주, 그리고 술 후 3, 6, 12개월 및 최종 추시 시 방사선학적 검사를 통해 삽입 물 주위의 해리 소견을 관찰하였고, 혈중 백혈구 수, 혈구 침강 속도, C‐반응성 단백 수치를 방사선 검사와 동일시점 에서 시행하여 감염의 재발 여부에 대해 관찰하였다. 임상 적 기능 평가는 관절 운동 범위 및 HSS 점수(HSS score, Hospital for Special Surgery score)를 사용하여 측정하였다.

결 과

치료약제 및 평균 사용량을 살펴보면 amphotericin B 1,421 (범위: 1,050∼2,100) mg을 평균 6.2 (5∼10)주 사 용하였다. 경구 투여한 itraconazole의 경우 하루 200 mg 을 평균 10.8 (범위: 8∼12)주간 사용하였다. 인공 관절 제거술 및 변연 절제술을 시행 후 재치환술까지 평균 6.8 (범위: 5∼10)주가 걸린 것으로 조사되었으며, 재치환술 시 시행한 동결절편검사상 다형핵백혈구는 5예 모두 고배율

하에서 5개 미만이었다. 재치환술 후 최소 12개월 추시 상 기존의 증상은 모두 소실되었으며 술 후 삽입물 주위의 해리는 관찰되지 않았다. 퇴원 시 C-반응성 단백 수치는 모두 정상 소견을 보였으며, 추시 상 동반된 감염질환이 없는 한 정상 소견을 보였다. 재치환술 후 관절운동 범위는 평균 1 (범위: 0∼5)∼99 (범위: 70∼130)도 이었으며, HSS점수는 술 전 평균 49.4 (범위: 44∼64)에서 술 후 평균 73 (범위: 65∼90)으로 증가된 소견을 보였다(Table 2).

고 찰

인공 관절 치환술 후 발생한 캔디다 감염증의 유병률은 아직 알려져 있지 않지만 약 1% 이하로 추정되고 있다⁴⁾. 본원의 경우 2002년 7월부터 2007년 11월까지 275건의 슬관절 전치환술 중 2건이 발생하여 약 0.7%의 유병률을 보였다. 원인 진균으로는 C.albicans, C.parapsilosis, C.tro- picalis, C.guilliermondo, C.glabrata 등이 있으며¹⁶⁾, 그 중 C.albicans가 60%, C.parapsilosis, C.tropicalis가 각각 20%

정도 동정되는 것으로 알려져 있다²⁴⁾. 캔디다 감염증은 면 역저하, 호중구 감소, 만성 혹은 지속적인 항생제 사용, 고 영양법, 류마티스 관절염, 당뇨, 간경화, 심한 화상, 여러 번의 복부 수술 혹은 신장 이식의 과거력 등이 위험인자 로 알려져 있으나1,2,4,5,8,12), 보고된 예 중 46%정도에서는 이러한 위험인자를 확인할 수 없었다고 하였다¹⁾. 저자들

Fig. 1. A-P (A) and lateral (B) plain radiographs of 71 years old male patient reveal peripro- sthetic bony resorption and destruction about components.

의 경우 5명 중 3명의 환자에서 위험인자인 당뇨가 존재 하였다. Wyman 등²⁴⁾은 슬관절 전치환술 후 3∼6개월 내 에 염증이 발생하였고, 별다른 위험 인자 혹은 캔디다 균 혈증 등의 과거력이 없는 경우 술 중 캔디다 오염에 의한 것으로 보았다. 저자들의 경우 위험인자가 확인되지 않은 2명의 환자는 각각 술 후 1개월과 3개월에 증상이 나타났 으며 캔디다 균혈증의 과거력이 없었던 것으로 미루어 보 아 이 경우에 해당하는 것으로 생각된다. 진균 감염증의 임상증상은 일반적 감염증과 유사한 동통, 관절액 삼출, 관절 운동의 제한 등이 나타나나^17,24), 이런 증상 없이 삽 입물 주위의 해리만 보이기도 한다¹¹⁾. 대부분의 경우 증상 발현이 지연되는 것으로 알려져 있으며 Phelan 등¹⁷⁾은 평균 20.3개월로 보고하고 있다. 저자들의 경우 평균 5.5 (범위:

1∼16.5)개월로 슬관절에 국한된 경우 기존의 보고에 비 해 빠른 시간 안에 증상이 발현되는 양상을 보였으며, 5예 모두에서 삽입물 주위의 해리 소견을 보였다(Fig. 1). 증 상 발현 시까지는 5.5 (범위: 1∼16.5)개월로 나타났으나 실제 확진은 평균 17.2 (범위: 8∼27)개월에 이루어졌다.

활액 배양검사를 통한 진균의 확인이 진단에 결정적이지 만, 진균이 배양되었으나 배양액의 감염이나 검사 중의 오 염으로 인한 것으로 추정하여 그 결과를 무시하여 진단이 늦어지는 수도 있으며¹⁵⁾, 진균의 배양 기간이 일반세균에 비해 오래 걸려(최대 14일) 퇴원 시까지 결과가 나오지 않는 경우가 있으므로 퇴원 후에도 세심한 결과 확인이 필요할 것으로 생각된다. 치료방법에 있어서 삽입물 제거 없이 관절세척 및 항진균제 사용만으로 좋은 결과를 얻은 보고도 있고⁸⁾, 일단계로 바로 재치환술을 하기도 하나¹⁸⁾, 대개의 경우 먼저 인공 관절 제거술 및 변연 절제술을 시 행하고 경과 관찰 후 이단계로 재치환술을 실시하는 경우

가 많았다15,20,24,25). 이 중 항진균제를 혼합한 시멘트 보형 물을 사용한 경우가 2예 있었다^9,15).

항진균제를 혼합한 시멘트 보형물을 사용하는 것에 대 해서는 아직까지는 논쟁의 여지가 있다. Petty W.¹⁶⁾와 Goss B 등¹⁰⁾은 사용의 의미가 없다고 하였으나, Marra 등⁷⁾ 은 혈액과 관절액에서 최저 억제 농도(MIC, minimal in- hibitory concentration)이상의 충분한 농도를 유지하였다 고 보고하였다.

Evans는 6명의 환자에서 500mg의 amphotericin B를 함유한 시멘트 보형물을 사용하여 성공적인 치료를 이루 었다고 보고하였으며⁶⁾, 본원에서 시행한 5예 모두 항진균 제를 혼합한 시멘트 보형물을 이용하여 치료에 성공하였 으나 대조군과의 비교가 없어 유용성에 대해서는 더 많은 연구가 필요할 것으로 생각된다. 투여한 항진균제에 있어 서는 보고마다 다양함을 보였다^17,22,26). 기존의 보고된 증 례에서 효용성을 입증받은 Amphotericin B가 가장 많이 사용되었으나 Amphotericin B 투여 시 발생할 수 있는 신 장 기능 장애 등의 부작용 때문에 상대적으로 신장 기능 장애가 적은 fluconazole을 사용한 보고가 있다^20,24,25). Cushing 등³⁾은 활액 내에서 fluconazole농도가 일정수준 으로 유지됨으로 인해 좋은 치료결과를 보였다고 하였으 며, Phelan 등¹⁷⁾은 amphotericin B와 동등한 치료효과를 나타낸다고 보고하였다. 비록 fluconazole이 Amphotericin B에 비해 여러 이점을 줄 수 있을 것으로 생각되나 이의 사용에 대한 근거가 극히 소수이므로 신장 기능의 장애가 없는 경우는 Amphotericin B를 우선적으로 투여해야 한 다고 생각한다.

인공 관절 진균 감염 환자의 일차 변연 절제술 후 재치 환술까지의 시기는 1개월 이내, 3개월, 6개월 등 다양하나¹⁷⁾,

Fig. 2. Photograph of 71 years old male patient reveals semitransparent, brown stained joint fluid and infected abnormal granulation tissue.

우선적으로 염증 근절이 이루어져야만 하겠다. 염증의 근 절을 얻기 위해 Phelan 등¹⁷⁾은 정상 면역 기능일 때 적어 도 6주 이상의 항진균제 사용이 필요하다고 하였으며 재 치환술 전 균 동정에 의해 확진되어야 한다고 주장하였다.

그러나 지속적인 항진균제 사용 시 균 동정의 가능성이 낮아 염증근절의 지침으로 사용하기엔 부적절한 면이 있 다. 이에 본 저자들은 C‐반응성 단백수치, 수술 시 육안적 소견 및 동결절편검사를 병합해서 재치환술 여부를 결정 하였다. 일반적으로 C‐반응성 단백수치는 세균 감염 시 상 승하는 것으로 알려져 있으나 Kostiala는 높은 C‐반응성 단백수치는 심부 진균 감염 시에도 진단에 도움을 줄 수 있다고 하였다¹³⁾. 저자들의 경우 캔디다 균의 동정 당시 평균 C‐반응성 단백 수치가 4.83 mg/dL으로 증가되어 있 는 소견을 보였다. 인공관절 제거술 및 변연 절제술 시행 과 지속적인 항진균제의 투여 후 C‐반응성 단백 수치가 2 주 이상 1.0 mg/dL이하로 유지되는 경우 재치환술을 시 도하였으며 1.0 mg/dL을 초과하거나 지속적인 상승 소견 이 관찰된 2예의 경우 변연 절제술과 항진균제를 혼합한 시멘트 보형물 재치환을 통하여 목적하는 수치에 도달할 때까지 치료를 지속하여 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 모 든 환자가 C-반응성 단백 수치가 정상에 도달한 경우에만 재치환술을 시행한 것은 아니며 만성 폐쇄성 폐질환, 류마 티스 관절염 등의 기저 질환이 있었던 3예의 경우 슬관절 자체에 염증이 없더라도 정상 C-반응성 단백 수치를 유지 하기 어렵다고 판단하였다. 정상보다 높지만 1.0 mg/dL 이하에서 1주 더 추시하였을 때 감소되는 양상을 보일 시

염증이 조절되었다고 생각하고 재치환술을 시행하였다.

저자들은 C‐반응성 단백수치의 절대적 수치도 중요하지만 증가 혹은 감소되는 양상이 더 중요하다고 판단하였으며 각 병원마다 C-반응성 단백 수치의 정상 범위는 약간씩 상이하나 대한진단검사의학회에서 1.0 mg/dL 이하까지 정상범위로 허용함에 따라 저자들은 만성질환자에 있어서 재수술의 최대 허용 기준치로 삼았다. 세균감염과 달리 캔 디다 감염증은 술 중 관찰되는 분비물의 양상이 세균감염 에 비해 일반적으로 장액성으로 탁하지 않고 갈색의 성상 을 보였다. 슬관절 전치환술 후 감염이 의심되는 환자나 진균 감염 후 재치환술을 시행해야하는 환자에 있어서 투 명한 갈색의 장액성 삼출액이 보일 시 진균 감염의 가능 성을 염두에 두고 배양검사를 시행하여야 한다(Fig. 2).

결 론

2002년 9월부터 2007년 11월까지 슬관절 전치환술 후 발생한 캔디다 감염에 대한 재치환술을 시행한 5예를 분 석한 결과 C-반응성 단백 수치를 기준으로 재치환술 시기 를 결정해야 하며 인공 관절 제거술 및 항진균제가 혼합 된 시멘트 보형물 삽입 시행한 일차 수술과 최소 6주 이 상의 Amphotericin B 정주 후의 이단계 재치환술, 그리고 재치환술 후 10주 이상의 항진균제 경구 투여로 모두 치 료할 수 있었다.

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= 국문초록 =

목적: 단계적 재치환술을 통해 치료한 슬관절 전치환술 후 발생한 캔디다 감염의 임상적 결과를 알아보고 자 한다.

대상 및 방법: 활액 배양을 통해 확진된 캔디다 감염 중 최소 12개월 추시가 가능했던 5예를 대상으로 하였다. 5명 모두 amphotericin B를 사용하였으며 항진균제가 혼합된 시멘트 보형물을 사용한 이단계 재치환술을 시행하였다. 감염의 재발여부는 증상, 방사선학적, 혈청학적 검사를 이용하였으며 임상적 결과는 운동범위 및 HSS점수로 분석하였다.

결과: 최종 추시 상 기존의 증상은 모두 소실되었고, C-반응성 단백 수치의 이상 소견이나 삽입물의 해리 소견은 보이지 않았다. 재치환술 후 관절운동 범위는 평균 1 (범위: 0∼5)∼99 (범위: 70∼130)도 이었으 며, HSS점수는 술전 평균 49.4 (범위: 44∼64)에서 술 후 평균 73 (범위: 65∼90)으로 증가된 소견을 보였다.

결론: 슬관절 전치환술 후 발생한 5예의 캔디다 감염을 감염된 인공관절 제거술 및 항진균제를 혼합한 시멘트 보형물의 삽입, 최소 6주 이상의 항진균제 정주 후 시행한 이단계 재치환술로 모두 치료할 수 있었다.

색인 단어: 슬관절 전치환술, 캔디다 감염, 단계적 재치환술