Neisseria elongata는 Bøvre와 Holten에 의해 1970년에 처음 기술되었으며, 이후 생화학적 차이로 N. elongata subsp. nitroreducens와 N. elongata subsp. elongata 및 N. elongata subsp. glycolytica 세 아종으로 분류되었다¹⁾. 이 중 주로 N. elongata subsp. nitroreducens가 균혈증, 심내막염, 골수염 등의 침습성 감염증과 관련이 있는 것으로 보고되고 있다²⁾. N. elongata에 의한 심내막염은 드물게 발생하지만, 과거 보고들에 의하면 주로 기저 심장 질환이 있는 환자에서 발생하며 전신적 색전증, 심부전, 신부전, 뇌혈관 색전증, 심근 농양 등의 심각한 합병증을 유발할 수 있어 주의가 필요하다³⁾. 국내에서는 현재까지 N. elongata subsp. nitroreducens에 의한 자연판막 심내막염 1예가 보고된 바 있다⁴⁾.

저자들은 인공판막을 가진 환자에서 N. elongata subsp. nitroreducens에 의한 심내막염을 진단하고 판막 치환술 없이 항생제 치료로 호전된 1예를 경험하였기에 보고하는 바이다.

환 자: 여자, 55세

주 소: 4주 전부터 발생한 간헐적인 발열과 두통

현병력: 환자는 5년 전 승모판과 대동맥판 협착증으로 승모판과 대동맥판 치환술을 받은 후 항응고제를 포함한 약물 치료 중으로 특별한 증상 없이 지내다 내원 4주 전부터 시작된 간헐적인 발열과 오한 및 두통으로 흉부외과로 입원하였다. 내원 3주 전에도 발열과 두통으로 본원 흉부외과에 입원하여 경흉부 심초음파를 시행하였으나 인공판막에 이상 소견이 관찰되지 않아 다음 날 퇴원하였었다.

과거력: 5년 전 뇌경색 있었으나 신경학적 후유증은 없는 상태였음.

가족력: 특이사항 없음.

직업력: 주부

진찰 소견: 내원 당시 혈압은 110/70 mmHg, 맥박수 76회/분, 호흡수 20회/분, 체온 38℃였다. 전신상태는 만성 병색을 보였으나 의식은 명료하였다. 두경부 소견에서 결막은 창백하였으나 결막출혈은 관찰되지 않았고, 림프절은 촉진되지 않았다. 흉부 청진상 호흡음은 깨끗하였으나 심첨부에서 2도의 수축기 심잡음이 청진되었다. 양측 늑골척추부의 압통은 없었고, 복부에 특이소견은 관찰되지 않았으며, 피부에 점상출혈이나 손발톱 밑에 선상출혈은 관찰되지 않았다. 그 외 신경학적 검사와 안저 검사에서 특이소견은 없었다.

검사실 소견: 말초 혈액 검사상 백혈구 11,300/mm³ (호중구 84.2%), 혈색소 10.2 g/dL, 혈소판 64,000/mm³이였다. 혈청 전해질 검사상 Na 134 mEq/L, K 4.1 mEq/L, Cl 103 mEq/L이었고, 혈청 생화학 검사상 총 단백 5.9 g/dL, 알부민 2.9 g/dL, AST/ALT 35/28 U/L, 총 빌리루빈 0.7 mg/dL, ALP 156 U/L, BUN/Cr 19.9/0.9 mg/dL, 류마티스 인자 8.69 IU/mL, CRP 24.6 mg/dL이었다. 혈액응고 검사상 PT 4.05 INR이었으며, 이는 항응고제 복용으로 인한 연장으로 생각되었고, 추적검사상 빠르게 감소하였다. 소변 검사상 단백은 검출되지 않았으나, 요검경에서 적혈구 5~9/HPF와 백혈구 1~4/HPF가 검출되었다. 3주 전 흉부외과 입원 당시 시행한 혈액배양 검사를 확인한 결과 2쌍에서 그람 염색 음성 간균이 배양되었으나 동정이 되지 않았었다.

방사선 검사 및 심전도 소견: 단순 흉부 방사선 사진에서 특이소견은 없었고, 두통 원인 감별을 위해 시행한 뇌 전산화 단층 촬영상 좌측 기저핵과 측두엽 부위에 과거에 발생한 뇌경색에 의한 것으로 추정되는 뇌연화증성(encephalomalacic) 병변 외에 최근 발생한 병변은 없었다. 내원 당시 심전도에서는 심실 박동수 분당 86회의 심방 세동 소견이 관찰되었다.

경과 및 치료: 내원 시 혈액배양 검사를 2쌍 시행하였고, 경험적 항생제로 ceftriaxone (2.0 gram을 1일 1회 정주)을 투여하였다. 경흉부 심장초음파상 인공판막의 기능은 잘 유지되고 있었으며 경도의 승모판 역류증 외에 증식증(vegetation)이나 혈전은 관찰되지 않았다. 항생제 투여 3일 후부터 발열은 소실되었고, 두통 및 오한은 호전되었다. 3병일째 내원 당시 시행했던 혈액배양 검사 2쌍 모두에서 3주 전 입원 당시 시행한 혈액배양 검사에서와 동일한 형태의 그람 염색 음성 간균이 자란다고 보고되었다. 감염성 심내막염 의심하에 ceftriaxone 유지하면서 gentamicin (1 mg/kg을 1일 3회 정주)을 추가하고 경식도 심장 초음파를 시행하였다. 초음파상 인공 승모판의 좌심방부속기(left atrial appendage, LAA) 방향에 0.5×0.2 cm 크기의 이동성 증식증(mobile vegetation)이 관찰되었다.

혈액배양에서 동정된 균주는 혈액한천 평편배지에서 흰색의 작은 집락을 형성하였고, MacConkey 한천배지에서는 집락이 형성되지 않았다. 균주의 동정을 위해 Microscan WalkAway 96 system (Dade Behring, USA)과 Vitek GNI 카드(bioMerieux, USA)를 이용하였으나 균 동정이 되지 않았다. 생화학적 검사에서는 catalase 검사에서 음성을 보였고, 포도당으로부터 산을 생산하였으며 질산염 환원 검사에서 양성 소견을 보였다. 시발체(primer) 5’-AGTTTGATCCTGGCTCAG-3’와 5’-GGTTACCTTGTTACGACTT-3’를 이용하여 16S ribosomal RNA 유전자의 염기서열 분석을 의뢰한 결과 861 bp의 염기서열분석 산물이 N. elongata strain I4 (GeneBANK accession no. AJ239303)와 100% 일치하였다⁵⁾. 생화학적 검사와 염기서열 분석 결과 혈액배양에서 동정된 균주는 N. elongata subsp. nitroreducens로 확인되었다.

본 증례의 경우 발열 및 인공판막 수술의 과거력 이외에도 심장 초음파 검사에서 관찰되는 증식증 및 내원 3주 전과 내원 당시 혈액배양 검사 소견에서 지속적인 균혈증 소견을 보여 수정된 Duke 기준(modified Duke criteria)의 2개의 주요 항목(major criteria)를 충족시켜 확실한 심내막염(definite endocarditis)으로 진단할 수 있었다^6,7). 동정된 균주는 penicillin, ampicillin, amoxicillin/clavulanate, cephalothin, erythromycin, imipenem 등의 항생제에 감수성을 보였다. Ceftriaxone과 gentamicin을 2주째 사용하던 중 다른 증상 없이 총 빌리루빈 2.48 mg/dL로 상승하여 약제와 관련된 반응으로 생각하고 ceftriaxone을 cefotaxime (2.0 gram을 1일 3회 정주)으로 바꾸었으며 gentamicin은 총 2주 사용 후 중단하였다. 추적 혈액배양 검사에서 더 이상 균은 자라지 않았고, 2주 간격으로 추적검사한 경식도 심장초음파에서 이전에 관찰되었던 증식증은 0.24×0.15 cm으로 크기가 감소하였다. 총 4주간 항생제 투여 후 퇴원하여 외래 추적관찰 중이다.

Neisseria는 10종으로 분류되며 대표적으로 사람에게 감염을 잘 일으키는 균주로는 요도염이나 자궁경부염을 비롯한 성 매개 감염을 일으키는 N. gonorrhoeae와 뇌수막염을 잘 일으키는 N. meningitidis가 있으며 그람 염색에서 구균으로 관찰된다¹⁾. 이에 반해 N. elongata는 그람 염색에서 구균보다는 오히려 간균에 가깝게 관찰되며, 주로 비인두강을 비롯한 호흡기계에 상재균으로 존재하지만, 이에 의한 심내막염과 패혈증, 골수염 등이 보고되면서 병원성이 인식되었다⁶⁾. N. elongata에 속하는 세 아종 중에서는 N. elongata subsp. elongata와 N. elongata subsp. glycolytica에 비해 N. elongata subsp. nitroreducens에 의한 침습성 감염이 가장 많이 보고되었는데, Grant 등은 1964년부터 1988년까지 미국질병관리본부에 동정이 의뢰되었던 N. elongata subsp. nitroreducens 임상 검체 분리 균주 96주 중 27% (26주)가 혈액에서 분리되었고, 감염 병소가 진단된 21주 중 13주가 심내막염을 4주가 패혈증을 일으켰고, 그 외 안구 주위 봉와염, 수막염 등을 일으켰다고 보고하였다²⁾. Wong과 Janda의 보고에 의하면 1974년부터 1990년까지 16년간 일개 미생물 검사실에 동정 의뢰된 N. elongata subsp. nitroreducens 22 균주 중 혈액에서 12주(55%)가 분리되었고, 창상과 호흡기 분비물에서 각각 4 균주가 분리되었으며, 복수와 복막 투석액에서 각각 1주씩이 분리되었다⁸⁾. 이는 N. elongata subsp. nitroreducens가 임상 검체에서 드물게 보고되기는 하지만 심내막염과 같은 침습적인 감염증을 일으킬 수 있음을 의미한다.

최근 분자생물학적 기법의 발달로 인해 일반적인 그람 염색과 생물형 분석으로 동정이 되지 않는 균주들이 정확히 동정되어 감염증의 원인균으로 밝혀지는 경우들이 종종 있다^9,10). 계통발생학적으로 N. elongata는 Proteobacteria에 속하며 Kingella, CDC group EF-4, Eikenella 등과 상동성을 가지고 있으며 균 동정이 까다로운 균주 중 하나이다¹¹⁾. 또한 N. elongata에 속하는 세 가지 아종 간에도 상당한 DNA 관련성이 있어 감별에 생화학적 검사가 필요하다¹²⁾. N. elongata subsp. nitroreducens는 질산염을 환원시키는 성질로 인하여 명명되었고, 혈액한천 평편배지에서는 자라나 MacConkey한천배지에서는 집락이 형성되지 않고, catalase 음성이며 포도당으로부터 산을 생산하는 특성을 가지고 있다. 반면 N. elongata subsp. elongata는 catalase는 음성이나 MacConkey 한천배지에서 집락이 형성되고 포도당으로부터 산을 생산하지 않고 질산염을 환원시키지 않는다. 또한 N. elongata subsp. glycolytica는 포도당으로부터 산을 생산하지만 catalase 양성이고 MacConkey 한천배지에서 집락이 형성되며 질산염을 환원시키지 않는다. 본 증례에서 동정된 균주에서도 자동화된 검사 방법으로 동정이 되지 않아 생화학적 검사와 16S ribosomal RNA 유전자의 염기서열 분석을 통해 N. elongata subsp. nitroreducens로 원인 균주를 증명할 수 있었다.

N. elongata에 의한 심내막염은 국내 증례 1예를 포함하여 현재까지 총 20예가 보고되어 있다^3,4). 이 중 15예는 N. elongata subsp. nitroreducens에 의해 발생하였고, 3예는 N. elongata subsp. glycolytica에 의해 나머지 2예는 N. elongata subsp. elongata에 의한 것이다. N. elongata에 의한 심내막염의 위험인자로는 기저 심장 질환과 치과 시술이나 치원 감염(odontogenic infection)이 주로 알려져 있는데, 13예에서 기저 심장 질환이 있었고, 10예는 치과 시술력이나 치원 감염을 가지고 있었다. 환자 중 3명은 인공판막을 가지고 있었고, 1명은 Rastelli 수술의 과거력이 있었다^5,13-15). 심초음파 소견에서 증식증이나 역류는 모두 좌측 판막에서 관찰되었다(13명). 또한 N. elongata 심내막염은 종종 파괴적인 진행을 취하기도 하는데 현재까지 알려진 바로는 심부전(6예), 심근농양(4예), 전신적 색전증(4예), 질소혈증(4예), 위팔 가성동맥류(brachial pseudoaneurysm) (1예), 혈전성혈소판감소자색반(1예) 등의 합병증이 보고되어 있으나 사망한 증례는 없었다. 치료로는 penicillin이나 ampicillin, 3세대 cephalosporin의 단독요법 또는 gentamicin과의 병합 요법에 잘 반응이 있는 것으로 알려져 있다¹⁶⁾. 심장 수술은 모두 9예(45%)에서 시행되어 국내에서 수행한 심내막염 연구의 입원 중 수술 빈도인 44%와 유사한 빈도를 보였다¹⁷⁾. 그러나 일부 증례에서는 적절한 항생제 치료 후에도 증식증이 발생하거나 파괴적 경과를 보이는 경우가 있어 주의를 요한다^3,18). 본 증례는 판막치환술의 과거력이 환자에서 발생한 인공판막 심내막염으로 수술적 요법 없이 4주간의 항생제 치료만으로 합병증 없이 호전되었다.

N. elongata subsp. nitroreducens는 심내막염의 드문 원인균이지만, 혈액에서 분리되는 경우 동정에 주의를 기하여야 하며, 본 증례에서와 같이 인공 심장판막을 비롯한 감염성 심내막염 위험 요인을 가지고 있는 경우 심내막염을 고려해 보아야 한다.