Klebsiella 간농양과 지연 발현된 뇌농양으로 유발된 당뇨병케톤산증
A Case of Diabetic Ketoacidosis Precipitated by Klebsiella Liver Abscess and Brain Abscess
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Abstract
저자들은 잘 조절되지 않는 제2형 당뇨병이 있던 31세 남자 환자가 상복부 불편감을 주소로 내원하여 혈역학적 검사와 영상의학 검사를 통해 간농양을 포함한 복강내 다발성 농양으로 유발된 당뇨병 케톤산증을 진단받았으며 이후 지연성 혈행성 전이로 뇌농양이 발생한 증례를 경험하여 문헌고찰과 함께 보고하는 바이다.
Trans Abstract
Diabetes mellitus is a known risk factor for Klebsiella pneumoniae liver abscess, and may be associated with metastatic complications. We report a case of diabetic ketoacidosis (DKA) precipitated by a K. pneumoniae liver abscess and followed by a brain abscess. A 31-year-old man with uncontrolled type 2 diabetes was admitted for DKA. Abdominal and pelvic computed tomography scans showed multiple abscesses in the lung, liver, both kidneys, and prostate gland. The blood culture yielded K. pneumoniae. The patient’s condition improved following antibiotic and insulin therapy, and he was discharged. However, he was rehospitalized 10 days after discharge due to a generalized tonic-clonic seizure. Brain magnetic resonance imaging revealed a brain abscess in the right basal ganglia. The patient was given an intravenous injection of antibiotics (vancomycin and carbapenem), and he recovered well with no neurological sequelae. (Korean J Med 2011;81:652-656)
서 론
당뇨병 케톤산증은 당뇨병 환자의 체내에 상대적 혹은 절대적으로 인슐린이 부족한 상황에서 발생하는 심각한 급성 합병증으로 고혈당, 대사성 산증, 케톤혈증의 세 가지 특징을 가진다. 원인으로는 부적절한 인슐린 치료와 감염성 질환 등이 있으며 감염성 질환이 원인인 경우, 폐렴과 요로감염이 흔하여 30-50%를 차지한다[1].
화농성 간농양은 복강내 감염성 질환으로 Escherichia coli (E. coli)와 Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae)가 흔한 원인으로 알려져 있다. 당뇨병은 화농성 간농양의 중대한 위험인자로 두 질환의 연관기전에 대하여 아직 정확하게 밝혀진 바는 없으나 당뇨병 환자에서 숙주 방어기전의 장애와 관련이 있다고 생각되고 있다[2]. 국내 간농양의 자료에 따르면 과거 E. coli가 가장 흔한 원인균주로 알려져 있었으나 점차 K. pneumoniae의 빈도가 늘어나고 있다. 또한 K. pneumoniae 간농양의 특징은 당뇨병이 동반된 경우가 많고 단발성이며, 단일균이 많고 전이성 병변이 많아 예후가 좋지 않다는 것이다[3]. 저자들은 K. pneumoniae 간농양에 의한 패혈증으로 당뇨병 케톤산증이 유발되고 이후 지연성 뇌 농양이 발견된 증례를 경험하였기에 문헌고찰과 함께 보고하는 바이다.
증 례
환 자: 31세, 남자
주 소: 상복부 불편감
현병력: 29세에 당뇨병으로 진단을 받고 경구혈당강하제를 복용하였으나 최근 수개월간은 복용하지 않았으며 내원 3일 전부터 상복부 불편감, 구토와 빠른 호흡이 있어 응급실에 방문하였다.
과거력 및 가족력: 당뇨병 이외에 특이 질환에 대한 과거력은 없었으며, 당뇨병을 비롯한 다른 질환의 가족력은 없었다.
진찰 소견: 내원 당시 급성 병색이었으나 의식은 명료하였고, 활력징후는 혈압 130/80 mmHg, 체온 37.6℃, 분당 심박수 102회, 호흡수 31회로 빠른맥과 빠른호흡을 보이고 있었다. 키 172 cm, 몸무게 47 kg로 신체질량지수 15.89 kg/m2였으며 최근 수개월간 몸무게의 변화는 없었다. 두경부 진찰에서 경부 강직은 없었으며, 구강 점막은 말라있었다. 흉부 청진에서 호흡음은 정상이었고 심음은 규칙적이었으며 심잡음은 들리지 않았다. 복부 진찰 소견상 장음은 감소되어 있었고 복벽 강직 소견과 상복부 전체에 압통과 반동압통을 보였다. 신경학적 검사에서 이상 소견은 관찰되지 않았다.
검사 소견: 말초혈액검사에서 백혈구 40,570/mm3 (호중구 94.8%), 혈색소 13.3 g/dL, 적혈구용적율 40.9%, 혈소판 369,000 /mm3, 적혈구침강속도 35 mm/hr였고, 혈청 생화학 검사에서 공복혈당 354 mg/dL, 혈청 C-반응단백(C-reactive protein) 16.63 mg/dL, 총 단백 7.3 g/dL, 알부민 3.7 g/dL, 혈액요소질소 20 mg/dL, 크레아티닌 1.3 mg/dL, 아스파라긴산/알라닌 아미노전이효소 14/23 IU/L, 알칼리성 인산분해효소(alkaline phosphatate) 258 IU/L, 나트륨 123 mEq/L, 칼륨 3.8 mEq/L, 클로라이드(chloride) 107 mEq/L였고, 혈청 케톤체 양성이었다. 동맥혈가스 검사에서 pH 7.040, 이산화탄소분압 9.0 mmHg, 산소분압 137 mmHg, 중탄산염 3.0 mmol/L, 산소포화도 99%였고, 음이온차이 29로 고음이온차 대사성 산증 상태였다. 일반 소변 검사상 요단백 -, 요당 4+, 적혈구 5-9개/HPF, 요중 케톤체 3+였다. 당화혈색소 14.2%, C-펩티드(공복/식후 2시간) 0.01/0.24 ng/mL, 항 췌도세포 항체 음성, 항 글루탐산탈수소효소(anti-GAD) 항체 0.1 U/mL였다.
방사선학적 검사: 내원 당시 흉부 X-선 검사에서 좌하엽에 국소적인 폐 침윤 소견이 관찰되었고, 복부 전산화 단층촬영에서 다발성 농양이 간, 우측 신장, 전립선과 폐의 좌하엽에서 관찰되었다(Fig. 1).
Contrast-enhanced abdominal computed tomography scan in the venous phase showing multiple small hypoattenuating nodules representing pyogenic abscesses scattered throughout the body. (A) Liver abscesses (arrow). (B) Renal abscess in the right kidney (arrow). (C) Prostatic abscesses (arrows). (D) Lung abscess in the left lower lobe (arrow).
치료 및 경과: 이상의 소견으로 다발성 농양으로 유발된 당뇨병 케톤산증을 진단할 수 있었다. 초기 치료로 인슐린 정맥주사 및 수액 치료를 시작하였고, 경험적 항생제로 3세대 세팔로스포린과 메트로니다졸을 정맥 투여하였다. 입원 5일째 환자의 혈액배양검사상 K. pneumoniae가 동정되었으며 투여 중인 항생제에 감수성이 있었다. 입원기간 동안 환자는 두통 또는 중추신경계 감염을 시사할 만한 신경학적 이상 소견은 보이지 않았으며 안내염의 동반 여부를 확인하기 위해 시행한 안과 검사상 안내염을 의심할 만한 소견은 관찰되지 않았다. 입원 후 2주째 환자의 전신 상태와 검사실 소견은 호전되었고 경구용 항생제로 변경하여 퇴원하였다.
퇴원 후 10일째 환자는 전신적 강직-간대 발작을 주소로 다시 응급실에 내원하였다. 발작은 10여분간 지속되었다고 하며 병원에 도착하였을 때에는 이미 발작을 멈추고 의식이 명료한 상태였다. 신경학적 검사에서 특이 소견은 관찰되지 않았고 뇌자기공명촬영에서 우측 대뇌 기저핵에 뇌 농양 소견이 발견되었다(Fig. 2). 추적 복부전산화단층촬영에서 간을 비롯한 복강내 다발성 농양은 거의 완전하게 치료된 것을 확인할 수 있었다(Fig. 3). 이후 4주 동안 경정맥 반코마이신(vancomycin)과 카바페넴(carbapenem) 계열 항생제 치료를 유지하였고, 인슐린으로 혈당을 조절하였다. 치료 중 발작이나 발열 증세는 보이지 않았으며 검사소견도 호전되는 추세로 입원 28일째 경구용 3세대 세팔로스포린으로 변경하여 퇴원하였다.
Brain abscess in the right basal ganglia. (A) Axial postcontrast T1-weighted magnetic resonance image showing a rim-enhancing mass with surrounding edema (arrow). (B) An axial diffusion-weighted magnetic resonance image showing markedly restricted diffusion (hyperintensity) of the lesion.
Abdominal computed tomography image obtained at 1-month follow-up examination after treatment showing nearly complete resolution of the liver abscesses.
고 찰
당뇨병 케톤산증은 당뇨병의 급성 합병증으로 매년 당뇨병 환자 1,000명당 4-8예의 발생률을 보인다. 인슐린 부족 상황에서 인슐린 길항 호르몬의 증가로 인한 당신생과 글리코겐의 분해 증가와 말초에서의 포도당 이용의 감소로 고혈당과 케톤혈증이 발생한다. 감염성 질환으로 인해 당뇨병 케톤산증이 발생한 경우 염증 유발인자의 배출과 C-반응단백, 활성산소의 유리로 인한 지질의 과산화 현상 등이 고혈당을 유발하는 기전으로 알려져 있다[4]. 감염성 질환의 종류로는 폐렴과 요로감염이 흔하며 화농성 간농양이 원인인 경우는 드물어서 현재까지 국내에서 4예가 보고되었다[5-7]. 이 중 Jang 등[6]은 각각 제1형과 제2형 당뇨병 환자에서 K. pneumoniae 간농양으로 유발된 당뇨병 케톤산증을 보고하였고, Lee 등[7]은 K. pneumoniae 간농양으로 당뇨병 케톤산증이 유발되고, 전신적 합병증으로 폐농양, 신농양과 안내염 등이 발생한 증례를 보고하였으나 지연 발현된 전이성 합병증으로 뇌농양이 발생한 경우로는 본 증례가 첫 예이다.
화농성 간농양의 가장 흔한 원인균은 E. coli로 알려졌으나 최근에 대만에서의 보고[8]를 비롯한 많은 연구에서 K. pneumoniae가 가장 흔한 원인균주로 대두되고 있으며 최근 우리나라의 연구에서도 화농성 간농양의 가장 흔한 원인균을 K. pneumoniae로 보고한 바가 있어 초기에 경험적 항생제 치료를 시작할 때에도 K. pneumoniae가 원인균일 가능성을 염두에 두어야 한다[9]. 당뇨병은 화농성 간농양의 기저 질환 중 가장 많은 수를 차지하며 K. pneumoniae 간농양에서 당뇨병 환자가 67.5%까지 이른다는 보고도 있다[8]. 당뇨병 환자의 경우 중성구의 부착성, 화학주성 및 탐식작용이 감소되어 있고, 림프구의 기능도 감소되어 있어 감염에 대한 감수성이 높다고 알려져 있으며[10], Kupffer 세포를 포함하는 대식세포의 탐식작용의 장애로 장내에 있는 K. pneumoniae가 Kupffer 세포의 대식작용을 받지 않아 간농양을 쉽게 유발할 수 있다는 가설도 있다[3]. 특히 당뇨병 환자는 E.coli나 K. pneumoniae와 같은 그람 음성 균주에 의한 패혈증의 발생에 취약하므로 조기 진단 및 치료가 중요하다[2]. 또한 당뇨병환자에서 K. pneumoniae 간농양이 발생한 경우 균혈증이나 다른 장기의 농양, 세균성 안내염, 중추성 감염 등의 심각한 전이성 합병증을 동반하는 경우가 많은 것으로 알려져 있다. 특히 패혈성 내안구염의 경우 나쁜 예후를 가지는 경우가 많아 실명이나 안구적출의 결과를 나을 수도 있고, 그 외 피부나 신장, 폐, 뼈, 전립선, 근육의 전이성 농양 및 뇌수막염을 일으킬 수도 있다[3]. 따라서 K. pneumoniae 간농양이 발생한 당뇨병 환자에서는 전이성 합병증의 병발을 염두에 두고 합병증 유무에 대한 진단적 검사를 시행하여 조기에 적극적인 치료를 해야 한다.
본 증례는 혈당이 잘 조절되지 않던 젊은 당뇨병 환자가 상복부 통증을 호소하며 병원에 내원하여 당뇨병 케톤산증이 진단되었으며, 영상의학적 검사상 간농양을 비롯한 복강내 다발성 농양과 폐농양 소견이 관찰되었고 혈액에서 K. pneumoniae가 배양되어 K. pneumoniae의 전신감염으로 인한 다발성 농양이 당뇨병 케톤산증의 유발인자로 밝혀진 경우이다. 2주간의 정맥내 항생제투여와 인슐린 치료로 상태가 호전되었으나 이후 지연성으로 뇌농양이 발견되었다. 초기의 병력 청취나 신체검사에서 뇌농양을 의심할 만한 증상이나 소견이 없어 영상학적 검사를 시행하지 않아 정확히는 알 수 없으나, 뇌농양의 발생 기전은 K. pneumonia 균혈증에 의해 이차적으로 지연 발생한 혈행성 전이로 생각되며 내원 당시 폐, 간, 신장, 전립선 등에 다발성 농양이 관찰된 것으로 보아 처음 입원 당시에 이미 뇌농양이 발생하였을 가능성도 배제할 수 없다.
성인에서 K. pneumoniae로 인한 뇌농양은 흔하지 않으나 당뇨병과 같은 기저 질환이 있어서 숙주방어기전이 취약하거나, 두부 외상이 있는 환자에서는 뇌농양의 원인균으로 K. pneumoniae의 중요성이 점차 강조되고 있다[11]. K. pneumoniae 간농양과 균혈증에 의해 발생하는 중추신경계 합병증에는 K1 유전자형이 중요한 역할을 한다는 보고가 있으며[12], 특히 기저질환으로 당뇨병이 있는 경우에 뇌수막염이나 뇌농양의 발생 빈도가 높은 것으로 알려져 있다[13]. K. pneumoniae 균혈증이 있는 환자에서 뇌농양이 발생하는 빈도는 점차 증가하고 있으며 사망률 또한 높아 33.3-48.5%에 이른다[14]. 뇌농양의 치료 원칙은 전산화단층촬영-유도하 경피적 배농술과 항생제 투여를 병행하는 것이나 본 증례에서는 항생제의 투여만으로도 경과가 호전되었으며 신경학적 후유증은 관찰되지 않았다.
당뇨병 환자에서 당뇨병 케톤산증이 발생하였을 때 유발인자의 진단과 교정은 치료의 기본이며 병의 경과와 예후에 중대한 영향을 미친다. 당뇨병 케톤산증의 유발인자로서 간농양의 가능성을 염두에 두고 신체검사와 진단적 검사를 시행해야 하며, 특히 원인균으로서 K. pneumoniae는 최근 그 빈도가 증가하고 있고 패혈증, 폐렴, 뇌농양과 뇌수막염, 안내염과 같은 전이성 합병증 발생의 가능성이 높으므로, 합병증 유무에 대한 검사와 적절한 치료 또한 진행하여 조기에 적절히 치료할 수 있도록 해야겠다.