카테터 관련 감염: catheter line associated bloodstream infection(CLABSI)

(좌) central venous catheter (CVC) (우) peripherally inserted central catheter (PICC), ref: wikipedia

 

병인

1) 피부

• 피부의 집락화(skin colonization)가 심할수록 중심정맥관의 집락화(CVC colonization)와 이로 인한 중심정맥관 관련 혈류감염(CLABSI)의 위험이 증가함
• 피부의 정상균 무리인Staphylococcus aureus와 coagulase-negative staphylococci가 중심정맥관 말단 배양(catheter tip culture)에서 가장 흔하게 분리되고 가장 흔한 원인균임

2) 중심정맥관 내강(lumen)을 통한 오염

• 잦은 혈액 채취나 약물 주입은 중심정맥관 내강을 오염시킬 위험성을 증가시킴.
• 내강의 오염으로 인해 혈류감염이 유발될 수 있음.
• 특히 내강의 오염은 2주 이상 삽입된 중심정맥관이나 수술을 통하여 삽입된 중심정맥관이 주요 원인이 됨.

3) 다른 감염 병소(흔히 위장관)에서 혈행성 전파(hematogenous spread)

• 특히 중증 환자나 장기 거치 중심정맥관(long term CVC)을 가지고 있는 환자가 위험 요인임.
• 중심정맥관을 가진 환자에서 재발성 또는 지속적 혈류감염이 있는 경우, 중심정맥관 이외의 원발 병소가 원인인지 중심정맥관을 제거하지 않아서인지 감별할 필요가 있음.
• 감별하기 위해서 CVC 제거 후 감염의 증상/징후 호전된다면 "중심정맥관"이 지속적 또는 재발성 혈류감염의 원인이라고 추정할 수 있음.

4) 오염된 주입액(contaminated infusate)

 

원인 미생물

(1) coagulasenegative staphylococci

(2) S. aureus

(3) Candida species

(4) 그람 음성 막대균(gram-negative bacilli)

감염 경로를 고려할 때 피부 상재균인 coagulase-negative staphylococci와 S.aureus가 가장 흔한 CRABSI의 원인균임.

Candida species, 그람 음성 막대균(gram-negative bacilli)의 경우, 환자의 기저질환과 임상 상황에 따라 달라짐.

 

진단

1) 임상양상

• 발열, 정맥관 삽입 부위의 염증이나 화농 소견, 패혈증
• 항균제 치료만으로는 감염의 증상이나 징후의 호전이 없던 환자가 중심정맥관을 제거한 후 24-48시간 안에 호전을 보인다면 중심정맥관 관련 감염을 의심할 수 있음.

2) 국소감염

• 출구 감염(exit site infection): 출구로부터 2 cm 이내까지
• 터널 감염(tunnel infection): 2 cm 이상 파급된 경우
• 포켓 감염(pocket infection): 피부 밑 포켓에 감염의 징후가 있음
• 국소 감염의 존재는 CRBSI를 시사하는 소견일 수도 있지만 혈류감염 없이도 국소 감염은 있을 수 있으므로 혈액배양을 통하여 혈류감염의 동반 여부를 확인하여야 함
• 출구 감염과 터널 감염은 발적, 열감, 압통 등의 염증 소견이 중심정맥관 출구나 주변에 있을 수 있음

3) 혈액배양

말초혈관(peripheral), 중심정맥관(central)에서 시행함.

Definite	(1) Growth of same pathogen from blood culture of peripheral vein and from culture of catheter tip (2) Differential time to positivity (DTP) ≥ 2 hr, or (3) Pathogen detected in quantitative catheter and peripheral blood cultures with a catheter CFU to peripheral CFU ratio ≥ 3:1
Probable	Pathogen detected in blood culture that is typically implicated in causing CRBSI (coagulase-negative staphylococcus, S. aureus, and Candida species) without no alternative source of bloodstream infection

- 중심정맥관 말단 배양 검사(tip culture)

• 중심정맥관을 제거한 뒤, 말단 5 cm를 잘라 배지에 굴려서 배양하는 방법.
• 하지만 중심정맥관을 제거할 수 없는 상황이 존재할 수 있으므로 제거로 인한 득과 실을 신중히 고려하여 결정하여야 함.
• 15 colony-forming unit (CFU) 이상으로 균이 자랐을 때 의미 있는 균의 집락화로 봄.
• 반정량 배양법(semiquantitative culture method) 혹은 Maki 방법이라고 함.
• tip culture에서 의미 있는 균이 집락화되어 있음을 확인하고 말초 혈액배양에서도 같은 균이 동정된 경우 확실한 CLABSI로 진단할 수 있음.

- 정량적 혈액배양

• 중심정맥관을 제거하지 않고 CLABSI를 진단할 수 있는 방법 → 정량적 혈액배양(quantitative paired blood cultures); 제거하지 않고 가장 정확하게 진단할 수 있는 방법
• CLABSI에서는 infection focus(감염 원발 병소)가 CVC이기 때문에 균량이BC(central) > BC(peripheral)이라고 가정할 수 있음.
• 따라서 균량이 어느 일정 이상 많으면 CLABSI로 진단할 수 있음
• 진단을 위한 비율은 1:3-1:10까지 다양하게 제시되고 있으며, 미국 감염학회 지침에서는 1:3의 기준을 권장함 (Clin Infect Dis 2009;49:1-45.)
• 예를 들면, 말초혈액배양에서 균이 200 CFU 자랐고 중심정맥관 혈액배양에서 같은 균이 1,000 CFU 자랐다면 정량적 혈액배양을 통한 균량이 비는 1:5로 확실한 CLABSI로 진단할 수 있음

- 혈액배양 양성 시간차(differential time to positivity)

• 정량적 혈액배양의 경우, 검사를 시행하는데 시간, 노력, 비용이 많이 들어 임상적으로 흔히 사용되고 있지 못함.
• 정량적 혈액배양 이외에 CVC를 제거하지 않고 CLABSI를 진단할 수 있는 방법이 고안됨 → 혈액배양 양성 시간차(differential time to positivity)
• 이는 central에서 얻은 샘플의 균량이 더 많기 때문에 더 빨리 균이 자랄 거라는 가설로 고안됨.
• 기준 시간은 2시간이며, 이런 경우 short-term CVC 관련 균혈증 진단에 89%의 예민도와 83%의 특이도를 보임

Culture 방법

1) 중심정맥관에서 culture sampling

www.youtube.com/watch?v=zKdSsmiYBM8

2) 말초혈관에서 culture sampling

www.youtube.com/watch?v=dSQWqAvYuDM

Culture 결과의 해석

1) 혈류감염 없이 tip culture에서 균이 배양되는 경우

배양균이 S. aureus인 경우: 적절한 경험적 항균제가 투여되었을 때 S. aureus 혈류감염의 발생을 줄일 수 있었음. 하지만 clinical outcome에 영향을 주지 않았다는 연구도 존재함.

혈류감염 없이 중심정맥관 말단 배양에서 S.aureus가 분리된 경우는 5-7일 정도의 항균제 치료를 하고 감염의 증상 및 징후가 지속되는지 주의 깊게 관찰하는 것 이 권장됨. (Clin Infect Dis 2009;49:1-45.)

배양균이 Candida species인 경우: 2014 발표된 문헌에서 이에 관련된 연구는 11개밖에 찾지 못했고 결과적으로 clinical outcome과 관련 없었음.

그러나 이 환자들의 7-12%에서 향후 칸디다혈증이 발 생하는 것을 고려할 때, 고위험 환자에서는 항진균제 치료를 고려

2) 중심정맥관 혈액배양에서만 양성인 경우(central positive, peripheral negative)

central culture에서만 positive가 나온 경우는 다음의 세 가지 상황을 고려할 수 있음.

① 중심정맥관 내강에 균이 집락화되어 있지만 혈류감염이 아직 발생하지 않은 경우 (intraluminal colonization)

② 중심정맥관을 통해서 혈액배양을 시행하는 과정에서 혈액이 오염된 경우(contamination)

③ 말초 혈관에서 혈액을 뽑는 것이 중심정맥관에서 혈액을 뽑는 것보다 더 어렵기 때문에, 말초혈관에서 더 적은 혈액을 뽑은 경우 (false negative peripheral blood culture results)

 

임상적으로 어느 경우에 해당하는지 구분하기는 어렵지만, 일반적으로 coagulase negative staphylococci의 경우 ①&②인 경우가 많기 때문에 culture를 주기적으로 시행하면 서 경과 관찰하는 것이 권장됨 

하지만 S. aureus, Candida species, 그람 음성 막대균의 경우는 중심정맥관에서 뽑은 혈액에서만 균이 분리되었더라도 CRBSI와 똑같이 취급하는 것이 안전함

 

 Pediatrics 129.4 (2012): e1104-e1109.

결론;

임상 증상/징후, 환자의 상태, 기저력, 동정된 균의 종류(상재균 vs 병원균) 등 실제 혈액배양에서 균이 동정되었다고 하더라도 해석하는 방법은 매우 어렵다! 특히나 central line에서 얻은 혈액 배양만 양성이 나왔을 때 균의 종류 혹은 환자의 감염 증상/징후를 잘 살펴보고 오염균인지 병원균인지 잘 판단해보자!

 

reference:

1) 박기호. "중심정맥관 관련 감염의 진단과 치료." 대한내과학회지 86.3 (2014): 282-294.

2) wikipedia

3) Polin, Richard A., et al. "Epidemiology and diagnosis of health care–associated infections in the NICU." Pediatrics 129.4 (2012): e1104-e1109.