세계 최초로 에크모(ECMO) 치료 시 필수적인 항생제 투여 권고안이 국내 연구진에 의해 마련됐다.
가천대 길별원은 25일 심장내과 위진 교수팀은 에크모 적용 심장중환자에서 감염 예방 빛 치료목적으로 투여하는 항생제의 적정 투여용량 권고안을 연구해 발표했다고 밝혔다.
에크모(ECMO, 체외막산소장치)는 숨을 쉬지 못할 뿐 아니라 폐의 기능자체에 문제가 생긴 환자들을 위해 등장한 의료기기다. 실제로 에크모는 혈액 속 이산화탄소를 제거, 산소를 주입해 몸속을 돌려보내는 역할을 한다.
하지만 에크모는 전신의 피를 외부의 기계에 연결하기 때문에 혈액이 지속적으로 외부로 노출된다. 즉 몸 밖으로 노출된 피는 쉽게 굳고 감염위험이 있어 혈액응고제제와 항생제 투여가 필수적이다. 실제로 장기간 에크모 적용 환자의 60%이상에서 감염이 확인되고 에크모 유지 중 발생하는 감염합병증은 사망위험을 38~63%까지 증가시키는 것으로 알려져 있다.
특히 에크모 적용 중환자에서는 여러 변수로 인해 각 약물마다 다양한 약동학적 변화가 발생하고 혈중농도에 영향을 미친다. 만일 항생제의 혈중농도가 목표 치료범위보다 낮게 되면 감염치료효과의 감소 또는 실패로 이어진다. 반면 항생제의 혈중농도가 높게 되면 독성을 유발하기 때문에 적절한 목표농도 유지가 필수적이다. 문제는 지금까지 에크모 적용 시 각 약물별 혈중농도 변화를 고려한 투여용량 변화에 관한 연구결과가 없었다는 것이다.
이에 위진 연구팀은 급성심근경색 등 심각한 심장성쇼크 또는 중증심부전으로 인해 에크모를 적용한 심장중환자들 중 감염 예방 및 치료목적으로 사용되는 항생제인 ‘피페라실린/타조박탐(Piperacillin/Tazobactam)’을 투여한 환자들을 대상으로 약물의 혈중농도, 환자 및 에크모 관련 변수들을 분석했다. 이렇게 측정된 데이터들은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 집단 약동학적 모델을 구축하는데 사용됐다. 연구팀은 이를 토대로 에크모 적용 시 피페라실린/타조박탐 투여 권고안을 마련해 제시했다.
연구결과 환자의 중증 질병 상태 및 에크모, 지속신장대체요법과 같은 체외순환은 피페라실린/타조박탐의 약동학을 크게 변화시키는 것으로 밝혀졌다. 피페라실린/타조박탐의 하루 투여량이 동일한 경우 연속주입 방법은 간헐적주입 또는 연장주입 방법에 비해 가장 높은 혈중 목표농도달성률을 보였다.
세부적으로 에크모 또는 지속신장대체요법에 관계없이 크레아티닌 청소율(CrCL)이 40mL/min, 60~90mL/min인 환자들은 각각 최소 ▲12g ▲16g ▲20g 등의 하루 투여량이 필요했다.
크레아티닌 청소율이 90ml/min 이상인 환자들은 심지어 하루 24g을 연속주입 방법으로 투여해도 적절한 목표농도에 도달하지 못하는 경우가 있었다. 즉 에크모 적용 중환자에서 피페라실린/타조박탐 투여 시 고용량의 연속주입 방법을 고려해야 할 필요성을 제시했다.
위진 교수는 “이번 연구는 에크모 적용 환자에서 항생제인 피페라실린/타조박탐에 대한 최초의 대규모 약동학 연구”라며 “에크모 적용 심장 중환자에서 감염 치료 목적으로 투여하는 항생제인 피페라실린/타조박탐의 약물농도 변화와 관련된 주요 요인들을 확인하고 합리적인 약물투여 권고안을 제시했다”고 설명했다.
한편 이번 연구는 ‘에크모 적용 중환자에서 피페라실린/타조박탐의 집단 약동학과 용량 최적화 및 동반 신대체요법의 영향 연구(Population Pharmacokinetics and Dosing Optimization of Piperacillin-Tazobactam in Critically Ill Patients on Extracorporeal Membrane Oxygenation and the Influence of Concomitant Renal Replacement Therapy)’라는 제목으로 미국 미생물학회 공식학회지이자 세계적 수준의 SCI 저널인 <Microbiology Spectrum>에 매우 높은 저널 영향력지수(Impact Factor 9.043)로 게재됐다.
