서 론
헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori )는 만성 위염, 소화성 궤양, 위암 등을 유발하는 그람 음성균이다[1]. H. pylori의 박멸은 관련된 위장관 질환의 치료에 필수적으로 현재 일차 치료로는 양성자 펌프 억제제(proton pump inhibitors, PPI), clarithromycin, amoxicillin의 삼제요법 등이 권고되어 사용되고 있다[2]. 그러나 최근 여러 보고에 따르면 표준 삼제요법의 제균 치료 성공률은 2000년대 초반 84.9%-87.5%에서 2000년대 후반 80.0%-81.4%로 감소추세를 보였고[3,4], 1998년부터 2013년까지 국내에서 시행된 표준 삼제요법에 대한 메타분석의 결과에서도 16년간 유의하게 제균율 감소추세를 보였다[3]. 효율적인 제균 치료를 위해서는 치료의 도분석(intention-to-treat analysis)에서 80% 이상, 계획서 순응분석(per-protocol analysis)에서 90% 이상의 제균율을 얻을 수 있는 처방이 되어야 한다[5]. 이를 위해서는 항균제 내성률에 대한 지속적인 최신 자료가 필요하며[6] 특히 2018년 발표된 전국 항균제 감수성 연구에서 지역별 차이를 보인 바 있어[7] 각 지역별 항균제 내성률 파악이 필요하다. 따라서 이 연구의 목적은 최근 대구경북지역의 H. pylori 균주의 항균제 내성률과 타지역의 감수성 현황을 비교하고 제균 치료의 처방의 근거를 축적하고자 한다.
방 법
연구 대상
2022년 9월부터 2024년 2월까지 Kyoto global consensus에 의거한 내시경 소견을 기반으로[8] H. pylori 감염이 의심되는 20세 이상 80세 미만의 환자들을 대상으로 대구-경북지역의 5개 기관(칠곡경북대학교병원, 대구가톨릭대학교병원, 영남대학교병원, 대구파티마병원, 계명대학교 동산의료원)에서 시행되었다. 임상시험의 요건을 충분히 이해하고, 자발적으로 시험 참여를 동의하고 서명한 환자를 대상으로 하였으며 2주 이내 PPI 또는 항균제를 투여받은 환자, 임산부 및 수유부, 조절되지 않는 고혈압 환자, 당뇨 환자, 간기능이 저하된 자, 알코올 중독자, 5년 이내 소화기계 악성 종양 병력이 있는 환자(위선종 또는 조기 위암의 내시경적 절제술을 받은 자는 제외), 식도 또는 위절제술을 받은 적 있는 환자, H. pylori 제균 치료를 시행한 적이 있는 환자, 30일 이내 타 임상시험에 참여한 환자, 그리고 연구자가 임상시험 참여에 부적합하다고 판단되는 자는 제외하였다.
연구 방법
검체 채취
본 연구는 선정기준에 부합하고 제외 기준에 해당되지 않는 환자 총 100명을 대상으로 검사 전 충분한 설명 및 동의서를 취득하여 진행하였다. 상부위장관내시경 시행 시 균 배양을 위해 전정부와 체부에서 각 2조각씩 조직을 채취하였으며 급속 요소분해효소검사(rapid urease test, RUT; Helicosign Dry, GenBody Inc.)나 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR; IsopolloⓇ H.pylori & C laR, Mmonitor)을 동시에 시행하여 감염 유무를 판단하였다. 연구 참여 5개 기관의 연구 윤리위원회의 심의 및 사전 승인을 취득하였다(KNUCH 2022-09-046).
H. pylori 배양
수집된 검체는 브루셀라(Brucellar) 액체 배지와 섞어, 초콜릿 한천 배지에 획선도말을 한 후, 인큐베이터(10% CO2, 5% O2, 37°C)에서 3일에서 최대 7일까지 배양하였다. 배양된 집락 중에서 H. pylori 균주만을 전정부와 체부에서 각각 3개씩 순수 분리하여 초콜릿 한천 배지에 추가 배양을 진행하였다. 소태아혈청(fetal bovine serum)이 포함된 brain heart infusion 배지를 이용하여 균주를 배양 후, 초콜릿 한천 배지에 추가 배양하여 증식된 H. pylori 균주는 스톡(stock)을 제작하여 -80°C에서 장기 보관하였다.
H. pylori 항생제 감수성 검사
최소억제농도(minimum inhibitory concentration) 검사
뮐러 힌튼(Muller Hinton) 한천 액체배지를 고압 멸균한 뒤, 혈액배지(Sheep blood)와 isoVitaleX를 첨가하여 준비하였다. 5가지 항균제(amoxicillin, clarithromycin, tetracycline, metronidazole, levofloxacin)는 각각 최소억제농도(minimum inhibitory concentration, MIC)에 따라 농도별로 배지와 함께 페트리디쉬에 부어 굳힌 배지는 4°C에 냉장보관하였다. 대조군을 포함한 시험 대상인 H. pylori 균주는 일정한 생육 조건(10% CO2, 5% O2, 37°C)에서 배양하였다. 배양한 균주는 2.0 맥팔랜드 표준액(McFarland standard)의 농도로 맞춘 후, 제작된 각 항균제 배지에 2 μL씩 분주한 후, 인큐베이터(10% CO2, 5% O2, 37°C)에서 72시간 동안 배양하였다. 배양 후, 각 항균제 농도군마다 균의 억제 범위를 육안으로 관찰하여, MIC 판정을 진행하였다. MIC는 균 집락을 형성하지 않은 항균제의 최소 희석 배수로 정의하였다. 항균제별 내성 유무는 다음과 같은 기준으로 판별하였다: amoxicillin (＞0.125 μg/mL), clarithromycin (＞0.25 μg/mL), tetracycline (＞1 μg/mL), levofloxacin (＞1 μg/mL), metronidazole (＞8 μg/mL).
결 과
대구-경북 지역의 5개의 기관에서 총 100명의 환자들이 본 연구에 참여하였다. 100명 중 RUT 혹은 PCR에서 음성으로 확인된 2명을 제외하고 총 98명 검체에 대하여 배양을 시행하였다. 98명 중 73명(74%)은 검체 배양에 성공하였고 25명(26%)은 검체 배양에 실패하였다. 배양에 성공한 검체를 통해 각 항균제에 대한 MIC를 측정하여 내성률을 확인하였다(Fig. 1). 73명의 환자 중 amoxicillin에 대하여는 20명(27%)에서 내성을 보였고, clarithromycin은 25명(34%)에서, metronidazole은 34명(47%)에서, tetracycline은 19명(26%)에서, levofloxacin은 27명(37%)에서 내성을 보였다(Table 1). 전체 내성의 분포도를 그림에 표시하였다(Fig. 2).
고 찰
최근 국내에서 H. pylori 항균제 내성률이 증가함에 따라 일차 치료인 표준 삼제요법의 치료 실패율이 증가하는 추세를 보이고 있다[3]. 표준 삼제요법의 대안으로 bismuth 포함 4제요법, 동시치료, 순차 치료, fluoroquinolone 포함 삼제요법 등이 있다[2]. 특히, clarithromycin 내성률이 높은 지역에서는 bismuth 포함 4제 요법이 일차 치료로 사용되고 있는데[9,10] bismuth 포함 4제 요법은 표준 삼제요법과 비교하여 제균 치료 성공률이 높지만 복용 방법이 복잡한 측면이 있다[11]. 항균제 감수성 검사에 근거한 환자별 맞춤 치료가 경험적 치료에 비해 우수한 제균율을 보이나[12,13] 항생제 감수성 검사는 현실적으로 일부 삼차 의료기관에서 연구목적으로 시행되고 있는 정도이기 때문에 일차 의료 현장에서 적용하기 어려운 점이 있다. 이에 국가별, 지역별 항균제 내성률 자료를 기반한 경험적 치료가 필요하다[14]. 현재까지 발표된 연구들을 토대로 국내 지역별 H. pylori 항균제 내성률을 표로 정리하였다(Table 2) [7,15].
Amoxicillin은 표준 삼제요법 약제로 사용되고 있으며 이전 여러 연구에서 지속적으로 10% 미만의 비교적 낮은 내성률을 보였지만 각 연구마다 그 변화 추세가 일정하지는 않았다[16,17]. 2019년 발표된 전국 규모 항생제 내성 연구에서 amoxicillin의 내성률은 9.5%였으며[18] 본 연구에서 27%의 내성률을 보였다. 이전 국내 타지역에서의 내성률 조사에서 서울에서 2005-2010년도 9.0%, 경기(분당) 지역에서는 2009-2013년 17.2%로 높게 나타난 적도 있으나 2015-2016년 5.6%, 2017-2018년 8.1%로 일관된 추이를 보이지는 않았고 인천은 2010-2011년 3.2%, 부산에서는 2008년 9.1%, 광주에서는 2011-2012년 9.6%로 보였던 것과[15] 비교하면 이번 연구에서 대구 경북지역에서는 27%로 다소 증가된 수치를 보였다. 다른 항생제들과 비교하여 amoxicillin 내성 기전과 현황에 대한 연구가 부족하며 이것이 제균 치료에 미치는 영향에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
Clarithromycin은 현재 국내 1차 제균 치료의 주요 약제로 amoxicillin과 함께 사용되고 있다. 2011년 국내에서 시행된 다기관 연구에서 clarithromycin 내성률이 26.3%로 보고된 바 있으며[19] 2019년 전국 규모의 연구에서 clarithromycin이 17.8%의 내성률을 보여 이전부터 clarithromycin의 내성은 표준 삼제요법의 치료 실패와 밀접한 관련이 있다고 알려져 있다[18,20]. 최근 미국과 유럽 가이드라인에서는 clarithromycin 내성률이 15%가 넘는 지역에서는 clarithromycin을 기반으로 한 삼제요법을 사용하지 않도록 권고하고 있다[9,21]. 본 연구에서는 34%로 이전보다 더 증가된 내성률을 보였다. 서울에서 2005-2010년에 8.5%, 경기(분당)에서는 2015년 이후 40%를 훌쩍 넘긴 수치를 보였고 인천에서는 18.2%, 부산에서는 26.3% 등 지역별로 큰 차이를 보였다. 본 연구에서는 34%로 경기(분당) 지역을 제외하고는 가장 높은 수치를 보였다[15]. 이상적인 H. pylori 제균 치료를 위해서는 80% 이상의 intention-to-treat 제균율을 보여야 초치료요법으로서 추천할 수 있으나 표준 삼제요법의 intention-to-treat 제균율이 71.6%로 80%보다 낮아 초치료로 사용하기 부적합하여 2020년 국내 진료지침에서는 clarithromycin 감수성 검사를 도입하거나 다른 제균 치료법 선택을 고려할 것을 권고하고 있다[2]. 이에 국내에서도 clarithromycin을 1차 제균 치료 약제로 지속 사용할 것인지에 대해 심도 있는 논의가 필요한 시점으로 보인다.
Metronidazole은 Bismuth 기반으로 한 4제 요법에 사용되는 항생제로 이전부터 높은 내성률을 보여왔다. 1987년도에는 52.9%, 2003년에는 66.2%의 내성률을 보인 바 있다[22]. 보다 최근에는 2011년 19.2%, 2019년 29.5%로 다소 감소추세를 보였지만[18,19] 본 연구 결과에서는 47%의 내성률을 보였다. 2005-2010년 서울에서 36.3%, 경기(분당)에서 36%였던 내성률이 2017-2018년 43.2%까지 증가됨을 보였고 인천과 광주에서도 40%를 초과하였으나 참여 인원이 적었던 부산, 대전, 강원 지역에서는 20% 미만으로 나타났다[15]. 이에 이번 연구 결과만으로는 타지역과 비교하기에 불충분하다. 많은 환자들을 대상으로 통계적 유의성을 갖춘 연구 결과들이 축적되어야 하겠다.
Tetracycline에 대한 감수성과 관련한 여러 연구를 비교하여 보았을 때 내성률이 큰 차이를 보였다. 한 연구에서는 2006-2008년 32.4%, 2009-2012년 32.5%로 나타났고[16] 2011년 발표된 국내 다기관 연구에서는 15.2%, 2019년 연구에서는 0%로[18,19] 짧은 기간 내 변화폭이 크고 일관되지 않은 결과를 보였다. 또한 본 연구에서는 26%로 보다 높은 내성률을 기록했다. 국내 타지역과 비교해보았을 때는 경기(분당)에서 최근 16.2%까지 증가 추세를 보였고, 인천 3.2%, 부산 15.2%, 광주 2.6% 등으로 지역별 큰 차이가 있었다[15]. 일관된 변화 추이를 파악하기 위해서는 더 많은 연구 결과들이 필요하다.
Levofloxacin은 여러 감염증 치료에 널리 사용되는 quinolone 계열 항균제로 국내외에서 사용 빈도가 지속적으로 증가함에 따라 내성률 또한 증가 추세인 것으로 알려져 있다[23,24]. H. pylori 제균 치료와 항생제 감수성에 관련하여 국내에서 발표된 2011년 연구에서는 levofloxacin이 23.2%의 내성률을 보였고, 2019년도 연구에서는 37.0%로 증가되었다. 이번 연구도 비슷하게 37%로 나타나 대구-경북지역에서도 높은 내성률로 증가추세가 지속되는 것으로 보인다. 2005-2010년 서울에서 14.2%로 나타났지만 2010년 이후 30%를 훌쩍 넘기는 곳이 대부분이었으며 경기(분당)지역에서 2017-2018년도 62.2%, 인천과 광주에서 2011년 36%대로 보였다[15]. 이에 따라 levofloxacin은 가까운 미래에 H. pylori 제균 치료에 적절하지 않은 선택지가 될 것으로 예상된다.
현재까지 국내 H. pylori 감염의 지역별 항균제 내성에 대한 여러 연구가 이루어졌으나 몇몇 지역에서는 10년 이상 경과된 데이터로 최신 경향을 반영하기 어려우며 지역별 소수기관에 편중된 연구로 일반화에 한계가 있다[16]. 본 연구는 대구-경북지역에서 H. pylori의 항생제별 내성률을 조사한 첫 연구로서 의미가 있으며 더불어 다기관 참여 연구라는 점에서 큰 의미가 있다.
이 연구의 제한점으로는 첫째, 참여한 환자의 수가 적었다. 이는 추후 후속 연구를 지속함으로 보강될 예정이다. 둘째, 이전과 항균제 내성 기준에 변화가 있어 이전 국내 연구들의 H. pylori 항균제 내성률을 이번 연구 결과와 직접적으로 비교하기에는 한계가 있다. 본 연구에서 사용한 내성 기준은 2024년 8월 23일 학회 주도로 진행하는 KCAST-HP 모임에서 전문가 합의를 통해 정해진 새로운 항생제 내성 기준(amoxicillin R＞0.125 μg/mL, clarithromycin R＞0.25 μg/mL, metronidazole R＞32 μg/mL, tetracycline R＞1 μg/mL, levofloxacin R＞1 μg/mL)을 기반으로 적용하였다. 이는 이전에 적용되던 내성 기준(amoxicillin R＞0.5 μg/mL, clarithromycin R＞0.5 μg/mL, metronidazole R＞8 μg/mL, tetracycline R＞4 μg/mL, levofloxacin R＞2 μg/mL)과 차이가 있으며 특히 metronidazole의 경우 이전 내성기준과 큰 차이가 있어 metronidazole의 경우 기존 내성 기준으로 분석하였다. 이번 연구에서 사용한 내성 기준은 EUCAST Clinical Breakpoint Tables version 14.0과도 일치한다[25]. 따라서 이전에 보고된 항생제 내성률과 본 연구 결과를 직접 비교하는 것은 한계가 있다. 향후 국내 각 지역별 항균제 내성률을 동시에 비교하는 후속 연구가 필요하다. 셋째, 다약제 내성균 및 균주별 유전형에 따른 항균제 내성률에 대한 파악은 되지않았다. 향후 전국적 규모의 연구에서 더 많은 환자를 대상으로 H. pylori 균주별 유전형을 분석하고 그에 따른 내성균 파악이 필요하겠다.
결론적으로, 본 연구는 대구-경북지역 H. pylori의 항균제 내성률을 확인하여 향후 지역별 제균 치료 확립을 위한 근거 자료로 의미가 있다.
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