패혈증

패혈증은 조직이나 기관에 상처가 생겼을 때 감염이 일어나, 이에 대한 면역 반응이 온몸에서 생명을 위협할 수준으로 강하게 나타내는 증상을 말한다. 일반적인 예후와 증상은 고열과 심박수 증가, 호흡률의 증가, 어지러움 등이 있다. 심각한 패혈증은 기관의 기능을 상당히 떨어뜨리기도 하고 혈류랑을 감소시키기도 하며, 혈압이 많이 떨어지는 경우에는 패혈성 쇼크가 올 수도 있다. 패혈증은 감염에 대한 염증성 면역반응에 의해 일어난다. 일반적으로, 이러한 감염은 세균성이지만 포자성, 바이러스성 감염 등에 의해서도 패혈증이 일어날 수 있다. 일반적으로는 폐, 뇌, 요도, 피부, 복부의 기관들을 통해 일차적인 감염이 일어난다. 너무 어리거나 혹은 나이가 너무 많은 경우, 암이나 당뇨 등에 의해 면역력이 약해진 경우 등에 패혈증에 취약할 수 있다. 패혈증은 주로 수액 공급과 항생제 투여를 통해 치료한다. 일반적으로, 항생제는 최대한 빠르게 처리되는 것이 좋다. 수액의 공급이 혈압을 유지하는 데에 충분치 못하다면 혈압을 올려줄 수 있는 약을 사용하기도 한다. 패혈증의 치사율은 약 30% 정도로, 심각한 패혈증의 경우 치사율은 50% 정도까지 높아지며, 혈압이 떨어져 패혈성 쇼크가 오는 경우 사망률이 80% 까지 높아진다. 패혈증은 매년 수 백만명의 사람들에게 발생하고 있는 것으로 추정되고, 여성보다는 남성에게서 더 많이 나타난다. 패혈증의 발생률은 점점 더 증가하고 있는 것으로 보고되고 있다.

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패혈증은 고열, 저체온증, 호흡률의 증가, 심박수의 증가, 어지러움, 부종을 동반한다. 초기 증상으로서는 심박수가 빨라지고, 소변량이 줄어들며, 혈당량이 높아지는 것을 들 수 있다. 패혈증이 더 심해지면, 어지러움이나 대사성산성증이 일어날 수 있고, 혈압이 낮아질 수 있다. 떨어진 혈압으로 인해 현기증이 생길 수 있고, 패혈성 쇼크로도 이어질 수 있다.(그림1)

그림1. 패혈증의 원인과 증상 (출처: 한국분자·세포생물학회)

패혈증은 주로 세균성 감염에 의한 경우가 많지만, 포자성이나 바이러스성 감염에 의한 경우도 있다. 항생제가 도입된 1950년대 이전에는 그람 양성균이 패혈증의 주된 원인이었다. 항생제가 도입된 이후 1960년대에서 1980년대에는 그람 음성균이 패혈증의 주된 원인이었다. 1980년대 이후에 패혈증은 주로 그람 양성균, 그 중에서도 절반이상이 포도상구균에 의한 것이었다. 패혈증을 일으키는 다른 세균 들로는 화농연쇄상구균, 대장균, 녹농균, 간균 등이 있다. 포자성 패혈증은 심각한 패혈증 및 패혈성 쇼크의 약 5% 정도를 차지하며, 포자성 패혈증을 일으키는 대표적인 원인으로는 병원 감염을 빈번하게 일으키는 칸디다균을 들 수 있다. 일반적으로 패혈증은 폐를 통한 일차 감염으로 일어나는 경우가 많지만, 감염경로가 명확하지 않은 경우도 많다.

패혈증은 침입하는 병원균에 대한 숙주 면역체계의 반응으로 인한 다양한 요인들에 의해 일어나게 된다. 박테리아의 당질층, 부착분자등과 같은 병원성 요소들이 패혈증을 일으킬 수 있다. 그람 음성균에 의한 패혈증의 경우, 박테리아에 존재하는 지질다당류와 같은 내독소 때문에 일어나게 된다. 그람 양성균에 의한 패혈증의 경우, 세포벽의 리포테이코산에 의한 면역반응으로 유발될 수 있다. 박테리아의 외독소는 초항원으로 작용하여 패혈증을 유발할 수도 있다. 이 경우에는 외독소가 주조직적합성복합체(Major histocompatibility complex, MHC)와 T세포 수용체(T-cell receptor, TCR)에 동시에 결합함으로써 다수의 T 세포가 다양한 염증성 사이토카인들을 다량 분비하게끔 유도함으로써 패혈증을 유발한다.

각각의 병원균은 독특한 분자적 패턴(Pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)을 가지고 있는데 선천성 면역체계는 면역세포가 가지고 있는 패턴인식수용체를 이용하여 침입한 병원균들의 분자적패턴을 인식할 수 있다. 패턴인식수용체에는 톨유사수용체(Toll-like receptor), C형 렉틴, NOD 유사 수용체, RIG-I 유사 수용체 등이 있다.

한편, 면역세포들은 병원균의 분자적 패턴을 인식하는 것뿐만 아니라 상처를 입은 조직의 독특한 분자적패턴을 인식하기도 한다. 이 경우 면역반응이 정상적으로 조절되기 힘들고, 백혈구들이 감염 부위로 모이지 못하고 대신 온 몸으로 퍼지게 된다.

패혈증 초기에는 사이토카인 폭풍으로 인한 과도한 염증반응이 일어나게 되고, 그 이후 면역체계가 제대로 기능을 하지 못하게 된다. 패혈증이 나타날 때 혈압이 낮아지는 것은 여러 과정을 통해 일어난다. 산화질소와 같은 혈관 이완을 야기할 수 있는 물질들이 과도하게 생성되고, 바소프레신과 같은 혈관수축을 야기하는 물질들은 부족해지게 된다. 또한, ATP 민감성 칼륨 채널이 과도하게 활성화되기도 한다.

패혈증이 발생하면 3시간 이내에 항생제를 투여해야 하며, 혈압이 낮아지거나 기관으로의 혈액 공급이 원활하지 못한 경우에는 수액을 공급해야 한다. 항생제와 수액 이외에도 감염된 혈액을 제거해줄 수 있는 외과적인 수술이나 장기 기능장애가 심화되지 않도록 관리할 필요가 있다. 신장 장애가 있을 시에는 혈액투석을, 폐 기능 장애가 있을 시에는 인공호흡기를 사용해야 하며, 심혈관계 기능에 장애가 있을 시에는 수혈 및 약물 치료가 필요하다. 적절한 영양을 공급하는 것이 중요하며 필요 시 장관영양법을 통해 영양공급을 하는 것이 좋다. 또한, 심부정맥혈전증이나 위궤양을 막기 위한 치료들도 필요할 수 있다.

패혈증, 감염, 염증반응, 패혈성 쇼크, 사이토카인 폭풍

Kuby Immunology (7^th ed.) (2013)