Address reprint requests to Youngsub Eom, MD, PhD Department of Ophthalmology, Korea University Ansan Hospital, 123 Jeokgeum-ro, Danwon-gu, Ansan 15355, Korea 콘택트렌즈는 시력 교정뿐만 아니라 근시 진행 억제, 안구 표면 질환의 치료, 미용적 목적 등 다양한 적응증으로 사용되고 있으며, 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 보편화 되고 있다[1-8]. 전 세계적으로 1억 명 이상이 콘택트렌즈를 착용하고 있으며, 매년 사용자는 증가하는 추세이다[9,10]. 이러한 장점에도 불구하고 콘택트렌즈 착용은 여러 가지 합병증을 유발할 수 있다. 이전 연구에 따르면 콘택트렌즈 착용자의 약 3분의 1이 렌즈 착용으로 인한 충혈 또는 통증으로 진료를 받은 것으로 보고되었으며[11], 다른 설문조사 연구에서도 응답자의 3분의 1일이 최소 한 가지 이상의 콘택트렌즈 관련 합병증을 경험했다고 보고되었다[12].
국내에서 시행된 설문조사 연구에 따르면 콘택트렌즈 관련 합병증 중 각막미란(26.3%)이 가장 흔하였고, 다음으로 비감염성 감막침윤(19.2%), 알러지 질환(12.8%), 결막충혈(12.4%) 순서였으며, 감염성 각막궤양은 9.4%의 발생률로 보고된다[13]. 미생물 각막염(microbial keratitis)을 유발하는 요인 중 외상(16.8%)이 가장 흔하지만, 이어서 콘택트렌즈 착용(14.%)이 두 번째로 높은 유발 요인으로 보고된다[14,15].
미생물 각막염은 전 세계적인 실명의 주요 원인 중 하나로, 중요한 안과 질환이다. 지난 10여 년간 미생물 각막염의 발생 양상과 원인균에서 주요 변화가 관찰되고 있다[16]. 일반적인 세균 각막염 발생 평균 나이가 50대 중반인 것에 비해 콘택트렌즈 착용에 의한 세균 각막염 발생 평균 나이는 20대 후반으로 보고되고 있다[17,18]. 이처럼 콘택트렌즈 관련 합병증 중 미생물 각막염의 발생이 상대적으로 드물다고 하더라도, 젊은 나이에 각막염이 발생할 수 있고 적절한 치료에도 각막혼탁으로 인해 심각한 시력 저하를 유발할 수 있다는 점에서 중요하게 고려해야 할 합병증 중 하나이다[1]. 이에 본 종설에서는 미생물 각막염의 최신 경향과 함께 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염의 역학, 원인, 치료에 대해서 정리해 보고자 하였다.
본 론
안구 표면 미생물 환경 변화와 미생물 각막염의 최신 경향
안구 표면은 상대적으로 미생물이 적은 환경으로, 결막 세포 하나당 약 0.06개의 세균이 존재하는 것으로 보고되고 있다. ‘마이크로바이옴(microbiome)’은 특정 신체 부위에 존재하는 세균, 진균, 바이러스 등의 미생물 군집을 의미하며, 이 중 공생 미생물(commensal microbiota)은 면역 관용, 대사, 점막 장벽 기능 유지에 중요한 역할을 한다. 질병 상태에서는 미생물 군집의 변화가 동반되며, 그람양성균의 감소, 그람음성균의 상대적 증가 그리고 α-다양성 감소 경향이 보고된다.
미생물 각막염의 패턴은 COVID-19 팬데믹, 대기오염, 기후 변화 등 다양한 환경 요인에 의해 영향을 받게 된다. COVID-19 팬데믹 전후로 세균성 각막염의 미생물학적 분포 양상에 변화가 있었다. 특히 COVID-19 팬데믹 이후, 표피 포도상구균(Staphylococcus epidermidis), 코리네박테리움 종(Corynebacterium spp.), 연쇄상구균 종(Streptococcus spp.)에서 항생제 내성이 증가하였으며, 플루오로퀴놀론계(fluoroquinolones)에 대한 내성도 높아졌다[19]. 중국의 삼차 의료기관에서 수행된 10년간의 후향적 분석 결과(2014-2024) 연구에서 총 1,071개의 각막 감염균이 분석되었으며, 시기를 팬데믹 전(pre-COVID), 팬데믹 중(COVID), 팬데믹 후(post-COVID) 세 단계로 구분하여 균주의 변화 양상을 평가하였다. 그 결과, 팬데믹 이전에는 그람양성구균이 우세하였으나, 이후로 코리네박테리움 종과 같은 그람양성간균의 비율이 유의하게 증가하였다. 또한 항생제 내성 분석 결과, 가티폴록사신(gatifloxacin)에 대한 내성은 포도상구균, 연쇄상구균, 코리네박테리움에서 팬데믹 이후 상승하는 경향을 보였다[19].
대기오염 역시 미생물 각막염에 영향을 준다. PM10에 노출된 각막은 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 감염 시 각막천공이 더 빠르게 진행하고 각막 얇아짐 유발이 심한 것으로 나타나는데, 이는 미세먼지에 의한 안구 표면에서의 염증성 사토카인(tumor necrosis factor-α, TNF-α) 발현 증가와 항산화 효소(SOD2) 발현 감소로 설명된다[20].
기후 변화는 감염성 각막염의 발생률뿐만 아니라 병원체 스펙트럼에도 영향을 미친다. 지구 평균 기온 상승으로 일부 지역은 더 열대성 환경으로 변화하고 있으며, 이에 따라 특정 병원체의 지리적 분포가 이동하고 있다. 또한, 국제 교류 증가도 이전에는 드물게 나타나던 병원체들이 새로운 지역에서 보고되는 원인이 되고 있다. 예를 들어, 일본에서는 2024년 미소포자충 각결막염(microsporidial keratoconjunctivitis)이 처음으로 발생하였고[21], 원숭이두창(monkeypox)에 의한 각막궤양 사례도 보고되고 있다[22].
역학 및 원인
국내에서 보고된 연구에 따르면 2001년 기준 한국에서 콘택트렌즈 착용자는 약 240만 명으로 보고되었으며[23], 미국에서는 2014년 기준 약 4,090만 명의 성인이 콘택트렌즈를 착용하고 있는 것으로 보고된다[11]. 한국과 미국의 연구에서 모두 콘택트렌즈 착용자는 젊은 여성이 많았으며, 교육 수준이 높은 경향을 보였다[11,13,24]. 한국에서 콘택트렌즈 착용 환자의 평균 연령은 연성콘택트렌즈(soft contact lens) 착용자에서 가장 높았으며 다음으로 경성가스투과콘택트렌즈(rigid gas-permeable, RGP), 미용 컬러콘택트렌즈의 순으로, 컬러콘택트렌즈 착용자의 연령이 가장 낮았다[13].
콘택트렌즈 관련 미생물 각막염의 발생률은 선진국과 개발도상국에서 모두 증가하고 있다[25]. 콘택트렌즈 착용자는 건강한 사람들과 비교하였을 때 미생물 각막염 발병 위험을 최대 80배까지 증가시키는 것으로 보고된다[26] 콘택트렌즈 착용은 선진국에서 발생하는 미생물 각막염 사례의 30-65%와 관련이 있다[27]. 미국에서는 콘택트렌즈 착용이 미생물 각막염 발생의 가장 큰 위험인자로 연간 콘택트렌즈 착용자 1만 명당 약 2-20건의 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염이 발생하고 있다[24]. 프랑스의 연구에 따르면, 미생물 각막염 354건 중 45.2%가 콘택트렌즈 착용에 기인하였고, 그중 150건은 연성콘택트렌즈, 8건은 경성가스투과콘택트렌즈, 2건은 공막렌즈와 관련되었다. 이 연구에서 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염의 평균 발병 연령은 38세였으며, 감염 후 병원 방문까지 평균 3.6일이 소요되었고, 최종 시력은 logMAR (logarithm of the Minimum Angle of Resolution) 기준 0.37이었다. 주요 원인균은 녹농균(50%), 응고효소 음성 포도상구균(coagulase-negative Staphylococci; 10%), 세라티아 (Serratia spp.; 6.2%) 등이었다[28]. 콘택트렌즈 매일 착용자에서 미생물 각막염은 연간 1만 명당 2-5명의 비율로 발생하는 것으로 추정되며[29-31], 치료 지연으로 인해 영구적 시력 저하와 같이 예후가 나쁜 경우도 있다[32,33]. 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염 환자의 10-15% (10만 명당 6명)는 최대교정시력이 두 줄 이상 감소하는 시력 저하를 겪고 있다[31].
콘택트렌즈 관련 미생물 각막염은 콘택트렌즈를 착용하는 젊은 성인에서 흔히 발생하며, 미용 컬러콘택트렌즈 착용에서는 10대에서 합병증 발생이 증가하고 있다[13,27]. Nottingham 미생물 각막염 연구에 따르면, 50세 이하에서는 콘택트렌즈 착용(57.6%)이 미생물 각막염 발생의 주요 위험 요인이었으며, 반면 50세 이상에서는 안구 표면 질환이 50.6%로 가장 흔한 위험 요인으로 나타났다. 이외에도 고령군에서는 면역 억제 상태 및 기존 각막 수술 병력이 미생물 각막염 발생의 위험 요인으로 더 두드러지게 관찰되었다[34]. 소아 환자는 전체 콘택트렌즈 착용자 중 비중이 적지만, 최근 근시 진행 억제를 위한 치료 목적으로 사용되는 야간 각막 굴절교정렌즈(orthokeratology lens) 처방이 증가하고 있다. 소아와 성인 콘택트렌즈 착용자에서 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염 발생률은 유사하다고 보고된다[35].
콘택트렌즈 착용에서 발생하는 미생물 각막염의 원인 미생물에는 녹농균, 진균, 가시아메바(Acanthamoeba) 등의 다양한 감염을 포함하고 있으며, 장시간 렌즈 착용, 부적절한 렌즈 관리 등이 미생물 각막염 발생의 유발 요인이다[13,24]. 부적절한 콘택트렌즈의 사용과 개인 위생 불량은 각각 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염 발생의 33% 및 43%의 원인으로 추정된다[1]. 취침 시 착용, 샤워 또는 수영 시 렌즈 착용, 렌즈 교체 시기의 지연, 오염된 물이나 렌즈 세척액에 노출 및 부적절한 위생습관 등과 같은 고위험 행동이 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염 발생의 원인으로 지적된다[25]. 이전 조사에 따르면 콘택트렌즈 착용자의 99%가 취침 시 착용, 렌즈 교체 시기 지연, 수도물에 콘택트렌즈 노출 등 최소 한 가지 이상의 고위험 행동을 한다고 보고하였다[11]. 이러한 위생 불량은 교육 수준이 높은 집단에서도 흔히 나타난다[36]. 또한, 계절에 의한 영향도 있는데, 다수의 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염 증례는 가을과 겨울에 발생하다는 보고도 있으며, 여름철 물놀이 및 여행의 증가로 인해 여름철에 미생물 각막염 발생률이 높다는 보고도 있다[25,37,38].
콘택트렌즈 착용 관련 미생물 각막염의 위험 요인은 조절 가능성과 근거에 따라 구분할 수 있다. 먼저, 조절이 불가능한 요인 중에서 일관된 확실한 근거가 있는 요인으로는 성별과 젊은 나이이다. 이들은 개인이 통제할 수 없는 생물학적 특성에 해당된다. 가능성 있는 근거로 분류된 요인으로는 콘택트렌즈를 처음 쓰기 시작한 사람들과 당뇨병이 있으며, 이들 또한 비교적 조절이 어려운 건강 상태나 생활 요소이다. 근거가 불확실한 요인에는 안구건조증, 갑상선 질환, 계절, 인종, 근시, 건강 상태 불량, 사회경제적 수준 그리고 이전 감염 이력 등이 있다. 이들은 아직 콘택트렌즈 착용 관련 미생물 각막염과의 명확한 인과관계가 입증되지 않았거나 다양한 인구집단에서 상이하게 나타나는 경향이 있다[16].
반면, 조절 가능한 위험 요인은 개인의 행동이나 관리습관을 통해 예방할 수 있다는 점에서 중요하다. 일관된 확실한 근거가 있는 요인으로는 야간 렌즈 착용, 장시간 착용, 수돗물과의 접촉, 렌즈케이스 위생 불량, 보존액 종류, 세척 불량 또는 생략, 렌즈 착용 전 손 위생 불량, 흡연 그리고 경성가스투과콘택트렌즈보다 연성콘택트렌즈 사용이 포함된다. 이러한 요인들은 비교적 간단한 생활습관의 조정이나 위생 관리로 위험을 크게 줄일 수 있다. 가능성이 있는 근거로 분류된 조절 가능한 요인에는 렌즈케이스 교체 주기, 다목적 세척액 사용 여부, 고온에서 보존액을 사용하는 습관, 물놀이 중 렌즈 착용, 미용 컬러렌즈 그리고 일회용 렌즈의 착용 기간 등이 포함된다. 마지막으로, 불확실한 근거 요인에는 특정 렌즈 유형, 교체 주기, 안경처방 여부, 정기적인 안과 검진 여부, 휴가나 여행 중 렌즈 착용, 렌즈 제거 시 문지르지 않기 등이 있으며, 이들에 대해서는 보다 많은 연구가 필요하다[16].
콘택트렌즈 유형
콘택트렌즈 관련 미생물 각막염의 위험인자에는 렌즈 재질 및 종류도 포함된다.27 현대의 콘택트렌즈 제질에는 하이드로겔(hydrogel) 또는 실리콘 하이드로겔(silicone hydrogel)로 제작된 연성콘택트렌즈와 경성가스투과콘택트렌즈가 있다[39].
미생물 각막염 발생 위험은 취침 시 착용 연성콘택트렌즈에서 가장 높은 발생률(인구 1만 명당 9.2-20.9명, 전체의 43%)을 보이고, 일일 착용 연성콘택트렌즈(인구 1만 명당 2.2-4.5명), 경성가스투과콘택트렌즈(인구 1만 명당 0.4-4.0명) 순으로 나타나며, 일회용 렌즈가 가장 낮은 감염 위험을 보인다[1]. 연성콘택트렌즈, 경성가스투과콘택트렌즈, 미용 컬러 콘택트렌즈의 경우에서 모두 장시간 렌즈 착용이 합병증 발생의 주요 유발 요인으로 보고되었다[13]. 경성가스투과콘택트렌즈의 경우 특히 안과 의사에 의해 처방되지 않을 때 합병증 발생 위험이 증가하였으며[13], 미용 컬러렌즈는 비의료 판매자에 의해 유통될 경우 미생물 각막염 발생의 위험이 보다 큰 것으로 보고된다[40].
국내 연구자에 의해 진행된 연구에 따르면 미용 컬러콘택트렌즈의 표면 거칠기가 일반 콘택트렌즈에 비해 유의하게 높았다. 콘택트렌즈의 표면 거칠기 증가는 세균 부착의 중요한 물리적 인자로 작용하며, 이로 인해 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)과 녹농균의 부착이 더 활발히 일어나는 것으로 나타났다. 특히 미용 컬러콘택트렌즈의 착색된 표면에서 이러한 세균이 주로 검출되었으며, 물리적 특성으로 인해 미용 컬러콘택트렌즈 사용자에서 세균성 각막염 발생률이 높을 수 있음을 시사한다[41].
병태생리(pathophysiology)
안구 표면은 외부로 부터의 감염을 예방하기 위한 고유의 방어기전을 가지고 있다. 대표적인 안구 표면의 방어기전에는 눈꺼풀, 눈물막, 눈물내 화학적 방어기전, 면역학적 방어기전, 각막상피 등이 있다. 각막상피는 안구의 주요 방어 기전으로 작용하는데, 각막상피의 방어기전을 해치는 주요 요인에는 콘택트렌즈 착용(19-42%), 저산소증, 상피 항상성 장애, 콘택트렌즈 삽입 또는 제거 중 발생하는 각막 표면 긁힘, 외상, 각막 수술 그리고 국소 마취제 남용 등이 있다[27]. 콘택트렌즈는 눈물막에서 각막으로의 산소 전달을 방해하고, 눈물 교환을 감소시켜 안구 표면을 건조하게 할 뿐만 아니라 이물질 제거를 감소시키고 기계적 자극을 통해 각막 표면 손상을 유발할 수 있다. 콘택트렌즈 착용에 의한 이러한 모든 요소들이 미생물 감염에 대한 취약성을 증가시킬 수 있다[24,39].
세균성 각막염은 상피세포의 손상 부위를 통해 병원균이 부착하면서 시작된다. 특히 황색포도상구균과 녹농균은 각막상피에 높은 접착력을 보이며, 글리코단백 수용체에 결합하는 능력이 뛰어난 것으로 알려져 있다. 이후 세균은 상피 표면 단백질 및 숙주세포의 인테그린과 상호작용하며, 각막 기질 내의 콜라겐 섬유를 파괴하는 단백질 분해효소를 분비하여 침투하게 된다. 이 과정에서 염증 반응이 활성화되며, TNF-α와 interleukin-1 (IL-1)과 같은 사이토카인의 분비가 증가한다. 이로 인해에 결막 및 윤부 혈관의 확장되고, 다형핵호중구가 염증 부위로 유입된다. 염증 반응과 세균의 효소 작용은 각막 기질의 단백질 분해와 액화 괴사(liquefactive necrosis)를 유발하게 되고, 이어서 대식세포(macrophages)가 조직을 정리하고 상처 치유가 진행된다. 하지만 이러한 손상은 각막혼탁 및 시력 저하로 이어질 수 있다[42-44]. 또한, 미생물은 세포 적응 기전을 통해 콘택트렌즈의 표면과 렌즈 보관케이스의 표면에도 부착하여 생존할 수 있다[36,39,45]. 녹농균을 포함한 많은 미생물들은 생물막(biofilm)을 형성하여 치료를 더욱 어렵게 만든다[46].
미생물학적 원인 및 치료
미생물 각막염은 세균, 진균 또는 가시아메바와 같은 원생동물(protozoa)에 의해 유발될 수 있다. 치료는 원인 미생물을 감별하여 대증적 치료로 시작하고, 미생물배양검사에서 감염을 유발한 미생물이 확인이 되면 미생물 유형에 따른 치료를 시행한다.
세균성 각막염(bacterial keratitis)
세균성 각막염은 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염의 대부분의 사례를 차지한다. 지역에 따라 흔한 병원체는 녹농균 또는 응고효소 음성 포도상구균이며, 열대 지역에서는 그람음성균이 더 흔하게 분리된다[24,27,45,47,48]. 콘택트렌즈 표면에 대한 세균 부착력 연구에 따르면, 녹농균은 황색포도상구균보다 더 강한 부착력을 나타냈으며, 수분/공기 경계면 통과 시에도 황색포도상구균은 더 쉽게 떨어져 나가는 반면, 녹농균은 표면에 더 강하게 붙어 있는 것으로 나타났다[49].
일반적으로 지역사회에서 발생한 세균성 각막염은 경험적 항생제 치료로 호전되는 경우가 많다(Table 1) [50-52]. 하지만 중심으로부터 3 mm 이내의 중심 각막 침윤으로 크기 2 mm 보다 큰 경우, 2개 이상의 인접한 침윤 병소가 있는 경우, 기질 침범 또는 용해 소견이 뚜렷한 경우, 전방 내 1+ 이상의 염증세포가 있는 경우, 과거 각막 수술력이 있는 경우, 진균, 가시아메바, 마이코박테리아를 시사하는 비전형적 임상 양상을 보이는 경우, 초기 경험적 치료에 반응이 불충분한 경우, 유기물에 의한 외상, 온수 욕조에서의 콘택트렌즈 착용, 수술 후 침윤 등과 같은 특수한 고위험 상황인 경우 각막배양검사가 필요하다.
각막배양검사는 항생제 감수성을 판단하는 데 필수적이며, 이를 통해 불필요한 약물 사용을 피할 수 있고, 효과적인 항생제를 선택함으로써 치료 기간을 단축할 수 있다. 따라서, 콘택트렌즈 관련 세균성 각막염의 치료는 주로 각막 배양 결과를 바탕으로 결정되어야 하며, 초기 치료에 반응하지 않는 경우이거나 초기 각막배양검사에서 음성 결과가 나온 경우 반복적인 배양검사가 필요할 수 있다. 일반적인 세균성 각막염의 경우 배양 양성률이 37-42%로 보고되는 것에 비해 콘택트렌즈 관련 세균성 각막염의 경우 배양 양성률이 44-54%로 조금 더 높게 보고된다[53-55]. 세균성 각막염에서는 배양 양성 여부에 따른 임상 분석과 치료 방향의 설정 및 결과에 대한 보고가 중요하다[56-58].
각막 기질 침범이 깊은 각막염에서 배양 결과가 음성이고 치료에 반응하지 않는 경우 각막 생검(corneal biopsy)이 필요할 수 있다. 또한, 면봉검사를 통한 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)검사는 흔한 병원체에 대해 빠른 진단 결과를 제공할 수 있다[59].
치료는 일반적으로 녹농균을 커버할 수 있는 경험적 광범위 항생제 안약으로 시작한다. 4세대 플루오로퀴놀론 안약은 각막 주변부의 작은 궤양, 강화 항생제가 준비되기 전에 단독 치료제로 사용될 수 있다. 인도에서 시행한 연구에 따르면, 가티플록사신 안약 단독 치료와 토브라마이신(tobramycin) 및 세파졸린(cefazolin) 강화 항생제 안약의 병합 치료의 효과가 유사한 것으로 보고되었다[60]. 각막 천공이 발생했거나 감염이 윤부를 넘어 공막으로 진행된 경우 경구 항생제의 사용이 필요할 수 있다.
항생제에 대한 부가적 치료로 조절마비제를 사용할 수 있는데, 이는 안구 내 염증을 감소시키고, 홍채의 후방 유착 예방 및 환자의 불편감을 줄이기 위한 목적으로 사용된다.
세균성 각막염에서 스테로이드 안약의 사용 여부는 Steroids for Corneal Ulcers Trial (SCUT) 결과를 기반으로 결정할 수 있다[61]. 이 연구에 따르면, 심한 각막궤양에서 스테로이드 사용이 시력 회복에 긍정적인 효과가 있었다. 특히, 노카디아(Nocardia) 감염이 아닌 경우에는 스테로이드에 의한 부작용 증가가 관찰되지 않았다[62]. 하지만 해당 연구 대상자의 단 2%만이 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염이라는 제한이 있다. 또한, 진균 감염을 확실하게 감별하기 어려운 경우 스테로이드 사용은 부적절할 수 있어 스테로이드 사용에 주의가 필요하다.
세균은 유전적 돌연변이나 수평 유전자 전달을 통해 항생제 내성을 획득할 수 있다[62]. 항생제 내성 세균성 각막염은 원인균의 최소억제농도(minimum inhibitory concentration, MIC)를 높여 각막 치유 시간을 길어지게 한다[63]. SCUT 연구에 따르면, 이전에 플루오로퀴놀론을 투여받은 환자에게서 분리된 세균은 처음으로 플루오로퀴놀론 치료를 받는 환자에 비해 최소억제농도가 3.5배 더 높았다. 항생제 내성은 전 세계적으로 지속적인 문제이며, 점점 더 많은 비율의 세균이 일반적인 항생제에 대해 내성을 보이고 있다. 이러한 결과, 세계보건기구(World Health Organization)는 2015년에 항균제 내성을 전 세계적 비상사태로 선언하였다. 항생제의 과잉 사용, 오용, 부적절한 사용, 치료 수준 이하의 사용, 환자의 복약 불이행 등이 항생제 내성에 기여한다. 또한, 식품 생산 및 가축에 대한 광범위한 항생제 사용도 항생제 내성의 주요 요인이며, 환경 오염, 의료기관 내 전파, 부적절한 백신 접종, 여행 등의 요인도 기여하고 있다[64]. 2013년 연구에서는 미국에서 처방되는 전체 항생제의 절반 정도가 불필요할 수 있다는 결과가 나왔다[65].
플루오로퀴놀론 내성균, 메티실린 내성균 그리고 다제내성균(세 가지 이상의 항생제에 내성을 가진 균주)의 발생이 감염성 각막염에서 증가하고 있다[66]. 3세대 플루오로퀴놀론인 레보플록사신(levofloxacin)과 4세대 플루오로퀴놀론인 목시폴록사신(moxifloxacin)은 이전 세대보다 항생제 내성이 적고 치료 효과가 뛰어나다[67]. 이전 연구들에 따르면, 중국에서는 토브라마이신에 29%, 인도에서는 시프로플록사신(ciprofloxacin)에 30%, 영국에서는 세푸록심(cefuroxime)에 49.1%의 내성이 보고되었다[67].
항생제 내성 그람양성균의 경우 치료를 위해서 국소 반코마이신(vancomycin)과 리네졸리드(linezolid) 전신 투여를 해 볼 수 있다. 메티실린 내성 황색포도상구균(methicillinresistant Staphylococcus aureus)과 메티실린 내성 응고효소 음성 포도상구균은 세팔로스포린(cephalosporin)과 풀루오로퀴놀론에 높은 내성을 보이는 경우가 많은데, 반코마이신은 이러한 균주 치료에 효과적일 수 있다. 리네졸리드는 반코마이신 내성 장구균(vancomycin-resistant enterococci) 및 메티실린 내성 황색포도상구균을 포함한 다제내성 그람 양성균에 효과적이다(Table 2) [68].
항생제 내성 그람음성균의 경우 치료를 위해 이미페넴(imipenem)과 콜리스틴(colistin)을 사용해 볼 수 있다. 이미페넴은 카바페넴(carbapenem)계열 항생제로, 그람양성균, 그람음성균, 다재내성균, 비정형 세균에 대해 광범위한 항균 활성을 보인다. 콜리스틴은 폴리믹신(polymyxin)계열 항생제로, 매우 좁은 항균 범위를 갖고 있지만, 아시네토박터 종(Acinetobacter spp.), 클렙시엘라 종(Klebsiella spp.), 엔테로박터 종(Enterobacter spp.), 대장균(E. coli), 녹농균 등에 효과적이다. 콜리스틴을 국소 사용 시 전신독성(신독성, 신경독성) 없이 효과를 발휘할 수 있다는 장점이 있다(Table 2) [68].
상피 결손이 지속되는 경우 양막이식술과 결막 피판술과 같은 수술적 치료를 시행해 볼 수 있다. 감염이 매우 심하거나 괴사된 각막을 제거하기 위하여 치료적 전층각막이식술을 시행해 볼 수 있다. 하지만 미생물 각막염에서 시행한 전층각막이식술은 이식편 생존율이 낮기 때문에, 전층각막 이식은 일반적으로 약물 치료에 반응하지 않거나, 각막 천공 또는 임박한 각막 천공 사례에 제한적으로 시행된다[69].
진균성 각막염(fungal keratitis)
콘택트렌즈 관련 진균성 각막염 사례는 비교적 드물게 발생한다[24]. 진균성 각막염의 흔한 병원체로는 사상균(filamentous molds)인 푸사리움(Fusarium)과 아스페르질루스(Aspergillus) 및 효모균인 캔디다(Candida) 등이 있다[24]. 진균성 각막염은 열대 및 아열대 기후에서 더 흔하게 발생하며, 주로 식물성 물질에 의한 외상과 관련이 있다[1].
진균성 각막염을 시사하는 임상적 특징에는 서서히 진행되는 증상, 위성 병변, 경계가 불분명하고 솜털 모양의 침윤 등이 있다. 하지만 각막도말검사와 배양은 진균성 각막염 진단에 있어 여전히 표준 진단법이다. 보조적 진단법으로 공초점현미경검사를 통해 사상균에 의한 진균성 각막염에서 균사를 확인할 수 있으며, 중합효소연쇄반응검사도 병원체를 빠르게 확인하는 데 유용할 수 있다[59].
도말검사는 각막을 긁은 후 여러 가지 염색법으로 염색을 하게 되는데, 10% KOH의 경우 민감도 91-99%, 그람염색의 경우 민감도 45-73%, lactophenol cotton blue의 경우 민감도 45-73%, Grocott’s methenamine-silver 염색은 민감도 80-90%를 보인다. 배양검사는 sabouraud dextrose agar를 사용하며, 배양검사의 양성 배양률은 52-68%이고 최초 성장은 72시간 이내에 관찰되며 음성 배양 판정을 위해 최소 7일간 배양 유지가 필요하다. 중합효소연쇄반응검사의 민감도는 74%로 보고되며 결과가 4시간 내에 제공된다는 장점이 있다. 공초점현미경검사는 진균성 각막염 진단에 있어서 70-90%의 민감도, 80-90%의 특이도를 가진다고 보고된다[70,71].
국소 항진균제로는 나타마이신(natamycin), 암포테리신(amphotericin), 보리코나졸(voriconazole) 등이 있다. 진균성 각막염에 국소 항진균제의 선택은 Mycotic Ulcer Treatment Trial (MUTT) 결과를 바탕으로 결정할 수 있다. MUTT I 연구에 따르면 사상균에 의한 진균성 각막염 치료에서는 나타마이신이 보리코나졸보다 효과적임이 보고되었다. 따라서, 사상균에 의한 진균성 각막염의 단독 요법으로 보리코나졸을 사용해서는 안 된다고 할 수 있다. 이어진 MUTT II 연구에서는 경구 보리코나졸 병용 치료가 추가적인 유의한 이점을 제공하지 못함을 보여주었다[72,73].
진균성 각막염의 1차 국소 항진균제로는 5% 나타마이신이 고려되며, 낮 동안 매시간, 취침 중엔 2시간마다 점안으로 시작하는 것을 권하며 4-7일 간격으로 감량을 시행한다. 국소 나타마이신 치료에도 악화되는 경우 추가 치료제로 0.15% 암포테리신 B 또는 1% 보리코나졸을 추가할 수 있다.
광범위 궤양이 있는 경우, 심부 각막염의 경우, 공막염이 동반된 경우, 각막이식 후, 안내염이 있는 경우에는 전신 항진균제 사용이 필요하다. 대표적인 전신 항진균제에는 케토코나졸(ketoconazole) 200 mg 하루 2회, 플루코나졸(fluconazole) 200 mg 하루 2회, 이트라코나졸(itraconazole) 100 mg 하루 2회, 보리코나졸 200 mg 하루 2회가 있으며, 전신 항진균제 복용 시 간기능검사는 2주마다 시행하는 것을 권장한다[74].
각막 침윤이 깊고 약물에 반응이 없는 경우, 천공되지 않은 각막궤양, 국소 및 전신 항진균제의 4주 이상 치료에도 반응이 없는 진균성 각막염 환자의 경우, 보리코나졸 또는 암포테리신 국소 항진균제의 각막 실질 내 주사 투여가 도움이 될 수 있다. 약물 치료에 반응이 없으면서, 농축된 hypopyon이 있거나 각막 내피 삼출물이 있는 경우, 전방의 깊은 부위에 삼출물이 있는 경우 전방내 항진균제 주사 적응증이 된다. 권장 용량은 암포테리신 B는 5-7.5 μg/0.1 mL (5% dextrose), 보리코나졸은 50-100 μg/0.1 mL이다.
진균성 각막염에서 스테로이드 보조 요법의 효과에 대한 무작위 연구가 이루어지지는 않았다. 진균성 각막염 동물 실험모델에서 스테로이드 사용의 효과는 다양하였지만, 대체로 진균성 각막염의 예후를 악화시키는 경향이 있었다[75]. 현재 임상적 방향은 진균성 각막염의 경우 감염 악화 위험성 때문에 스테로이드 사용을 피하고 있다. 수술적 치료로 시행할 수 있는 각막상피 제거술은 약물 침투를 향상시키고 병변의 부담을 줄이기 위해 시행될 수 있다. 치료적 전층각막이식술은 최종적인 수술적 치료로 선택할 수 있다.
아메바성 각막염(amoebic keratitis)
가시아메바는 영양형(trophozoite)과 더 저항성이 강한 낭포형(cyst form) 두 가지 형태로 존재한다. 가시아메바는 담수에 존재하는 아메바로, 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염의 드문 원인이지만, 가시아메바 각막염 증례의 대부분은 콘택트렌즈 사용과 관련이 있다[1,76,77]. 가시아메바 각막염은 조기 진단과 적절한 치료가 예후에 결정적이다. 진단이 3주 이상 지연되는 경우 예후가 나쁜 것으로 보고된다[78]. 가시아메바 각막염을 시사하는 임상적 특징에는 콘택트렌즈 착용 병력, 병변의 범위에 비해 극심한 통증, 방사각막신경염(radial keratoneuritis), 환상 각막실질 침윤(ring infiltrate) 등이 있다. 가시아메바 각막염의 초기 단계에서는 헤르페스성 각막염으로 오진되어 적절한 치료 지연이 발생하는 경우가 종종 있다[77]. 게다가, 가시아메바 각막염의 일부 사례에서는 여러 가지 세균 또는 헤르페스에 동시에 감염될 수도 있으므로 콘택트렌즈 착용자나 토양 및 오염수에 노출된 외상 환자에서는 가시아메바 각막염의 가능성을 생각해야 한다[79].
가시아메바 각막염의 진단은 주로 임상적 양상과 각막 배양 결과에 의존하게 되며, 보조적 진단 방법으로 중합효소연쇄반응검사와 공초점현미경검사가 활용될 수 있다. 초기 감염이나 국소 감염에서는 배양검사의 민감도가 낮을 수 있고, 단일검사는 민감도가 100%가 아니므로 여러 가지 검사를 함께 시행해야 할 수 있다(Table 3) [70,80,81]. 배양검사 결과를 기다리는 동안에도 가시아메바 각막염이 의심되는 경우 치료를 지연해서는 안 되며, 음성 배양 시에는 추가 검사를 고려해야 한다[78].
가시아메바 각막염의 초기 국소 치료체로는 디아미딘계(diamidines) 약물인 프로파미딘(propamidine) 또는 헥사미딘(hexamidine)과 비구아니드계(biguanides) 약물인 PHMB(polyhexamethylene biguanide) 또는 클로르헥시딘(chlorhexidine)을 사용할 수 있으며, 이 약물들은 낭포 살충 효과가 있다고 보고된다[77,82]. 가시아메바 각막염 치료의 복합 요법은 0.02% PHMB 또는 0.02% 클로르헥시딘에 다아미딘계열 약물을 병용하는 복합 요법이 있다[74,83]. 단일 요법으로 0.02% PHMB 또는 0.02% 클로르헥시딘을 단독으로 사용하였을 때 유사한 치료 효과가 보고되었다[84]. 성공적인 치료를 위해서는 여러 복합 치료 조합을 사용해 볼 수 있다.
Orphan Drug for Acanthamoeba Keratitis (ODAK) 3상 연구는 총 135명의 가시아메바 각막염 환자에서 0.08% PHMB 점안제와 0.02% PHMB + 0.1% 프로파미딘 병용 점안제의 효능, 안전성 및 내약성을 비교한 무작위 대조 연구이다[85]. ODAK 3상 연구에서 사용된 항진균제 프로토콜은 첫 5일 동안 매시간 점안, 이후 7일간 2시간마다 점안, 다음 7일간 하루 6회 점안, 이후 완전한 임상 호전까지 하루 4회 점안하는 방법이었다. 연구 결과 0.08% PHMB 단독 요법은 0.02% PHMB + 0.1% 프로파미딘 이중 요법에 비해 열등하지 않았으며, 국소 치료로 86% 이상의 완치율을 보고하였다[85].
각막 실질 내에서 낭포 살충 효과가 낮고 약물에 내성이 있는 경우의 국소 약제의 농도를 높이는 것이 권장된다. PHMB는 0.04%, 0.06%, 0.08%까지 농도를 점진적으로 높여 사용할 수 있으며, 클로르헥시딘은 0.02%, 0.06%까지 사용할 수 있다[86,87].
다른 치료제로 네오마이신(neomycin)은 가시아메바 영양형에 대해서는 효과를 가지지만, 낭포형에 대한 효과는 입증되지 않았다[77]. 가시아메바 각막염에서 국소용 보리코나졸 1% 또는 전신 보리코나졸 200 mg을 하루 2회 복용하는 것을 추가해 볼 수 있으며, 경우에 따라서는 각막 실질 내 주사도 고려된다[[88-90]. 하지만 보리코나졸의 국소 및 전신 투여 역시 영양형에 대해는 효과를 보일 수 있지만, 낭포형에 대해서는 효과가 확실하지 않다[82].
밀테포신(miltefosine)은 항종양성 알킬포스포콜린(alkylphosphocholine) 계열 약제로, 2016년 미국 Food and Drug Administration로부터 가시아메바 각막염 치료를 위한 희귀 의약품으로 지정받았다[91]. 경구용 밀테포신은 난치성 가시아메바 각막염 치료에서 강력한 보조 치료제가 될 수 있지만, 가격이 매우 비싸고, 심한 설사 및 구토, 복통, 발열, 체력 저하, 가려움증 또는 발진, 스티븐스-존슨 증후군, 간독성, 신독성, 기형 유발 가능성, 육아종성 포도막염 및 공막염 발생과 같은 다양한 부작용이 있다는 단점이 존재한다[92-94]. 하지만 국소 치료에 반응하지 않거나 공막까지 감염이 확장된 경우에 고려할 수 있다[75,82].
가시아메바 각막염에서의 스테로이드 사용은 일반적으로 전안부 염증이 심한 경우, 심부 각막 신생혈관화가 있는 경우, 검사 소견에 비해 과도한 안구 통증이 있는 경우, 또는 경구 밀테포신과 병용 투여 시에 제한적으로 사용된다[75,77,82]. 스테로이드 치료는 반드시 항아메바 치료와 함께 병행해서 시행되어야 하며, 스테로이드 중단 이후에도 항아메바 치료를 일정 기간 이상 지속하는 것이 필요하다[24,82]. 다른 병원체들과 마찬가지로, 중증 가시아메바 각막염에서도 상피 제거술, 냉동 요법, 치료적 전층각막이식술 등과 같은 외과적 치료가 필요할 수 있다[77].
새로운 치료법
광활성 염료를 이용한 각막염 치료용 각막 교차결합술 (photo-activated chromophore for keratitis-corneal cross-linking)
광활성 염료를 이용한 각막염 치료용 각막 교차결합술은 각막 확장증 치료에 사용되는 기존의 각막 교차결합술과 동일한 프로토콜을 사용한다. 국소 리보플라빈(riboflavin)을 염료로 사용하고, 자외선 A (365 nm)를 조사하여 광활성화한다. 미생물 각막염에서 각막 교차결합술의 효과 기전에는 리보플라빈이 미생물의 DNA 및 RNA에 삽입되어 미생물의 복제를 제한하고, 활성산소종을 생성하여 미생물의 세포벽을 파괴하는 것으로 설명된다. 또한, 각막 교차결합술은 각막 기질 섬유의 공유결합을 유도하여 미생물 각막염에서 효소 분해에 대한 저항력을 강화시키는 것으로 보고된다[67,95,96].
각막 교차결합술은 세균성 각막염 및 진균성 각막염에서 각막 침윤을 감소시키고 치료 시간을 단축시키는 효과가 있음이 보고된다[24,97]. 무작위 3상 임상 시험에서 각막 교차결합술이 세균성 각막염과 진균성 각막염의 단독 치료법과 유사한 치료 효과를 보였으며, 진균성 각막염보다는 세균성 각막염에서 치료 효과가 더 큰 것으로 보고된다[95,98,99]. 반면, 가시아메바 각막염에서의 각막 교차결합술의 효과는 일관되지 않으며, 논란의 여지가 있다. 일부 가시아메바 각 막염에서 성공적인 치료 사례가 보고된 바 있으나, 이는 증례보고들에 불과하다[100-102]. 각막 교차결합술은 체외실험(in vitro)과 동물실험 모델에서 모두 가시아메바 영양형에 대한 항원충 효과가 없었다[102]. 토끼 가시아메바 각막염 모델에서 각막 교차결합술 시행 후 임상 증상이 악화되었다는 보고도 있다[103]. 따라서, 각막 교차술결합술은 가시아메바의 영양형과 낭포형 모두에 대해 활성이 낮고, 주된 효과는 각막을 강화하여 기질 분해를 예방하는 효과에 있는 것으로 보고된다[77,82].
각막 교차결합술은 아직 미생물 각막염에서 표준 치료로 사용되지 않는다. 특히, 침윤이 조밀하고 깊이가 깊은 경우 자외선이 충분히 침투될 수 없다. 앞으로 가속화된 각막 교차결합술 프로토콜과 같은 다양한 프로토콜 개발을 통하여 미생물 각막염의 효과적인 치료 방법 개발이 필요하겠다[95].
로즈 벵갈 광역학 항균 치료(Rose Bengal photodynamic antimicrobial therapy)
로즈 벵갈 광역학 항균 치료는 광활성 염료를 이용한 각막염 치료용 각막 교차결합술과 유사하게, 활성산소종 생성을 통해 항균 효과를 나타낸다[67]. 로즈 벵갈 광역학 항균 치료 역시 임상에서는 드물게 사용되지만 치료 시간은 각막 교차결합술보다 짧다[95]. 또한, 로즈 벵갈은 리보플라빈보다는 짧은 파장인 500-551 nm 파장 범위에서 최대 흡수를 보이기 때문에 로즈 벵갈 광역학 항균 치료는 안구 조직에 더 우수한 침투력을 가질 수 있다[67,82]. 로즈 벵갈 광역학 항균 치료는 각막 내피세포와 윤부 줄기세포에 안전한 것으로 보고된다[82].
자외선 C (ultraviolet C, UVC)
자외선 C (UVC, 파장 265 nm)는 광범위 항균 소독제로서 안과 분야에서 주목받고 있다. 자외선 C는 핵산에 의해 빠르게 흡수되며, 미생물의 DNA 및 RNA 복제를 방해하는 효과가 있다[67,105]. 체외실험 연구에서 단 5초의 자외선 C에 노출만으로 세균 및 진균 균주를 억제할 수 있었다[67]. 또한 체외실험에서 15초간 자외선 C 노출로 미생물 각막염의 치료 가능성이 확인되었다[67]. 다만, 미생물 각막염의 임상 치료에 자외선 C를 적용할 경우 안구 조직 침투력이 낮다는 점이 제한점이 있다. 또한, 자외선 조사는 체외실험 실험에서 가시아메바 낭포 살균에는 효과가 없었다[106,107]. 그럼에도 불구하고 자외선 C는 콘택트렌즈와 렌즈케이스의 멸균에는 효과적으로 사용될 수 있다[105].
결 론
콘택트렌즈는 시력 교정, 근시 진행 억제, 안구 표면 질환 치료, 미용 등 다양한 목적으로 널리 사용되고 있으며, 특히 젊은 연령층을 중심으로 그 사용이 증가하고 있다. 그러나 콘택트렌즈 착용은 눈 표면의 물리적, 생물학적 방어 기전을 약화시켜 미생물 각막염의 주요 위험 요인으로 작용할 수 있으며, 이는 단순한 불편감을 넘어 심각한 시력 저하 및 실명으로 이어질 수 있는 중대한 안과적 질환이다. 특히 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염은 젊고 사회활동이 활발한 인구집단에서 주로 발생하기 때문에 개인적･사회적 부담이 크며, 의료적･공중보건적 관점에서 그 중요성이 부각된다.
콘택트렌즈 관련 미생물 각막염은 세균성 감염이 가장 흔하며, 그중에서도 녹농균은 대표적인 원인균으로 강한 각막 침윤성과 생물막 형성을 통해 치료에 어려움을 준다. 이외에도 진균 및 가시아메바에 의한 감염도 드물지만 보고되고 있으며, 특히 진단 지연 시 치료가 어렵고 예후가 불량할 수 있어 각별한 주의가 필요하다. 병원체의 다양성과 병태생리적 복잡성을 고려할 때, 감염의 양상에 따라 정밀한 진단과 맞춤형 치료 전략 수립이 필수적이다.
감염의 위험은 렌즈의 종류, 착용 시간, 위생 관리 상태 등에 따라 달라지며, 특히 취침 시 착용, 렌즈 위생 불량, 수영장이나 욕탕에서의 착용, 렌즈 교체 시기 지연 등 고위험 행동이 발병과 밀접한 관련이 있다. 콘택트렌즈 착용자 대부분이 적어도 하나 이상의 고위험 행동을 한다는 보고는 단순한 사용자 교육을 넘어 사회적･제도적 개입이 필요함을 시사한다. 특히 미용 목적의 컬러콘택트렌즈는 비의료적 채널을 통한 유통, 표면 거칠기 및 오염 위험 증가 등으로 인해 감염률이 높으며, 이에 대한 규제 및 공공 교육이 시급하다.
진단 측면에서 최근에는 배양검사 외에도 조직 생검, 중합효소연쇄반응, 공초점현미경검사 등이 활용되고 있으며, 특히 드문 원인균이나 치료 반응이 미미한 경우 다양한 진단 기법의 병합 사용이 필요하다. 또한, 병원체에 따른 항생제 내성 증가 추세는 경험적 치료의 한계를 드러내고 있으며, 각막염에서의 배양검사 시행률과 배양 양성률 그리고 내성 패턴 분석에 대한 지속적인 연구가 요구된다.
치료는 병원체에 따라 달라지며, 세균성 각막염에서는 플루오로퀴놀론계 항생제가, 진균성 감염에는 나타마이신이나 보리코나졸이, 아메바 감염에는 PHMB 또는 클로르헥시딘 약물이 주로 사용된다. 최근에는 광활성 염료를 이용한 각막 교차결합술, 로즈 벵갈 광역학 치료, 자외선 C 등의 새로운 치료법이 도입되고 있으며, 일부는 기존 치료의 보완재로 활용 가능성이 기대된다. 그러나 특히 가시아메바 각막염에서 이러한 새로운 치료법의 효과는 아직 제한적이며, 무작위 대조 시험 등 추가적인 근거 기반 연구가 필요하다.
결론적으로, 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염은 예방 가능한 질환임에도 불구하고, 발생 시 중대한 시력 손실을 초래할 수 있으므로 이에 대한 정확한 이해, 철저한 예방 교육, 신속하고 정확한 진단, 원인균에 근거한 치료 접근이 무엇보다 중요하다. 항생제 내성 문제와 신종 병원체 출현, 환경 요인의 변화 등 다양한 도전 과제에 대응하기 위해서 는 지속적인 역학 감시, 진단 및 치료 전략의 표준화, 콘택트렌즈 사용 교육, 공공 보건 정책과의 연계가 필수적이다. 이를 통해 콘택트렌즈 관련 미생물 각막염의 발생률을 줄이고, 발생 시 예후를 개선할 수 있을 것이다.
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