강정옥(원저).indd

Size: px

Start display at page:

Download "강정옥(원저).indd"

주랑 도
5 years ago
Views:

1 Original Article DOI: /ic Infect Chemother 2011;43(3): pissn eissn Infection & Chemotherapy 중심정맥도관관련혈류감염의신속한진단을위한실시간다중핵산증폭검사의유용성평가 김봉영 1* 박세우 1* 김태형 1 김지은 1 임동휘 1 최태열 2 배현주 1 강정옥 2 한양대학교의과대학내과학교실 1, 진단검사의학교실 2 Clinical Efficacy Evaluation of Multi-parameter Realtime Polymerase Chain Reaction for the Central Venous Catheter-related Blood Stream Infection Background: The study evaluated the clinical efficacy of a multi-parameter realtime polymerase chain reaction (PCR) test for patients with central venous catheterrelated bloodstream infection (CRBSI). Materials and Methods: Thirty five patients suspected to have CRBSI were enrolled. The SeptiFast (SF) multi-parameter real-time PCR test (Roche Diagnostics, Germany) and blood culture were performed and results were com pared. Results: The turn-around time for the SF test and blood culture was 32.6±28.9 hours and 115.8±23.5 hours, respectively. Among the 70 blood samples, the positive rates of SF test and blood culture were 34.3% and 27.1%, respectively, and the agreement rate was 62.9%. Gram-positive bacteria were detected in 10 patients with blood culture and 11 patients with SF test. Gram-negative bacteria were detected in one patient with a blood culture and in seven patients with SF test. Candida was not detected in blood culture but was detected in two patients by the SF test. Conclusions: SF test was faster and more sensitive for the detection of blood pathogens than blood culture. It provides a more sensitive detection of gramnegative and Candida in blood than does blood culture testing. Bongyoung Kim 1*, Sewoo Park 1*, Taehyung Kim 1, Jieun Kim 1, Donghwi Rim 1, Taeyeal Choi 2, Hyunjoo Pai 1, and Jungoak Kang 2 Departments of 1 Internal Medicine and 2 Laboratory Medicine, Hanyang University College of Medicine, Seoul, Korea Copyright 2011 by The Korean Society of Infectious Diseases Korean Society for Chemotherapy Key Words:, Catheter-related infections, Blood culture 서론 패혈증은전세계적으로매년약 1,800 만명이상의환자가발생되는심각한감염증이며, 미국의경우매년약 75만명의중증패혈증환자중 215,000 명이사망한다 [1]. 최근입원환자에서침습적치료가증가하면서병원에서발생하는혈류감염이증가하고있다. 병원에서발생하는혈류감염은중심정맥도관과연관된경우가많아서중환자실환자에서발생하는혈류감염의 87% 가중심정맥도관관련혈류감염인것으로보고되었다 [2]. 도관관련혈류감염의발생률은도관의종류에따라 1,000 도관일 (catheter days) 당 건으로다양하게보고되고있다 [3-5]. 도관관련혈류감염과관련된사 Submitted: August 4, 2010 Revised: March 31, 2011 Accepted: April 4, 2011 Correspondence to Hyunjoo Pai, M.D. 1, Jungoak Kang, M.D. 2 Departments of 1 Internal Medicine, and 2 Laboratory Medi cine, Hanyang University College of Medicine, 17 Haengdangdong, Seoungdong-gu, Seoul , Korea Tel: , , Fax: , paihj@hanyang.ac.kr 1, jokang@hanyang.ac.kr 2 * First authors contributed equally to this work. Corresponding authors contributed equally to this work.

2 DOI: /ic Infect Chemother 2011;43(3): 망률은 9-43% 로환자의상태나입원장소등에따라서다양한차이를보인다 [6, 7]. 원인균은 coagulase-negative Staphylococci (CNS) 와 Staphylococcus aureus 등그람양성균이흔하다. 따라서도관관련혈류감염이의심되면일반적으로그람양성균을타겟으로한 vancomycin 을경험적항생제로선택한다. 그러나국내및미국의중환자실감시결과를보면그람음성균과칸디다감염도 40% 이상을차지하고있어서 vancomycin 투여만으로는그람음성균이나칸디다혈류감염에대한적절한항생제의시작시점이늦다는문제점이있다 [8, 9]. 자동혈액배양기의도입으로혈류감염의진단소요시간이단축되고민감도가높아졌으나, 균동정과감수성검사결과를얻기까지 3일이상소요되며균배양의속성상더이상의시간단축에는한계가있다. 따라서패혈증이의심되는환자의혈액에서보다신속하게원인균을밝힐수있는방법에관한연구가계속되어왔으며최근에는핵산증폭법을이용한키트개발이활발하다 [10-12]. 최근 25가지의패혈증병원균을 6시간이내에검출할수있는다중지표실시간 PCR (multi-parameter real-time PCR) 검사가개발되어상품화되었으나, 국내에서는아직이러한핵산증폭검사의임상적인효용성에대한연구가매우부족한상황이다. 연구자들은임상적으로도관관련혈류감염이의심되는환자군에서다중지표실시간 PCR 검사와혈액배양검사를비교하여원인균을신속하게진단하는데있어다중지표실시간 PCR 검사의효용성을평가하고자하였다. 재료및방법 1. 대상 2007 년 1월부터 12월까지한양대학교병원에입원한환자중임상적으로도관관련혈류감염이의심되는 35명의환자를대상으로하였다. 임상적으로의심되는도관관련혈류감염은중심정맥도관을가지고있는환자에서다른발열의원인이없으면서 1일 1회이상 38.5 이상의발열이관찰되거나 1일 2회이상 38.0 이상의발열이있는경우로정의하였다. 위조건을모두충족시키지않더라도감염내과의사가도관관련혈류감염으로판단한경우도대상군에포함시켰다. 임상경과중다른발열의원인이발견되면대상에서제외하였다. 35명의도관관련혈류감염의심환자를선정하여각각말초정맥과중심정맥도관에서혈액을채취하여혈액배양을시행하였고동시에다중지표실시간핵산증폭검사 (multi-parameter real-time PCR test,, SF 검사, Roche Diagnostics, Germany) 를시행하였다. 2. 혈액배양및실시간다중핵산증폭검사배양을위하여말초정맥및중심정맥도관에서각각혈액 ml 를채취하여호기성배양병과혐기성배양병에나누어넣었고, 동의서를받은환자에게서추가로 3 ml씩채혈하여항응고제 (EDTA) 가든병에넣어서즉시진단검사의학과로보냈다. 혈액배양검사는자동화된혈 Table 1. Master list of the SeptiFast Test for the Detection and Identification of 25 Bacterial and Fungal Pathogens Responsible for the Majority of Sepsis Cases Gram (-) bacteria Gram (+) bacteria Fungi Escherichia coli Staphylococcus aureus Candida albicans Klebsiella pneumoniae/oxytoca CoNS a (S. epidermidis, Candida tropicalis S. haemolyticus Serratia marcescens Streptococcus pneumonia Candida parapsilosis Enterobacter cloacae/aerogenes Streptococcus viridans Candida glabrata Proteus mirabilis Streptococcus pyogenes Candida krusei Pseudomonas aeruginosa Streptococcus agalactiae Aspergillus fumigatus Acinetobacter baumannii Enterococcus faecium S. maltophilia Enterococcus faecalis a coagulase negative staphylococci. 액배양기 (BactT/ALERT, BioMérieux, France) 로배양하였고, 자동화장비 (Vitek II system, BioMérieux, France) 를사용하여균동정과감수성검사를실시하였다. SF검사를위하여항응고된전혈 (whole blood) 3 ml를 1.5 ml씩나누어 SeptiFast Lysis Kit 에넣은후설명서에따라핵산을추출하였다. SeptiFast Test Kit와 LighterCycler 2.0 장비 (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany) 를사용하여키트의지침서대로핵산을실시간증폭하여 SeptiFast Master List 에들어있는세균과진균총 25종을검출하였다 (Table 1). 3. SF 검사보고시각의정의 SF 검사의결과는본원에서전산화보고가불가능한실정이기때문 에결과가나올시주치의사에게전화로통보하였고이시각을 SF검사보고시각으로정의하였다. 4. 검사소요시간 (turnaround-time, TAT) 의정의 혈액검체접수시각에서 SF 검사결과보고시각또는혈액배양검사 결과보고시각까지의총소요시간을시간단위로환산하여서측정하였다. 5. 환자에서혈액배양검사와 SF 검사결과의일치및불일치해석 중심정맥도관과말초정맥에서시행한각각의혈액배양검사와 SF 검 사사이에서하나라도같은균주가동정되거나모두균이동정되지않았을때혈액배양검사와 SF검사의결과가일치한다고해석하였다. 이외의결과는모두불일치로해석하였다. 불일치로해석한경우각각의중심정맥도관과말초정맥에서시행한혈액배양이모두음성이며 SF검사검체중하나라도양성일경우혈액배양위음성으로판정하였다. 중심정맥도관과말초정맥에서시행한혈액배양이모두양성이며 SF검사검체가모두음성일경우 SF 위음성으로판정하였다. 증심정맥도관과말초정맥에서시행한혈액배양검사중하나에서만피부상재균이검출되면서동시에 SF검사검체가모두음성일경우혈액배양오염으로판정하였다 [13, 14]. 혈액배양검사와 SF검사검체의균동정결과가상이한경우에는 SF 동정오류로판정하였다.

3 242 BY Kim, et al. Multi-parameter real-time PCR for sepsis 6. 통계분석 통계분석을위해 SPSS version 12.0 (SPSS 12.0K for windows) 를이용하였다. 두검사사이의비연속변수비교분석을위해 Fisher s exact test 와 Chi-square test 를사용하였다. 두검사사이의연속변수평균비교분석을위해 Mann-Whitney U test 를이용하였으며, P 값이 0.05 미만일때통계적으로유의성이있다고판정하였다. 결과 혈액검체접수시각에서 SF검사결과보고까지의검사소요시간 (turnaround-time, TAT) 은평균 32.6±28.9 시간이었으며, 혈액배양검사의 TAT 는 115.8±23.5 시간으로 SF검사보다평균 83.2 시간이더소요되었다. 대상군 35명에게서 70개의혈액검체를채취하여혈액배양검사와 SF검사를동시에시행하였고 7명에서는 catheter tip 배양검사를부가적으로시행하였다. 70개의혈액검체중 SF검사에서는총 24 개검체에서균주가검출되어 34.3% 의양성율을보인반면, 혈액배양에서는 19 개검체에서양성결과를나타내어양성률은 27.1% 이었다. 혈액배양검사와 SF검사결과가일치한검체는총 50개였고 ( 음성인검체포함 ), 이중총 11 개검체에서두검사시행결과같은균주가검출되었으며균주로는 S. aureus 가 6개로가장많았고 K. pneumoniae 2개, S. epidermidis 가 3개검출되었다. 이를환자별로분석하여혈액배양검사와 SF검사의일치및불일치정의에따라해석하였을때총 35명중 22명에서결과가일치하였으며이중혈액배양검사와 SF검사에서같은균이동정된환자는 9명으로양성일치율은 25.7%, 두검사모두에서균이검출되지않은환자는 13명으로음성일치율은 37.2% 였다. 70 개의혈액검체중불일치하였던 20개검체를환자별로분석하여결과 Table 2. Interpretation of the Discordant Cases between the SeptiFast Test and Blood Culture Cases SeptiFast Blood culture Interpretation 1 S. pneumoniae No growth BC false negative 2 S. pneumoniae No growth BC false negative 3 S. aureus, P. aeruginosa No growth BC false negative C. glabrata 4 K. pneumoniae No growth BC false negative 5 A. baumanni No growth BC false negative 6 P. aeruginosa No growth BC false negative 7 K. pneumoniae E. cloaceae No growth BC false negative S. maltophilia 8 S. aureus No growth BC false negative 9 C. albicans No growth BC false negative 10 Negative S. warneri SF false negative 11 Negative S. epidermidis BC contamination 12 Negative S. epidermidis BC contamination 13 S. aureus E.faecalis S. hominis SF false identification BC, blood culture; SF, SeptiFast. 를해석하였다. 총 9명의환자에서혈액배양위음성, 1명은 SF 위음성, 2 명은혈액배양오염으로판정하였고, 1명의환자를 SF 동정오류로판정하였다 (Table 2). 일반적으로혈액배양검사보다실시간핵산증폭법의민감도가우수하므로 SF검사에서의양성율이전반적으로높게나타나지만, 피부상재균인 CNS 및 Streptococcus 에의한위양성결과를배제하기위하여본연구의 SF검사에서는두균종에대한 cut-off 치를 20 cycle 에서판독하는방법으로민감도를인위적으로낮추었기때문에이러한결과가나온것으로판단된다 [12]. 7명에서 catheter tip 배양검사를부가적으로시행한결과 2명에서균동정이되었다. 이중 1명은혈액배양혹은 SF검사와동일한균주가검출되었고 (S. epidermidis), 다른 1명에서는혈액배양과 SF 검사에서음성이었으나 catheter tip 배양에서균주가동정되었다 (S. haemolyticus). 총 70개의 SF검체중 3개의균이검출된검체가 4개, 2개의균이검출된검체가 3개, 1개의균이검출된검체가 17 개였으며 36개의검체에서는균이검출되지않았다. 검출된균주를환자별로세균과칸디다로분류해서분석하였다. 그람양성균이관찰된환자는혈액배양에서총 10 명, SF검사에서총 11 명이었다. 그람음성균이관찰된환자는혈액배양에서 1명인반면 SF검사에서는총 7명이었다. 칸디다가혈액배양에서는검출된환자가없었으나총 2명이 SF검사에서검출되었다 (Table 3). 항생제를사용하고있던환자 29명중 12명 (41.4%) 이 SF검사양성이었고, 항생제를사용하고있지않은환자 6명중 5명 (83.3%) 이 SF검사양성이었으나통계학적으로유의한차이를보이지는않았다 (P=0.088). 고찰 혈액배양검사와 SF검사를비교하는이번연구에서저자들이도관관련혈류감염을대상으로한이유는이용할수있는 SF검사의개수가제한적이었으므로첫째, 혈액배양검사와의비교를위하여혈액배양양 Table 3. Comparison of Detected Number of Bacterial or Fungal Pathogens between SeptiFast Test and Blood Culture a Gram (+) Bacteria Positive 7 b 3 10 Blood culture Negative Total Gram (-) Bacteria Positive Blood culture Negative Total Candida species Positive Blood culture Negative Total BC, blood culture; SF, SeptiFast. a In five cases, multiple pathogens were detected in the. b Includes discordant case number 13 (SF false identification).

4 DOI: /ic Infect Chemother 2011;43(3): 성률이비교적높은감염이필요하였고둘째, SF검사의균분별능력을보기위하여비교적다양한원인균이검출되는감염을선택할필요가있었기때문이다. 도관관련혈류감염의진단은일반적으로혈액배양검사를통해이루어진다. 도관의정량적혹은반정량적배양검사에서기준치이상의균이배양되거나, 중심정맥과말초정맥을통하여채취한혈액의정량배양에서도관혈액이말초정맥보다 3-5 배이상배양되거나, 혹은말초정맥과중심정맥관에서채취한혈액의배양양성시간차이가 2시간이상일때도관관련혈류감염으로정의한다 [4, 5, 9, 15, 16]. 실제로국내에서는혈액의정량배양을실시하기는어려운실정이므로말초정맥과도관정맥혈을배양하여둘다양성이면도관관련혈류감염으로진단하고있다. 대부분의국내병원들이자동화된혈액배양장비를사용하므로혈액배양시간이예전에비하여단축되기는하였으나패혈증환자의위중함과신속하고적절한치료제선택이절실히요구되는상황을고려하면아직도많은시간이소요되고있으므로이의개선이필요하다. 최근에는분자생물학적인방법을중심으로패혈증병원균의신속한검출방법이도입되고있으므로 [10-12], 적절한항생제를보다신속하게사용하여패혈증환자의입원기간단축및예후가개선될것으로기대된다. 이번연구에서 25가지의패혈증원인균을 6시간이내에검출할수있는 SF검사를사용하여혈액내의균주검출을시도한결과, 평균 32.6± 28.9 시간이소요되어혈액배양검사보다평균약 3일이상 TAT 를단축시킬수있었다. 환자의채혈병원과 SF검사가이루어진병원이달라서검체수송에많은시간이소요되었다는점을고려할때이러한구조적인문제의개선이이루어진다면 TAT 는더욱더단축될수있을것으로보인다검출된균주를환자별로그람염색과칸디다로분류해서분석한결과그람양성균의경우혈액배양검사와 SF검사를통해검출된환자수는큰차이가없었다. 반면, 그람음성균이혈액배양검사에서검출된환자는 1명이었으나 SF검사에서검출된환자는 7명이었고, 칸디다가혈액배양검사에서검출된환자는없었으나 SF검사에서 2명이검출되어비록대상수는적으나결과에분명한차이가있었다 (Table 3). 이러한차이는기존의자동화혈액배양검사에서 P. aeruginosa, A. baumanii, S. maltophilia 등의비발효성그람음성균주에대한위음성률이다른균주에비해상대적으로높다는것에기인하는것으로보인다 [17]. 본연구에서도그람음성균이혈액배양에서검출되지않았으나 SF검사에서검출된 7명의환자중 P. aeruginosa 가 2명에서, A. baumanii 가 1명에서그리고 S. maltophilia 가 2명에서각각검출되었다. 도관관련혈류감염의원인중그람음성균과칸디다가차지하는비중이 40% 까지보고되고있다는점에서본연구의이러한결과는주목할만하다 [8, 9]. SF검사를활용한다면보다적절한항생제를조기에사용할수있을것으로기대된다. 항생제를사용한군 (41.4%, n=29) 보다사용하지않은군 (83,3%, n=6) 에서높은양성율을보였으나이역시통계적으로는의미가없었다. 추후항생제를쓰고있지않은환자를대상으로한연구를통하여항생제사용여부에따른 SF검사의유용성에대한판단이필요할것으로생각된다. 한편 SF검사와혈액배양검사결과를비교하여보면, SF검 사의양성률 (34.3%) 이혈액배양검사양성률 (27.1%) 보다높았으나, 유럽의보고에서는 SF검사양성률 39%, 혈액배양검사양성률 18% 로이연구결과보다더큰차이를보였다 [10]. Schrenzel 등은혈액내에서검출된 DNA 는세균배양결과와동일한의미를가질수없다는조심스러운주장을하였다 [10]. 이에대한결론은추후더많은경험후로보류해야할것이다. 이번연구에서 SF검사가기존의자동화혈액배양검사의단점인그람음성균의위음성을보완할수있는가능성을제시하였다. 하지만몇가지부분에서한계가있었다. 우선, 고가의검사이기때문에대상군수가상대적으로적었다. 또한이번연구에포함된대상은적합한의미의도관관련혈류감염환자가아니라일인의임상의사가도관관련혈류감염으로임상적으로진단한환자군이다. 도관관련혈류감염의정의에서말초혈액에서균이자라지않으면진정한의미의도관관련혈류감염이라고할수없다 [4, 5, 9]. 다른문제점으로는대부분의환자들이기존의다른감염혹은수술후사용한예방적항생제를연장하여쓰고있어서항생제가 SF검사결과에주는영향을배제할수없었다는점이다. 향후좀더체계화된대규모의장기간연구를통해이러한한계를극복해야할것으로생각된다. SF검사가혈액배양검사에비해의미있는 TAT 단축을보였으나실제임상경과는 SF검사를시행하지않은환자군에비해큰차이가없었다 (Data not shown). 이는추후논의가필요한부분이다. 부가적으로 SF 검사는고가의검사이므로신속한진단이예후에매우중요한중환자실환자나, 신생아, 면역저하자등에한정하여사용하는것을고려해야하며이에대해서도추후보다체계적인논의가이루어져야할것이다. 감사의글 이연구는한국로슈진단주식회사의지원으로이루어졌습니다. References 1. Angus DC, Linde-Zwirble WT, Lidicker J, Clermont G, Carcillo J, Pinsky MR. Epidemiology of severe sepsis in the United States: analysis of incidence, outcome, and associated costs of care. Crit Care Med 2001;29: Richards MJ, Edwards JR, Culver DH, Gaynes RP. Nosocomial infections in medical intensive care units in the United States. National Nosocomial Infections Surveillance System. Crit Care Med 1999;27: Maki DG, Kluger DM, Crnich CJ. The risk of bloodstream infection in adults with different intravascular devices: a systematic review of 200 published prospective studies. Mayo Clin Proc 2006;81: Dimopoulos G, Falagas ME. Approach to the febrile patient in the ICU. Infect Dis Clin North Am 2009;23:

5 244 BY Kim, et al. Multi-parameter real-time PCR for sepsis 5. McGee DC, Gould MK. Preventing complications of central venous catheterization. N Engl J Med 2003;348: Pittet D, Tarara D, Wenzel RP. Nosocomial bloodstream infection in critically ill patients. Excess length of stay, extra costs, and attributable mortality. JAMA 1994;271: Renaud B, Brun-Buisson C; ICU-Bacteremia Study Group. Outcomes of primary and catheter-related bacteremia. A cohort and case-control study in critically ill patients. Am J Respir Crit Care Med 2001;163: Marschall J. Catheter-associated bloodstream infections: looking outside of the ICU. Am J Infect Control 2008;36:S172. e Mermel LA, Allon M, Bouza E, Craven DE, Flynn P, O'Grady NP, Raad II, Rijnders BJ, Sherertz RJ, Warren DK. Clinical practice guidelines for the diagnosis and management of intravascular catheter-related infection: 2009 Update by the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis 2009;49: Schrenzel J. Clinical relevance of new diagnostic methods for bloodstream infections. Int J Antimicrob Agents 2007;30 (Suppl 1):S Sleigh J, Cursons R, La Pine M. Detection of bacteraemia in critically ill patients using 16S rdna polymerase chain reaction and DNA sequencing. Intensive Care Med 2001;27: Lehmann LE, Hunfeld KP, Emrich T, Haberhausen G, Wissing H, Hoeft A, Stüber F. A multiplex real-time PCR assay for rapid detection and differentiation of 25 bacterial and fungal pathogens from whole blood samples. Med Micro biol Immunol 2008;197: Kim BN. Blood cultures: principles and practices. Infect Chemother 2007;39: Murray PR, Witebsky FG. The clinician and the microbiology laboratory. In: Mandell GL, Bennett JF, Dolin R, eds. Principles and practice of infectious diseases. 7th ed. Philadelphia: Churchill Livingstone; 2009; Safdar N, Fine JP, Maki DG. Meta-analysis: methods for diagnosing intravascular device-related bloodstream infection. Ann Intern Med 2005;142: Raad I, Hanna HA, Alakech B, Chatzinikolaou I, Johnson MM, Tarrand J. Differential time to positivity: a useful method for diagnosing catheter-related bloodstream infections. Ann Intern Med 2004;140: Klaerner HG, Eschenbach U, Kamereck K, Lehn N, Wagner H, Miethke T. Failure of an automated blood culture system to detect nonfermentative gram-negative bacteria. J Clin Microbiol 2000;38:

( )Kju225.hwp

( )Kju225.hwp 비임균성비뇨생식기감염에서 의진단적효용성 Usefulness of the Mycofast Test (MYCOFAST Evolution 2) for the Diagnosis of Nongonococcal Genitourinary Infections Hang Ro Park, Yang Hyun Kim, Ho Jae Lee, Jea Sang Oh, Hyoung Jin