위험인자가 없는 환자에서 발생한 Serratia grimesii에 의한 감염성 척추염 1예

A Case of Vertebral Osteomyelitis Caused by Serratia grimesii in a Patient without Predisposing Factors

Article information

Korean J Med. 2012;83(1):141-144
Publication date (electronic) : 2012 July 1
doi : https://doi.org/10.3904/kjm.2012.83.1.141
천신혜1,2, 손경목1,2, 김연숙1,2, 정현1,2, 은혁수2, 최승원3, 구선회4
1충남대학교병원 감염내과
2충남대학교병원 내과
3충남대학교병원 신경외과
4충남대학교병원 진단검사의학과
1Division of Infectious Diseases, Chungnam National University Hospital, Daejeon, Korea
2Department of Internal Medicine, Chungnam National University Hospital, Daejeon, Korea
3Department of Neurosurgery, Chungnam National University Hospital, Daejeon, Korea
4Department of Laboratory Medicine, Chungnam National University Hospital, Daejeon, Korea
Correspondence to Kyung Mok Sohn, M.D. Division of Infectious Diseases, Chungnam National University Hospital, 282 Munhwa-ro, Jung-gu, Daejeon 301-721, Korea Tel: +82-42-280-8060, Fax: +82-42-257-5753, E-mail: medone@cnuh.co.kr
Received 2011 August 8; Revised 2011 September 14; Accepted 2011 October 10.

Abstract

Serratia에 의한 감염은 대부분 병원 시술이나 수술 혹은 면역 저하와 관련되어 있다. 인간 감염을 일으키는 것으로 S. marcescens가 가장 흔하고 S. liquefaciens도 종종 문제가 된다. 그러나 S. gimesii에 의한 감염 혹은 지역사회 획득 Serratia 척추염은 보고된 적이 없다. 저자들은 고혈압 외에는 건강하게 지내던 환자에서 발생한 경막외 고름을 동반한 S. grimesii에 의한 척추 골수염을 경험하였다. 고름 제거 후 항생제 치료로 호전되어 문헌고찰과 함께 보고하는 바이다.

Trans Abstract

Vertebral osteomyelitis or paraspinal abscess caused by Serratia species is rare and has been reported only in certain groups of people, such as intravenous drug users, immunocompromised hosts, and patients who have undergone invasive procedures. However, we report here that Serratia was recovered from a patient with vertebral osteomyelitis and epidural abscess without predisposing factors. The organism was initially identified as Serratia liquefaciens by a Vitek II-based assessment. It was finally identified as Serratia grimesii by 16S rRNA gene sequence analysis. We present the first case of vertebral osteomyelitis caused by S. grimesii in a patient without risk factors and who was managed successfully. (Korean J Med 2012;83:141-144)

서 론

Serratia 속(genus)은 그람음성 장내세균에 포함되는 균으로 의료 관련 감염을 주로 일으킨다. 요로감염이 가장 흔하고 상처나 가래에서도 자주 배양되고 혈행성 감염으로 골수염, 감염성 관절염, 안내염 등을 일을 킬 수 있다[1]. 사람에게 감염을 일으키는 것은 대부분 S. marcescens이고, S. liquefaciens도 종종 동정된다.

PubMed (NLM), KoreaMed, 구글 학술검색 등에서 Serratia에 의한 척추 골수염은 보고가 드물고, 지역 사회에서 발생한 예는 찾을 수 없다. 더욱이 S. grimesii에 의한 감염의 경우 임상에서 보고된 적이 없다. 저자들은 평소 건강하였던 지역사회 환자에서 발생한 S. grimesii에 의한 경막외 고름을 동반한 척추 골수염을 경험하였다. 고름 제거 후 내과적 치료로 호전되어 문헌고찰과 함께 보고하는 바이다.

증 례

환 자: 64세, 여자

주 소: 허리 통증

현병력: 갑자기 발생한 2주간의 허리 통증으로 동네 병원을 방문하였고 발열이 있어 근처 2차 병원으로 진료의뢰 되었다. 당시 복부 전산화 단층 촬영에서 왼쪽 요근(psoas muscle)에 고름이 있었고, 자기공명영상에서 제 3번, 4번 요추 골수염 및 경막외 고름 소견을 보였다. 균배양이나 조직검사 없이 영상 검사만으로 결핵성 척추염 진단 하에 3주간 항결핵제를 복용하였으나 점차 통증이 증가하고 발열이 있어 본원 감염내과 외래를 방문 후 입원하였다.

과거력: 약 20년 전부터 항 고혈압제를 복용 중이었으나 합병증은 없었다.

가족력: 특이사항 없었다.

사회력: 특이사항 없었다.

신체검사 소견: 내원 당시 활력징후는 혈압 140/90 mmHg, 맥박 60회/분, 체온 37.5℃이었다. 의식은 명료하였고 급성병색은 보이지 않았다. 경부 및 액와부 림프절은 만져지지않았고, 호흡음과 심음은 정상이었다. 복부는 부드럽고 장음은 정상이었다. 허리 부위에 가벼운 압통이 있었고, 상하지운동 범위 및 감각은 정상이었다.

검사실 소견: 말초혈액 검사에서 백혈구 5,100/mm3 (호중구 62.3%, 림프구 26.1%, 단핵구 9.6%), 혈색소 11.2 g/dL, 헤마토크리트 33.1%, 혈소판 161,000/mm3, 적혈구 침강속도 62 mm/hr, C-반응단백질 1.2 mg/dL이었다. 다른 혈청 생화학 검사와 전해질은 정상이었다. 혈액배양 검사에서 자라는 균은 없었다.

방사선 소견: 단순 흉부 및 요추 X-선 검사에서는 특이 소견이 없었다. 허리 부위 자기공명영상에서 제 3번, 4번 요추감염성 척추염 및 주위 조직과 경막외 고름이 있었다(Fig. 1). 자기공명영상 소견으로는 결핵의 가능성이 높은 것으로 보고 되었다.

Figure 1.

Magnetic resonance image of the case patient. (A) T1-weighted image demonstrated decreased signal intensity centered around the L3-4 interspace. (B) T2-weighted image demonstrated high signal intensity on the L3-4. (C) Post gadolinium fat-suppressed T1-weighted image showed marrow enhancement with endplate erosions and paraspinal, anterior epidural organizing abscesses.

치료 및 경과: 항균제는 사용하지 않았고 신경외과에 협진하여 입원 4일째 경막외 고름 제거 및 골조직 생검을 시행하였다. 조직 검사에서는 육아(granulation) 형성 및 급성 화농성 염증 소견을 보였으며 결핵의 증거는 없었다. 고름은 혈액 한천배지 접종 2일째 그람 음성균(CNUH-SKM)이 자랐으며 본원의 임상 미생물 검사실의 Vitek2 장비에서 ampicillin에 내성이고 cefotaxime, ciprofloxacin, gentamicin에 감수성을 보이는 Serratia liquefaciens로 동정되었다. 그러나 Serratia에 의한 척추 골수염이 드문데다 아무런 위험인자 없이 지역사회에서 발생한 예를 찾을 수가 없었다. 이에 저자들은 균주(CNUH-SKM)를 아시아 태평양 감염 재단(Asia Pacific Foundation for Infectious Diseases, APFID)내 아시아 태평양 감염 연구소(Infectious Diseases Research Institute, IDRI)에 16S rRNA 유전자 염기서열 분석을 의뢰하였다. 16S rRNA 분석을 통한 균주 동정은 다른 보고에서와 같은 방법으로 진행하였다[2]. Serratia 종들과의 유사도는 표 1과 같았다. 이 결과에 따라 Serratia grimesii에 의한 고름을 동반한 척추 골수염으로 진단하였다.

Similarities of the 16S rRNA gene sequences of CNUHSKM strain and other Serratia species

경막외 고름에서 그람 음성균이 보고된 입원 6일째부터 ceftriaxone을 사용하였다. Vitek2에서 S. liquefaciens가 동정된 입원 10일째부터 gentamicin을 추가하여 2주간 유지하였다. Ceftriaxone은 총 4주간 사용하였고 허리 통증이 거의 사라지고, 적혈구 침강속도 및 C-반응단백질이 각각 30 mm/hr, 0.5 mg/dL로 감소하여 ciprofloxacin (750 mg을 1일 2회) 경구제제를 처방하여 퇴원하였다. 외래에서 2주간 경구 항생제 유지 후 중단하였으며, 치료 종결 시 적혈구 침강속도는 13 mm/hr, C-반응단백질은 0.1 mg/dL이었고 요통은 호소하지 않았다. 이후 2개월 동안 추적관찰에서 재발의 증상이나 징후는 없었다.

고 찰

생화학적 자료와 DNA 연관성 분석으로 1982년 Grimont 등은 Serratia liquefaciens complex를 S. liquefaciens sensu stricto, S. proteamaculans, S. grimesii의 세 종으로 분류하였다. 대부분의 임상 자료는 이러한 종들을 구분하지 않고 S. liquefaciens 그룹으로 언급하여 각 종들에 따른 임상적 중요성은 알려져 있지 않다[3]. Grimont 등에 따르면 임상 검체에서 발견되는 S. liquefaciens 그룹 중에는 S. liquefaciens sensu stricto가 가장 흔하고, S. grimesii가 그 뒤를 잇는다. S. proteamaculans도 임상에서 동정되고 치명적인 폐렴을 일으킨 보고가 있다[3]. 상업적인 균동정 시스템으로는 정확한 동정이 힘들고 S. marcescens로 보고되는 경우가 많아 S. liquefaciens 그룹에 의한 감염이 저평가 되어 있다는 견해가 있다[3].

Serratia는 주위 환경에 널리 퍼져있으나 인간의 대변에 흔히 있는 상재균은 아니다. 따라서 대부분의 감염은 외부로부터 들어와서 문제를 일으킨다. 건강한 성인에서 문제가 되는 경우는 거의 없고 병원내 혹은 의료 관련 감염을 일으킨다. Serratia 중 가장 흔히 감염을 일으키는 S. marcescens의 경우 호흡기, 요로, 상처 감염 등을 일으키며 지역 사회 획득 뇌수막염도 보고되어 있다[3]. 소독제 등의 가혹한 환경에서도 살아 남을 수 있어 병원 기구 등을 통한 감염 유행이 가능하다[4]. 실제로 혈액 투석실이나 중환자실에서 S. liquefaciens에 의한 집단 감염 유행 사례가 있고, 오염된 혈액제제에 의한 감염도 여러 건 보고되어 있다[3]. 본 증례의 환자의 경우 혈행성으로 전파되어 발생한 것으로 추측되지만 고혈압으로 동네 병원을 다닌 것 외에는 건강하게 지냈고 주사를 맞은적도 없다고 하여 획득 경로는 알 수 없었다.

Serratia에 의한 척추 감염의 보고는 드문 편이다. 척추 수술 2,391예를 분석한 보고에 따르면 46예에서 수술 후 감염이 있었다. 이 중 S. marcescens에 의한 감염은 단 한 건이었고 다른 균들과 함께 동정된 혼합 감염이었다[5]. S. marcescens에 의한 다른 척추 감염의 예들도 척추 성형술 혹은 요추 수술 후 발생한 것이거나[6,7], 목정맥경유 간속문맥 전신순환 연결술(Transjugular Intrahepatic Portosystemic Shunt)후 발생한 반복적 균혈증과 관련이 있다[8]. 종 구분이 세분화되기 전인 1976년 헤로인 투약인에서 S. liquefaciens에 의한 척추 골수염이 보고된 적이 있으나[9] 이후로는 없었으며, S. grimesii에 의한 감염이 보고된 적은 없다. 본 증례의 경우처럼 병원에 입원한 적이 없거나 마약 투약력이 없는 지역사회 성인에서 발생한 Serratia 척추 골수염의 예는 없다.

Serratia는 Enterobacter에 있는 것과 유사한 염색체 AmpC beta-lactamase로 인해 ampicillin과 1세대 세팔로스포린에 내성을 나타낸다[10]. 치료하는 동안 높은 수준의 beta-lactamase를 생산하는 돌연변이가 유도되거나 다른 세팔로스포린, carbapenems, aminogylcosides 등에 내성을 보이는 플라스미드를 가지고 있는 경우도 있어 치료가 힘들 수 있다[4]. 동물실험에 따르면 beta-lactam 계열 항생제와 aminogylcoside를 병합할 경우 aminoglycoside가 빠른 살균과 접종량(inoculum)의 감소를 유도하고, beta-lactam 계열 항생제가 aminogylcoside 투여 사이 기간 동안 Serratia의 재성장을 막아 주는 것으로 나타났다[4]. 본 증례의 경우 ampicillin에만 내성이고 다른 항생제에는 감수성을 나타내었으나 치료 기간 동안 내성의 유도가 우려되고 골수염에 대한 치료 효과를 높이기 위해 초기 2주 동안 3세대 세팔로스포린에 aminoglycoside를 추가하여 사용하였다. 이후 경구 항생제로 quinolone을 사용하여 좋은 결과를 얻었다.

Acknowledgements

균주 동정에 도움을 주신 아시아 태평양 감염 재단(APFID) 내 아시아 태평양 감염 연구소 이미영 연구원과 김소현, 고관수 박사님께 감사 드립니다.

References

1. Acar JF . Serratia marcescens infections. Infect Control 1986;7:273–278.
2. Sohn KM, Ko KS, Kim J, et al . Identification of Gemella species by 16S ribosomal RNA gene sequencing from two patients with infective endocarditis. Korean J Med 2006;70:591–596.
3. Stock I, Grueger T, Wiedemann B . Natural antibiotic susceptibility of strains of Serratia marcescens and the S. liquefaciens complex: S. liquefaciens sensu stricto, S. proteamaculans and S. grimesii. Int J Antimicrob Agents 2003;22:35–47.
4. Hejazi A, Falkiner FR . Serratia marcescens. J Med Microbiol 1997;46:903–912.
5. Weinstein MA, McCabe JP, Cammisa FP Jr . Postoperative spinal wound infection: a review of 2,391 consecutive index procedures. J Spinal Disord 2000;13:422–426.
6. Hadjipavlou AG, Gaitanis IN, Papadopoulos CA, Katonis PG, Kontakis GM . Serratia spondylodiscitis after elective lumbar spine surgery: a report of two cases. Spine (Phila Pa 1976) 2002;27:E507–E512.
7. Alfonso Olmos M, Silva González A, Duart Clemente J, Villas Tomé C . Infected vertebroplasty due to uncommon bacteria solved surgically: a rare and threatening life complication of a common procedure: report of a case and a review of the literature. Spine (Phila Pa 1976) 2006;31:E770–E773.
8. Marques N, Sá R, Coelho F, da Cunha S, Meliço-Silvestre A . Spondylodiscitis associated with recurrent Serratia bacteremia due to a transjugular intrahepatic portosystemic shunt (TIPS): a case report. Braz J Infect Dis 2007;11:525–527.
9. Ashby ME . Serratia osteomyelitis in heroin users: areport of two cases. J Bone Joint Surg Am 1976;58:132–134.
10. Mahlen SD, Morrow SS, Abdalhamid B, Hanson ND . Analyses of ampC gene expression in Serratia marcescens reveal new regulatory properties. J Antimicrob Chemother 2003;51:791–802.

Article information Continued

Figure 1.

Magnetic resonance image of the case patient. (A) T1-weighted image demonstrated decreased signal intensity centered around the L3-4 interspace. (B) T2-weighted image demonstrated high signal intensity on the L3-4. (C) Post gadolinium fat-suppressed T1-weighted image showed marrow enhancement with endplate erosions and paraspinal, anterior epidural organizing abscesses.

Table 1.

Similarities of the 16S rRNA gene sequences of CNUHSKM strain and other Serratia species

Serratia species Similarity to CNUH-SKM
S. grimesii 99.912%
S. proteamaculans 99.559%
S. plymuthica 98.498%
S. glossinae 98.498%
S. fonticola 98.147%