패혈증(Sepsis)의 검사방법과 진단기준

패혈증은 영유아뿐 아니라 성인에서도 초기 증상이 명확하지 않고 병의 진행 속도가 빨라 사망률이 높은 위험한 질환입니다.

 

패혈증의 조기 발견을 위해서 많은 혈액검사가 이루어지지만, 어떠한 한 가지 검사도 패혈증을 진단하는 데 있어서 충분하다고 말하기 어렵습니다. 

 

 

◈ 패혈증의 검사 방법

 

1) 일반 혈액 검사

패혈증이 되면 미성숙 세포의 출현, 좌측 편이를 보이는 백혈구 증다증, 일시적인 백혈구 감소, 간상세포 증가, 망상적혈구 증가, 혈소판 감소, 체내 염증 상태를 확인할 수 있는 적혈구 침강속도(ESR)와 C-반응단백(CRP)의 상승 등이 나타납니다. 

 

범발성 혈관 내 응고증(Disseminated Intravascular Coagulation; DIC)이나 급성 신부전 등의 합병증이 발생할 수 있기 때문에 이를 확인하기 위한 혈액 검사를 함께 하는 것이 좋습니다. 

 

 

적혈구 침강속도(ESR) 상승은 악성 종양, 교원증, 경색증, ABO 용혈성 질환 등에서도 증가하므로 감별에 주의해야 합니다. 

 

C-반응 단백질(CRP)이 흔히 사용되긴 하지만 세균 감염 초기에 사용하기엔 민감도와 특이도가 부족합니다. 

 

 

2) 혈청 및 간 기능 검사

BUN(번)/Creatinine(크레아티닌)이 상승되고, 요/혈청 삼투압 농도(osmolality)가 1.5배 이상이면 신부전으로 진행하는 것을 의미합니다. 

 

알부민은 패혈증 초기에는 정상이나, 계속되면 감소됩니다.

 

간 기능 저하가 초래되어 황달이 나타나고, 사후 조직 소견상 국소 간괴사, Kupffer세포 증식, 간문맥계 염증, 정맥 울혈, 간내 담즙울체 등이 나타납니다. 

 

 

일시적인 부갑상선 기능저하증에 의한 저칼슘혈증이 유발되고, 칼슘이온의 저하는 심박출량의 감소를 초래합니다. 

 

저나트륨혈증이 흔히 나타날 수 있으며, 이는 사망률과 관계가 있습니다.

 

중탄산염의 저하를 보이고, 당은 초기에는 저혈당이다가 고혈당으로 나타날 수 있습니다. 

 

동맥혈 가스분석 상에서 저산소증이 나타나고 빈 호흡에 의해 호흡성 알칼리증이 초래되고, 유산증(lactic acidosis) 등에 의해 대사성 산증이 유발됩니다. 

 

정상인의 갑상선에서 생산되어 혈액 내 낮은 농도로 존재하는 프로칼시토닌(procalcitonin)도 세균의 감염에 의해 발생한 독소(toxins)가 프로칼시토닌을 생성해 혈중농도가 증가하게 되므로 패혈증의 진단에 유용한 지표로 소개되었습니다.

 

하지만, 프로칼시토닌을 이용하여 조기 진단하고 항생제 치료를 해도 생존율에 있어 차이를 보이지 않아 연구가 더 필요한 실정입니다.

 

패혈증 초기에 혈중의 젖산(lactate) 농도의 상승은 세포대사 증가, 피루브산염 억제 및 제거율 감소에 기인하며, 조직의 저관류를 반영하는 척도로 사용되기도 합니다.

 

패혈증 초기에 혈중 젖산 농도 측정은 2012년 중증 패혈증 국제 가이드라인에서도 권고되는 항목입니다.

 

 

3) 혈액 응고계와 보체계 

▷응고계

내인성 응고계는 내독소와 혈액응고인자 XII(Hageman인자)에 의해 활성화되고, fibrinogen을 fibrin으로 전환시킵니다. 

 

 

내독소는 직접적으로 혹은 사이토카인을 통해 단핵세포와 내피세포에 의해 조직인자를 유도하여 혈액응고인자 Ⅶ와 와인성 응고계를 활성화시킵니다. 

 

Hageman인자는 prekallikrein을 kallikrein으로 전환시키고, 계속해서 kininogen을 bradykinin으로 전환시킵니다.

 

bradykinin은 혈관 투과성을 증가시키고, 혈관 저항성을 감소시키는 잠재성 혈관 확장제이므로 저혈압을 유발합니다. 

 

검사에서 PT, aPTT, fibrinogen 등이 감소하고, FDP는 증가합니다. 패혈 쇼크에서 Hageman인자(Factor XII), prekallikrein, 고분자량의 kininogen, Factor Ⅶ 등이 감소하게 됩니다.

 

또한, 응고인자들의 불활성 인자인 C1 esterase inhibitor, α2-macroblobulin, anti-thrombin Ⅲ도 감소하게 됩니다. 

 

 

▷보체계

보체계는 식세포와 항체들과 같이 세포성과 체액성 면역을 구성하고, 세균과 진균 감염으로부터 숙주를 보호합니다.

 

이러한 보체계는 병원균의 용해와 식작용에  중요하나, 과활성화되면 염증과 조직 손상을 유발할 수 있습니다. 

 

보체계를 보면 C3, C5, C6, C9, properdin과 factor B 등이 유의하게 감소됩니다. 하지만 C1, C2, C4는 정상과 비교 시 유의하게 감소하지 않습니다. 

 

 

그리고 C5a는 정상적으로 존재하지 않으나, 패혈증을 가지는 환자에서 다형핵구의 응집을 유도하여 ARDS(급성 호흡곤란 증후군)의 발생에 중요한 역할을 합니다. 

 

따라서, C5a는 ARDS의 예측 인자로 유용합니다. 

 

 

4) 배양 

세균 배양은 확진 방법으로서 혈액 배양은 서로 다른 장소에서 최소 2회, 10cc 이상 채취해야 합니다.

 

1배지보다 2배지 이상에서 세균 검출이 된 경우 신빙성이 더 높고, 1배지에서만 검출되었다 할지라도 패혈증이 의심되는 경우는 확진할 수 있습니다. 

 

*배지: 미생물이나 동식물의 조직을 배양하기 위해 배양체가 필요로 하는 영양물질을 주성분으로 하고, 다시 특수한 목적을 위한 물질을 넣어 혼합한 영양물(액체 또는 고체)입니다. 

 

 

5) 혈청학적 검사 

패혈증 진단의 또 다른 방법은 병원균에 대한 반응을 증명하므로 이루어집니다. 병원균의 반응을 증명하는 방법 중 항체를 매개로 한 것이 혈청학적 방법입니다.

 

혈청학적 방법은 다양한 데, 예상되는 균주를 생각해서 검사 방법의 특이도, 민감도, 검사 비용, 검사 시간을 고려하여 선택합니다. 

 

 

6) 사이토카인(cytokine) 검사 

패혈증 환자에서는 사이토카인들 중 TNF-α(종양괴사인자-α)와 IL(인터루킨)-1β가 유의하게 증가하는데, TNF-α의 증가는 나쁜 예후와 관계가 있고, IL-1β는 생존한 환자에서 높고 사망한 환자에서 낮아 예후와 관계가 있습니다.

 

 

TNF-α의 활성은 혈중 TNF-α가 상승해 있는 기간, 표적 세포에서 TNF-α 결합 장소의 포화 정도, 다른 상승 혹은 억제 매개체의 존재 등에 의해 결정됩니다.

 

하지만, TNF의 혈중치보다 환자의 동반된 질환의 심한 정도, 환자의 나이, 감염의 증거, 소변량, 동맥혈 pH 등이 환자의 예후를 판단하는 데 더 유용합니다. 

 

 

7) 기타 검사 

혈액검사 이외에도 소변검사, 혈압, 뇌척수액 배양 검사를 시행합니다.

 

만약 그 외에도 감염이 의심되는 부위가 있으면 추가 검사를 별도로 시행합니다. 배양 검사 결과를 확인하는 데는 2-3일의 시간이 필요합니다. 

 

이외에도 장기 기능의 평가, 합병증의 발견 및 감염 부위의 발견을 위해 심전도, X-ray, CT, MRI, 초음파 검사 등을 진행할 수 있습니다. 

 

또한, 패혈증의 원인이 될 수 있는 감염증이 있는지를 확인하는 검사가 추가적으로 진행될 수 있습니다. 

 

 

◈ 패혈증 진단 기준

 

2016년 새로운 가이드라인에서 패혈증 진단은 quick SOFA (sequential organ failure assessment) 진단 기준 3가지 중 2가지 이상을 기준으로 하고 있습니다.

 

 

분당 호흡수 22회 이상, 급성 의식 변화, 그리고 수축기 혈압 100 mmHg 이하입니다.

 

간경화 환자들은 급성 의식 변화 시 간성 혼수인지 혹 패혈증 증상인지 감별이 필요하고, 혈관 확장 자체로 혈압이 낮은 환자들이 있어서 위 진단 기준이 유용할지 연구가 필요합니다. 

 

결론적으로 패혈증의 진단은 자세한 병력 청취와 임상적인 자료, 검사실 자료, 및 영상의학적 자료를 종합하여 판단하는 것이 중요합니다. 

 

 

*참고:

1)논문_박종영, 패혈증의 검사실 진단, 한림대학교 의과대학 소아과학교실, 95~99p

2)논문_홍상범, 간 경변 환자에서의 패혈증-새로운 패혈증 가이드라인, 서울아산병원, PG Course, 2016, 91p

3)site_패혈증, LAB TESTS ONLINE, American Association for Clinical Chemistry, 검사, 질환, 선별검사 및 정기검진, 2012

4)site_패혈증, 서울대학교병원, 건강정보, N의학정보

5)site_감염성 질환 패혈증, 삼성서울병원, 질환 및 검사, 질환안내