중환자집중치료실에서발생하는요로감염의주요원인균과항생제감수성의변화 Changes in Causative Organisms and Antibiotic Sensitivity in Intensive Care Unit-Acquired Urinary Tract Infection Hee Youn Kim, Seung Hyuk Yim, Hyuk Jin Cho, Jae Sik Kim, U-Syn Ha, Doo Bae Kim, Sung Hoo Hong, Dong Wan Sohn, Ji Youl Lee, Sae Woong Kim From the Department of Urology, The Catholic University of Korea College of Medicine, Seoul, Korea Purpose: Patients in the intensive care unit (ICU) are usually at greater risk for acquiring urinary tract infection (UTI). Few studies have focused on UTI specifically acquired within the ICU. We retrospectively studied and compared the microbiology and antibiotic sensitivity of UTI in ICUadmitted patients between 2001 and 2008. Materials and Methods: We reviewed the medical records of a total of 1,818 ICU patients who had undergone a urine culture exam in 2001 and 2008 in a single hospital. Changes in causative organisms and their antibiotic sensitivity between 2001 and 2008 were analyzed. Results: The common pathogens in 2008 were Escherichia coli (20.3%), Pseudomonas (19.5%), Enterococcus (18.0%), Klebsiella (7.8%), coagulasenegative Staphylococcus (CNS) (4.3%), and Staphylococcus (4.3%). Pseudomonas species significantly increased in 2008 compared with 2001 (p=0.002). Gram-negative organisms showed relatively higher sensitivities to amikacin, imipenem, and Tazocin (72.1%, 76.2%, and 74.6%, respectively), whereas they showed relatively lower sensitivities to third-generation cephalosporins and ciprofloxacin (43% to 59%). Gram-positive organisms showed high sensitivities to teicoplanin and vancomycin (91.2% and 86.8%, respectively), whereas they showed low sensitivities to ampicillin and ciprofloxacin (25% and 26.5%, respectively). The antibiotic resistance of Pseudomonas species was nearly double that of E. coli. Conclusions: E. coli, Pseudomonas, and Enterococcus were the three most common organisms in ICU-acquired UTI in our study. In particular, Pseudomonas species were found to have increased significantly in recent years. Pseudomonas species had a significantly lower susceptibility to antibiotic sensitivity than did the other organisms. (Korean J Urol 2009; 50:1108-1113) Key Words: Urinary tract infections, Intensive care units Korean Journal of Urology Vol. 50 No. 11: 1108-1113, November 2009 DOI: 10.4111/kju.2009.50.11.1108 가톨릭대학교의과대학비뇨기과학교실 김희연ㆍ임승혁ㆍ조혁진ㆍ김재식하유신ㆍ김두배ㆍ홍성후손동완ㆍ이지열ㆍ김세웅 Received:September 23, 2009 Accepted:October 13, 2009 Correspondence to: Sae Woong Kim Department of Urology, Seoul St. Mary s Hospital, 505, Banpodong, Seocho-gu, Seoul 137-701, Korea TEL: 02-2258-1071 FAX: 02-2258-1080 E-mail: ksw1227@catholic.ac.kr C The Korean Urological Association, 2009 하고노령인구의증가, 침습적인의료처치의사용확대, 서 론 항생제남용과이로인한내성균의증가, 당뇨등만성성인 병의증가, 항암제및면역억제제사용으로인한면역부전 병원내감염은현대의료영역에서중요한부분을차지 환자의증가등으로인해병원내감염의발생률은떨어지 하는분야로각종새로운항생제가개발되고병원내감염 지않고있다 [1]. 요로감염은병원내감염의가장흔한원 을줄이기위한의료인및병원관계자들의노력에도불구 인중의하나이며특히병원내에서중환자실은병원감염 1108
Hee Youn Kim, et al:changes of Organisms and Antibiotic Sensitivity in ICU-Acquired UTI 1109 의유병률이가장높은장소로병원내요로감염의 8-21% 를차지한다 [2,3]. 또한요로감염이중환자실에입원한환자들에서발생한감염중세번째로많았다는보고가있으며 [4] 병원내요로감염은입원기간연장및비용증가에영향을미친다 [5]. 병원내요로감염의가장중요한원인은도뇨관의유치여부이며특히중환자실에입원한환자들은섭취량및배설량을주의깊게관찰하여야할경우가많아대부분도뇨관유치상태에있으므로, 요로감염의위험이일반환자들보다훨씬높다. 일반환자들과입원환자들을대상으로한요로감염의원인균에대한연구는많이있지만중증환자들이많은중환자실에서의요로감염의원인균과항생제감수성에대한연구는많이이루어져있지않은실정이다. 요로감염은균배양이되기전까지경험적항생제를써야하기때문에그지역의감수성경향을아는것이중요한데항생제의감수성은지역, 병원마다차이를보일수있다. 특히중환자실에서의요로감염의원인균들은지역, 병원내요로감염에서나타나는원인균들과그종류가다를수있고항생제감수성도더낮을수있다. 이에저자들은단일병원의중환자실입원환자에서발생한요로감염의주요원인균과항생제감수성의변화에대해 2001년과 2008년의자료를비교검토하였다. 대상및방법강남성모병원중환자실에서 2001년과 2008년에시행된요배양검사결과를후향적으로분석하였다. 이중중환자실에입원한지 48시간이후에분리동정된세균이 100,000 개이상의집락이배양된경우를양성결과로간주하였고중환자실에서나가기 48시간이전에양성요배양검사를보인경우도포함시켰다 [6]. 중복검사결과를줄이기위해한환자에서 30일이내에양성요배양검사를보인경우는제외하였다. 무증상세균뇨와요로감염을감별하기위해환자의기록을조사하여양성요배양검사가나온시기에배뇨통, 발열등의증상이있었는지확인후무증상세균뇨는제외하였다. 채뇨는다음과같은방법으로시행되었다. 도뇨관이유치되어있는경우도뇨관끝을 boric sponge로닦은후멸균주사기를이용하여채뇨하였고, 도뇨관이없는환자에서자가배뇨가가능한경우요도개구부및회음부를 boric sponge로닦은다음중간뇨를채취하였고자가배뇨가불가능한경우도뇨를시행하여채뇨하였다. 소아에서는배뇨조절이가능한경우중간뇨를, 불가능한경우도뇨를시행하여채뇨하였다. 채취한요의세균동정은 BioMërieux 사의 ATB kit를사용하여검사하였고항생제감수성검사는 Kirby-Baure법으로검사하였다. 통계적분석은 Sigmastat for Windows (Systat Inc., Chicago, USA) 를사용하였고두연도의요중균배양비율을비교하기위해 Fisher's exact test를사용하였고 p값이 0.05 미만인경우유의한것으로판정하였다. 중환자실에서요배양검사를실시한환자수는 2001년에 707명, 2008년에 1,111명, 총 1,818명이었다. 이중 2001년과 2008년에선별기준을만족시키는환자는각각 208명과 256명이었다. 남녀비와평균연령은 2001년도 208명의환자중 92명이남자, 127명이여자였으며평균연령은 56.25± 21.7세였고 2008년도 256명의환자중 116명이여자, 129명이남자였으며평균연령은 59.95±21.4세였다. 환자두연도간의평균연령 (p=0.326) 및남녀비 (p=0.248) 는의미있는차이를보이고있지않았다. Table 1. Species distribution of the isolates from patients with urinary tract infections in 2001 versus 2008 Organism 결 두연도에서가장흔한균은 E. coli였다 (Table 1). 배양된원인균주들로는 2001년에 E. coli (23.1%), Enterococcus (14.4%), Pseudomonas (9.1%), Staphylococcus (8.7%), Coagulase negative staphylococcus (CNS) (7.2%), methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) (6.7%), Klebsiella (4.3%) 순으로나타났고 2008년도에는 E. coli (20.3%), Pseudomonas (19.5%), Enterococcus (18.0%), Klebsiella (7.8%), CNS (4.3%), Staphylococcus (4.3%) 순으로나타났다. Yeast에는 Candidia, Trichosporon species가포함되었으며, 기타균주에는 Enterobacter, Serratia, Stenotrophomonas, Streptococcus, Myroides, Proteus, Providencia, Morganella, Citrobacter, Acinetobacter, Alcaligenes 가포함되었다. 전체적으로, 그람음성균이 2001년에는 37.0%, 2008년에는 47.7% 였고그람양성균은 2001년에 2001 (%) 2008 (%) p-value E.coli 23.1 20.3 0.471 Enterococcus 14.4 18.0 0.305 Yeast 13.9 16.0 0.535 Coagulase negative Staphylococci 7.2 4.3 0.175 Pseudomonas 9.1 19.5 0.002 Klebsiella 4.3 7.8 0.123 S. aureus 8.7 4.3 0.054 Others 19.2 9.8 0.003 과 Totals 100 100
1110 Korean Journal of Urology vol. 50, 1108-1113, November 2009 30.8%, 2008년은 26.65% 였으며 Yeast는 2001년에 13.9%, 2008년에 16.0% 였다. Pseudomonas만이 2001년도에비해 2008년도에 9.1% 에서 19.5% 로의미있게증가하였으며 (p=0.002) 통계적으로의미는없었지만 Enterococcus와 Klebsiella도각각 14.4% 에서 18.0%, 4.3% 에서 7.8% 로증가하였다. 각원인균별로항생제감수성을분석하였다. 전체적으로그람음성균은 ampicillin에 2001년과 2008년각각 25% 와 23.9% 의낮은감수성을보였고 3세대 cephalosporin 계열인 ceftazidime과 cefotaxime에 2008년각각 59% 와 43% 의감수성을보였다 (Table 2). Aminoglycoside 계열중에서는 amikacin (2001년/2008년 68.8%/72.1%) 이 gentamicin (51.9%/ 57.4%) 이나 tobramycin (53.2%/59.0%) 보다평균적으로높은감수성을보였고이에반해 quinolone 계열인 ciprofloxacin 은 2001년과 2008년에각각 49.4% 와 53.3% 정도만보였으며 bactrim (sulfamethoxazole and trimethoprim) 에대해선 31.1% 와 36.0% 의낮은감수성을보였다. 그람양성균은 ampicillin에 2001년과 2008년각각 10.9% 와 25% 의낮은감수성을보였고 1세대 cephalosporin에대해서도 20.3% 와 18.8% 로역시낮은감수성을보였다. 세부적으로살펴보면 E. coli는 ampicillin에대해 2001년과 2008년각각 25% 와 31.4% 로낮은감수성을보였으나 3 세대 cephalosporin 계열인 ceftazidime과 cefotaxime에대해선 76.5%, 78.4% 의비교적높은감수성을보였고 aminoglycoside 계열에서는 amikacin이매우높은감수성을보였다 (Table 3). 상대적으로 ciprofloxacin은 2001년과 2008년각각 56.3% 와 64.7% 로낮은감수성을보였다. Klebsiella는 2001 년과 2008년에 ampicillin에각각 11.1% 와 5.3% 로매우낮은감수성을보였고 3세대 cephalosporin 계열에 55% 의감수성을보였으며 aminoclycoside 계열에서 gentamicin과 amikacin 에대해 80% 정도로높은감수성으로보였다. Ciprofloxacin 에대해서는 2001년과 2008년각각 66.7% 와 60% 의감수성을보였고 bactrim에도이와비슷한감수성을보였다. Pseudomonas는 cefotaxime에는감수성이거의없는것으로나타났고 ceftazidime, aminoglycosides, quinolone 계열에모두 30-40% 의비교적낮은감수성을보였으며특히 imipenem에도 2008년 44% 의낮은감수성을보였다. Enterococcus는 2008년결과에서 ampicillin과 ciprofloxacin Table 2. Changes in drug sensitivities for gram-stained pathogens in 2001 versus 2008 Year AC CL CZ CT GM AK TM CF LF IP BT TZ Gram (-) 2001 25 51.9 32 51.9 68.8 53.2 49.4 55.8 90.9 31.1 68.8 2008 23.9 43.1 59 43 57.4 72.1 59.0 53.3 71.3 76.2 36.0 74.6 Year EM GM TC AC CL TP VM CF Gram (+) 2001 25 23.4 60.9 10.9 20.3 85.9 85.9 37.5 2008 26 10.3 54.4 25 18.8 91.2 86.8 26.5 AC: ampicillin, CL: cephalothin, CZ: ceftazidime, CT: cefotaxime, GM: gentamicin, AK: amikacin, TM: tobramycin, CF: ciprofloxacin, LF: levofloxacin, IP: imipenem, BT: bactrim, TZ: tazocin, EM: erythromycin, TC: tetracycline, TP: teicoplanin, VM: vancomycin Table 3. Antibiotic sensitivities of the gram-negative organisms Organism Year AC CL CZ CT GM AK TM CF LF IP BT TZ E.coli 2001 25 60.3 62.5 87.5 64.6 56.3 63.1 100 37.5 79.2 2008 31.4 70.6 76.5 78.4 72.5 100 74.5 64.7 100 60.8 94.1 Klebsiella 2001 11.1 55.6 66.7 66.7 55.6 66.7 77.8 100 66.7 66.7 2008 5.3 36.8 55 55 80 80 55 60 100 60 45 Pseudomonas 2001 42.1 0 21.1 26.3 26.3 26.3 26.3 73.7 47.4 2008 44 4 32 44 46 40 44 44 52 AC: ampicillin, CL: cephalothin, CZ: ceftazidime, CT: cefotaxime, GM: gentamicin, AK: amikacin, TM: tobramycin, CF: ciprofloxacin, LF: levofloxacin, IP: imipenem, BT: bactrim, TZ: tazocin
Hee Youn Kim, et al:changes of Organisms and Antibiotic Sensitivity in ICU-Acquired UTI 1111 Table 4. Antibiotic sensitivities of the gram-positive organisms Organism Year GM TC AC CL TP VM CF Enterococcus 2001 73.3 20 73.3 73.3 20 2008 63.6 38.6 93.2 86.4 20.5 Staphylococcus 2001 33.3 44.4 22.2 100 100 33.3 2008 45.5 45.5 100 100 54.5 CNS 2001 66.7 60 60 86.7 100 80 2008 18.2 45.5 27.3 100 100 36.7 GM: gentamicin, TC: tetracycline, AC: ampicillin, CL: cephalothin, TP: teicoplanin, VM: vancomycin, CF: ciprofloxacin, CNS: coagulase-negative Staphylococcus 에 38.6% 와 20.5% 의낮은감수성을보였으나 tetracycline, teicoplanin, vancomycin에각각 63.6%, 93.2%, 86.4% 의높은감수성을보였다 (Table 4). Staphlyococcus는 teicoplanin과 vancomycin에매우높은감수성을보였으나 tetracycline, ciprofloxacin에각각 45.5%, 54.5% 의감수성을보였다. 일부항생제감수성결과가없는경우는병원약제감수성항목에포함이안되었거나시간이지나면서변경되었기때문이다. 고 1992년미국질병관리센터 (Center for Disease Control and Prevention; CDC) 에서제정된병원내감염의정의에의하면, 입원이전에감염되지않았던사람이입원후병원환경에서병원성미생물에폭로되어발생하거나이미가지고있던내인성미생물에의해발생된감염증 ' 을의미하며, 일반적으로 입원 24-48시간이후에발생하는감염혹은병원에서퇴원후에감염의증상을일으키는상태 ' 로정의한다 [7]. 이와비슷하게중환자실감염도중환자실입실전에감염되지않았던사람이중환자실입실 48시간이후감염이발생한경우를지칭하며본논문에서도이정의에맞추어환자들을선별하였다 [8]. 병원내감염은환자의치료를지연시킬수있을뿐만아니라심각할경우사망하는극단적인경우가발생할수있으며, 병원내감염을유발하는주요원인균들이항생제내성을획득하는경우가많아효과적인치료를어렵게할수있는등의의료의질저하문제및이로인한막대한경제적손실을야기할수있고, 법적, 윤리적및사회적문제로까지비화될수있다 [9]. 병원내요로감염은병원내감염중가장높은빈도를차지하는감염중하나로국내에서 1996년시행한실태조사에서는전체병원내감염중요로감염이 30.3% 로가장많았다고보고된바있다 [10]. 2006년유럽비뇨기과학회 (European Urology 찰 Association; EAU) 의임상지침에따르면 EAU 병원내에서요로감염을획득한경우복잡성요로감염을시사하는인자중의하나로되어있다 [11]. 이는병원에입원한환자들의특성상고령이많고당뇨, 고혈압등만성질환에이환될확률이높으며다른감염성질환환자들에노출되어있는빈도도높기때문이다. 이러한특성은병원내에서도특히중환자실환자들에게서더많이볼수있으며대부분의중환자실환자들은모니터링목적으로도뇨관을유치하고있는경우가많아요로감염발생위험이더욱높다. 대부분의중환자실요로감염은단일균주에의한감염이며 2개이상의균주에의한혼합감염은 5-12% 로보고되고있다 [12,13]. 본연구에서도결과에기술하지는않았지만혼합감염은전체의 18% 정도로나타났으며대개는요채취과정에서의오염을의미한다. 요로감염의주요원인균은장내세균이며특히 E. coli가가장많은빈도를차지하는것으로알려져있다. 북미와유럽에서시행한병원내중환자실감염연구에따르면 E. coli, Pseudomonas, Enterococcus가중환자실감염의가장흔한균주들로보고되었으며 [14] Candida species들이중환자실감염의많게는 1/3까지보고되고있다 [15]. 본연구에서도 2008년결과에서 E. coli (20.3%), Pseudomonas (19.5%), Enterococcus (18.0%) 순으로배양되었고 Candida를포함한 yeast는 16% 로나왔다. 2001 년결과와비교해서 E. coli는큰차이를보이지않았으며, Enterococcus는 14.4% 에서 18% 로통계적으로차이를보이지는않았지만증가하는양상을보였고, 특히 Pseudomonas 는 9.1% 에서 19.5% 로크게증가하는양상을보였다. 이는최근국내요로감염의주요원인균에대한연구에서그람양성균에의한감염이증가하였고, 그람음성균에서 E. coli 에의한감염은감소하였으며, Pseudomonas, Klebsiella, Enterobacter 등다른그람음성균에의한감염이증가하였다는보고와비슷한양상을보이고있다 [16,17]. Pseudomonas는단순성요로감염보다는복잡성요로감염에서더많이분리되는경향을보이는균주로 Ryu 등은의하면외래환자보다입원환자에서더많이분리되었다고보고하였다 [18]. 특히 Pseudomonas는 biofilm을잘형성하는균주로 [19] 대부분의환자들이도뇨관을가지고있는중환자실환경에서는 Pseudomonas에의한감염이높을수밖에없을것이며이러한사실은본연구에서잘드러나있다. 항생제감수성은 90년대와비교하였을때현재국내에서항생제에대한내성균출현이심각한상황이다. Ko 등은그람음성균주에대한항생제의감수성에대해 ampicillin의경우 1994년 15.6%, 1998년 11.6% 로보고하였고 [16], ciprofloxacin의경우각각 87.8% 와 78.8% 로보고하였다. 최근 Ryu 등은그람음성균에대한 ciprofloxacin의감수성이
1112 Korean Journal of Urology vol. 50, 1108-1113, November 2009 2000년 53.9%, 2005년에는 42.6% 로감소하였다고보고하였고 [18] 이는국내에서경험적항생제로 fluoroquinolone의사용이증가된것이원인일것으로생각하고있어국내 fluoroquinolone 제제의내성률이빠르게증가하고있다는것을알수있다. 본연구에서도그람음성균에대한 ciprofloxacin의감수성은 2001년 49.3%, 2008년 53.5% 로비슷하게나타나고있고 ampicillin과 bactrim에대한감수성은각각 23.9% 와 36% 로나타나중환자실요로감염환자에게 1 차약제로 ampicillin과 bactrim은더이상사용해서는안될것으로생각되고 quinolone 제제도사용하는데신중을기해야할것으로생각한다. 그람양성균에대해서 Ryu 등은 2005년 penicillin, ampicillin의감수성은 40% 대, 1세대 cephalosporin에대한감수성은 16% 라고보고하였다 [18]. 본연구에서도 2008년그람양성균에대한감수성조사에서 teicoplanin과 vancomycin을제외하고 ampicillin, 1세대 cephalosporin, quinolone, erythromycin 모두 10-20% 대의감수성을보여대체적으로 Ryu 등의연구 [18] 보다낮은결과를보였고이는중환자실환자들로만연구대상을제한하여서나타난결과로생각한다. 각균주별감수성에대해분석한결과, 2008년 E. coli에대한 ampicillin, ciprofloxacin, 3세대 cephalosporin의감수성은각각 31.4%, 64.7%, 76-78% 로나타났고 aminoglycoside 중에서는 amikacin이 gentamicin이나 tobramycin보다높은감수성을보였다. 그러나 Pseudomonas에대한항생제감수성은대체적으로 30-40% 대로, E. coli보다내성이 2배가량높은것으로나타났고특히 E. coli나 Klebsiella에대해높은감수성을보이는 imipenem과 tazocin에대한감수성이 40-50% 에불과한것으로나타났다. Ryu 등도 2000년에비해 2005년 Pseudomonas의 ceftazidime, cefotaxime, ofloxacin, imipenem에대한항생제내성률이급격히증가하였다고보고하고있어 [18] 향후도뇨관을가지고있는중환자요로감염환자에서경험적항생제선택에어려움을줄것으로생각한다. 중환자실요로감염의가장중요한위험인자는단연도뇨관의유치여부이다. Richards 등은중환자실에서발생한병원내요로감염의 95% 이상이도뇨관과관련이있었다고보고하였다 [20]. 최근다른연구들에서도중환자실요로감염의위험을증가시키는요인들에대한조사가이루어졌는데공통적으로중환자실입원당시질환의중증도, 여성, 장기간의도뇨관유치나장기간의중환자실입원을그위험인자로들고있다 [12,13]. 특이할만한점은당뇨, 면역억제, 해부학적이상과같은인자들이중환자실요로감염에대한확실한위험인자인지의여부가아직규명되지않은상태이며이부분에대한연구가향후필요할것으로생각 한다. 항생제의감수성은지역에따라, 또는병원에따라차이를보일수있으므로의사는그지역이나병원의요로감염균의항생제감수성에대한정보를알고, 지속적인조사를해야되며감수성변화에대한감시를소홀히해서는안된다. 일반환자들에대한요로감염균과항생제감수성조사는많이이루어져있지만중환자실이라는특수한환경에서의요로감염균과항생제감수성조사는많이이루어져있지않은상태이다. 본연구는단일병원의자료를토대로조사를시행했기때문에전체환자수가비교적적다는단점이있다. 이로인해몇몇항생제감수성결과는여러연구에서보인결과와다르게나타나는경우가있었다. 이를보완하기위한다기관연구가필요할것으로생각하며, 이를통해중환자실에서발생하는요로감염에대한적절한경험적항생제선택에도움을줄수있을것으로생각한다. 결 중환자실에서발생한요로감염의원인으로 E. coli, Pseudomonas, Enterococcus가많았으며특히 Pseudomonas는 2001년에비해 2008년에크게증가하였다. Pseudomonas의항생제감수성은다른그람음성균보다 2배정도낮은것으로나타나경험적항생제선택에주의를요한다. 향후중환자실에서요로감염균의항생제감수성에대한다기관연구가필요할것으로생각한다. 론 REFERENCES 1. Foxman B. Epidemiology of urinary tract infections: incidence, morbidity, and economic costs. Am J Med 2002;113(Suppl 1A):5S-13. 2. Lizioli A, Privitera G, Alliata E, Antonietta Banfi EM, Boselli L, Panceri ML, et al. Prevalence of nosocomial infections in Italy: result from the Lombardy survey in 2000. J Hosp Infect 2003;54:141-8. 3. Eriksen HM, Iversen BG, Aavitsland P. Prevalence of nosocomial infections in hospitals in Norway, 2002 and 2003. J Hosp Infect 2005;60:40-5. 4. Vincent JL, Bihari DJ, Suter PM, Bruining HA, White J, Nicolas-Chanoin MH, et al. The prevalence of nosocomial infection in intensive care units in Europe. Results of the European Prevalence of Infection in Intensive Care (EPIC) Study. EPIC International Advisory Committee. JAMA 1995; 274:639-44. 5. Platt R, Polk BF, Murdock B, Rosner B. Mortality associated with nosocomial urinary-tract infection. N Engl J Med 1982; 307:637-42.
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