세균각막염은 감염각막염 중 가장 흔한 유형으로, 외상, 콘택트렌즈 착용, 눈 수술 등의 외부 요인에 의해 발생할 수 있다[
1]. 세균각막염은 외상, 면역 상태, 기저 질환 등 다양한 요인에 의해 유발되며, 각막 상피 손상을 통해 병원체가 침투하여 감염을 일으킨다. 정상 면역력을 가진 환자에서는 외상이 주요 위험 요인으로 작용하지만, 당뇨병과 같은 기저 질환을 가진 환자에서는 면역 체계 약화로 인해 감염의 빈도와 중증도가 증가할 수 있다. 감염각막염은 신속한 원인균 동정과 적절한 항생제 치료가 이루어지지 않을 경우 각막 천공, 안내염, 시력 상실과 같은 심각한 합병증으로 진행될 수 있어, 조기 진단과 치료가 매우 중요하다[
1].
Paenibacillus spp.는 그람양성, 포자 형성 간균으로, 주로 토양, 물, 식물 등 환경에 널리 분포하며, 효소 생산, 해충 방제, 농업 비료 등 다양한 산업적 용도로 활용된다[
2]. 일부
Paenibacillus spp.는 드물게 인체 감염을 유발할 수 있으며, 주로 면역 저하 환자에서 병원성 사례가 보고되고 있다[
3-
6].
P. timonensis는 2002년 객담과 기침 증상이 있는 투석을 요하는 간질성 신염 환자의 혈액배양에서 처음 동정된 사례가 있으며, 2020년 수술 부위 감염 형태의 피부 감염 사례가 보고되었다[
3,
4]. 그러나 현재까지
P. timonensis에 의한 눈 감염 사례는 보고된 바 없다.
본 증례에서는 마스크로 인한 각막찰과상 환자에서 P. timonensis에 의한 각막염 사례를 국내외 최초로 경험하였기에 이를 보고하고자 한다.
증례보고
인슐린으로 당뇨를 조절 중인 41세 남자 환자가 3일 전 마스크 코 고정 철사에 의해 우안이 찔린 후 통증이 지속되어 내원하였다. 14년 전부터 인슐린으로 당뇨를 조절하고 있었고, 18년 전 양안 laser-assisted subepithelial keratomileusis (LASEK) 수술을 받은 과거력이 있었다. 착용 중인 마스크는 수일간 반복 사용되었고, 착용하지 않을 때에는 흙바닥에 직접 놓는 등 위생적으로 적절히 관리되지 않았다. 최대교정시력은 우안 20/20, 좌안 20/50이었으며, 비접촉식 안압계로 측정한 안압은 우안 14 mmHg, 좌안 15 mmHg로 확인되었다. 세극등현미경검사에서 우안은 특이 소견이 없었으나, 좌안에서는 결막충혈과 섬모충혈이 관찰되었다. 각막 3시 방향에서 5시 방향의 주변부에 2.0 × 5.0 mm 크기의 각막 상피 결손과 각막 침윤이 확인되었다(
Fig. 1). 각막 부종과 경미한 전방염증이 확인되었으며, 수정체, 유리체 및 안저의 특이 소견은 관찰되지 않았다. Proparacaine 0.5% 점안액(Paracaine
®; Hanmi Pharmaceutical Co., Ltd., Seoul, Korea)으로 각막을 점안마취한 뒤, Bard-Parker blade #15 (Bard-Parker
®; Aspen Surgical, Caledonia, MI, USA)를 이용하여 병변의 가장자리와 기저부를 긁어 도말표본을 획득하고, 이송배지에 넣어 배양검사를 진행하였다. 동시에 전신 혈액검사도 시행하였다. 이후 경험적 항생제로 moxifloxacin 0.5% 점안액(Vigamox
®; Alcon Laboratories, Inc., Fort Worth, TX, USA)을 매 3시간마다 점안하였고, 각막 상피의 회복을 돕기 위해 sodium hyaluronate 0.3% 점안액(Hyaluronmax Eye Drops 0.3%
® Max; Hanlim Pharmaceuticals, Seoul, Korea)을 매 6시간마다 점안하였다. 전방 염증 억제를 위해 homatropine 2% 점안액(Homatropine
®; Hanlim Pharmaceuticals)을 매 12시간마다 점안하였다. 전신 혈액검사 결과는 모두 정상 범위 내로 확인되었다. 7일 후, 혈액한천배지에서 균이 배양되었고, matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight (MALDI-TOF) 질량분석법을 통해
P. timonensis로 동정되었다. 환자는 통증이 호전되고 있었으나 각막 기질 침윤, 내피세포 주름, 국소적 각막부종은 큰 변화가 없었다(
Fig. 2A,
B). 이에 문헌 검색을 통해 균주에 감수성을 보이는 2.5% vancomycin 조제 점안액(Vancomycin
®; HK inno.N, Seoul, Korea)을 매 6시간마다 점안하기 시작하였다[
3,
5]. 14일 후 세극등현미경검사에서 각막 혼탁은 남아있으나, 각막 기질 침윤과 각막 부종이 호전되는 것을 확인할 수 있었다(
Fig. 2C,
D). 최대교정시력 또한 20/20으로 회복되었다. 1개월 후 비교적 옅어진 상피하 혼탁을 남긴 채 다른 증상은 모두 호전되어 치료를 종결하였다(
Fig. 2E,
F).
고 찰
코로나바이러스감염증-19 팬데믹 동안 마스크 사용이 증가하면서 마스크와 관련된 안과적 외상의 사례가 증가하였다[
7]. 코로나로 인해 마스크 생활이 일상이 되면서, 마스크를 반복적으로 착용하고 제거하는 과정에서 마스크의 재사용이 불가피해졌다. 이러한 과정에서 마스크를 바닥에 내려놓거나 보관하는 과정에서 환경에 존재하는 균주가 마스크로 이동할 가능성이 발생한다. 마스크 착용 및 제거 과 에서 발생하는 물리적 자극은 각막에 영향을 미쳐 각막 찰과상, 상피 미란, 상피 결손 등 다양한 손상을 유발할 수 있다. 보고된 사례에 따르면, 마스크의 부적절한 착용이 자극의 원인이 될 수 있으며, 마스크 제거 과정에서 마스크의 금속 코 와이어 또는 마스크 모서리가 각막을 긁어 상피 손상을 초래할 수 있다. 반복적인 자극은 재발성 각막 미란 및 감염으로 이어질 위험을 높인다[
7-
9]. LASEK 수술 후 마스크 철사에 의한 외상이 각막 절편의 이탈을 유발한 사례도 보고된 바 있다[
10]. 이와 같은 상피 손상은 병원균이 각막에 침투할 경로를 제공하여 감염각막염 발생 위험을 증가시킬 수 있다. 더욱이, 마스크 사용 증가 기존에 동정되지 않던 새로운 균주로 인한 각막염의 잠재적 원인이 될 수 있음으로 고려되어야 한다.
Paenibacillus spp.는 사람의 정상 상재균으로 보고된 바 없으며, 주로 토양, 물, 식물 등 환경에 분포하는 것으로 알려져 있다[
2,
5]. 대부분은 숙주에게 해를 끼치지 않는 것으로 알려져 있으나, 일부는 병원성을 나타내기도 한다.
Paenibacillus spp. 감염은 면역 저하 환자에서 발생하는 기회감염으로, 만성신질환, 조산아, Whipple병, 피부암, 만성 간질성 신병증, 급성 림프모구 백혈병 등의 기저 질환을 가진 환자들에게서 보고되었다[
3-
6,
11-
14]. 안과적 사례로는 heroin 금단 치료 중인 중년 남성에서
P. glucanolyticus에 의한 각막염 1예가 보고된 바 있다[
6]. Moxifloxacin 0.5% 점안액을 경험적으로 사용하였고, 초기 도말 및 배양검사에서는 병원균의 성장이 관찰되지 않았으나, 48시간 후 혈액한천배지에서
P. glucanolyticus가 배양되었다. 배양된 균주는 gentamicin에 감수성이 있고, fluoroquinolones에는 중간 정도의 감수성이 있는 것으로 확인되었다. 이에 따라 사용 중인 moxifloxacin 0.5% 점안액을 gentamicin 1.5% 조제 점안액으로 변경하였다. 그러나 치료 반응은 매우 느리게 나타났고, 심각한 각막용해로 이어진 보고가 있었다.
P. timonensis는 2002년, 기침 증상을 보이고 투석을 받던 간질성 신염 환자의 혈액배양에서 처음 분리된 사례가 보고되었으며, 2020년에는 수술 부위 감염으로 인한 피부 감염 사례가 보고된 바 있다[
3,
4]. 그러나 현재까지
P. timonensis에 의한 눈 감염 사례는 보고된 적이 없다. 본 증례는
P. timonensis가 원인균으로 동정된 첫 번째 각막염 사례로, 외상 후 발생한 감염각막염의 새로운 원인균으로서 가능성을 시사한다. 본 사례에서의
P. timonensis에 의한 각막염은
P. glucanolyticus에 의한 각막염에 비해 진행이 빠르지 않았던 것으로 보인다. 또한, moxifloxacin에 비해 vancomycin 강화 항생제 점안액 치료에 더 큰 감수성을 보였다. 치료 시작 후 병변의 급격한 악화 없이 각막에 혼탁만을 남기며 호전되는 경과를 보였다.
세균성 각막염의 치료는 경험적 항생제, 배양 결과에 따라 치료를 한다[
1].
P. timonensis는 CLSI M100 가이드라인에 등재되어 있지 않아, 항생제감수성검사 결과에 대한 해석 기준이 마련되어 있지 않으며, 이에 따라 일반적으로 항생제감수성검사는 시행되지 않는다. 본 증례에서
P. timonensis 각막염의 항생제 선택은 우선 경험적으로 0.5% moxifloxacin 점안액을 사용하였고, 배양 결과와 문헌 검색을 통해 2.5% vancomycin 강화 항생제 점안액을 사용하였다[
3,
5].
P. timonensis의 항생제 감수성에 대해서는 제한된 보고가 있으며, fluoroquinolone 계열 항생제에 대한 감수성에 대해서는 구체적으로 언급된 연구나 문헌이 부족한 상황이다. 지금까지 보고된 바에 따르면
P. timonensis는 ampicillin에 내성을 보이는 반면, cefotaxime, gentamicin, vancomycin 등에 감수성을 나타내는 것으로 알려져 있다[
3-
5]. 특히, vancomycin에 대한 감수성이 있어, 안과 영역에서 흔히 사용하는 vancomycin 강화 항생제 점안액이 효과적인 처방이 될 수 있다. 항생제 감수성에 대한 보고가 제한적인 점을 고려하여, 본 균주로 인한 감염 각막염 치료 시 vancomycin 강화 항생제 점안액을 조기에 병용하고, 항생제감수성검사를 확인하는 것이 중요할 것이다.
본 증례에서 환자는 마스크를 재착용하며 위생적으로 보관하지 않았고, 착용 중 부주의로 인하여 오염된 코 고정 철사에 각막 찰과상을 입은 것으로 보인다. 코로나바이러스감염증-19 팬데믹이 종식된 이후로도 마스크 착용이 일상화된 사회에서 마스크로 인한 각막 손상이 종종 발생할 가능성이 있다. 마스크의 재착용, 위생관리 부족은 전에 동정되지 않았던 새로운 균주에 감염될 가능성을 높일 수 있다. 따라서 마스크로 인한 각막 손상 시 신속한 배양검사를 통해 균주를 동정하여 각막염의 치료 방향을 설정하는 것이 중요할 것으로 보인다.
Conflicts of interest
The authors have no conflicts to disclose.
Figure 1.
Anterior segment photographs at the initial visit. (A) Severe conjunctival injection and ciliary injection, corneal epithelial defects, and stromal infiltration at the peripheral cornea from the 3 to 6 o’clock position were observed. Corneal edema associated with keratitis was also observed. (B) Epithelial defects revealed by fluorescein staining.
Figure 2.
Anterior segment photographs during the clinical course. (A, B) The corneal epithelial defects improved 7 days after initial treatment; however, conjunctival injection and corneal edema persisted. (C, D) Significant improvements in corneal edema and the epithelial defect were observed after 14 days of treatment with fortified vancomycin eye drops. (E, F) The symptoms of the patient, including conjunctival injection and ciliary injection, had completely resolved at 1 month after initial treatment. Corneal edema and anterior chamber inflammation also resolved completely, leaving residual stromal opacity at the lesion site.
REFERENCES
3) Roux V, Raoult D. Paenibacillus massiliensis sp. nov., Paenibacillus sanguinis sp. nov. and Paenibacillus timonensis sp. nov., isolated from blood cultures. Int J Syst Evol Microbiol 2004;54(Pt 4):1049-54.
5) Sáez-Nieto JA, Medina-Pascual MJ, Carrasco G, et al.
Paenibacillus spp. isolated from human and environmental samples in Spain: detection of 11 new species. New Microbes New Infect 2017;19:19-27.
6) Hassan A, Rampat R, Vasquez-Perez A. Severe keratitis and corneal perforation by Paenibacillus glucanolyticus. Cornea 2021;40:1062-4.
7) Zhou P, Jiang X, Li XM. Case series: ocular trauma secondary to masks during the COVID-19 pandemic. Optom Vis Sci 2021;98:1299-303.
9) Tang YF, Chong EWT. Face mask-associated recurrent corneal erosion syndrome and corneal infection. Eye Contact Lens 2021;47:573-4.
11) Roux V, Fenner L, Raoult D. Paenibacillus provencensis sp. nov., isolated from human cerebrospinal fluid, and Paenibacillus urinalis sp. nov., isolated from human urine. Int J Syst Evol Microbiol 2008;58(Pt 3):682-7.
12) DeLeon SD, Welliver RC Sr. Paenibacillus alvei Sepsis in a Neonate. Pediatr Infect Dis J 2016;35:358.