결핵의 진단을 위한 분자진단, 배양검사 및 약제감수성검사의 방법과 특징 및 중요성 doc_id PCY_202005080159318681_3

결핵균 분자진단검사는 결핵균에만 특이하게 존재하는 핵산(DNA)의 특정 염기서열을 증폭하여 확인하는 검사이다. 분자진단검사는 도말검사에 비해 비용이 많이 들고 제품 및 검체의 상태에 따라 민감도와 특이도가 차이가 있을 수 있지만, 민감도와 특이도가 매우 높고, 결과를 얻기까지의 시간이 짧은 장점이 있으므로 결핵이 의심되는 모든 환자에서 결핵균 핵산증폭검사를 시행해야 한다. 다만 결핵균 핵산증폭검사에서 위양성의 가능성도 있기 때문에 결핵이 의심되지 않는 경우 핵산증폭검사를 시행하는 것은 권고하지 않는다. 도말 양성 객담에서 결핵균 핵산증폭검사가 결핵균을 검출하는 민감도와 특이도는 90-100%로 매우 높으나, 도말 음성 객담에서 결핵균 핵산증폭검사의 민감도는 상대적으로 낮다. 따라서, 폐결핵이 의심되나 도말 결과가 음성인 환자에서 결핵균 핵산증폭검사를 시행하여 결과가 양성이면 결핵으로 진단할 수 있으나, 결과가 음성이어도 폐결핵을 진단에서 배제할 수는 없다. 최근 객담에서 비결핵 항산균이 검출되는 경우가 많으므로 도말 양성을 보인 검체에서 결핵균 핵산증폭검사가 음성이면 비결핵 항산균을 의심할 수 있다(부록. 비결핵 항산균 폐질환 단원 참조). 통상적인 real-time PCR은 전처리와 농축이 끝난 검체를 다양한 검사 키트와 real-time thermocycler를 이용하여 검출하는 방법이며, 오염에 의한 위양성을 방지하여야 한다. 미정(indeterminate)으로 판정된 경우에는 재검을 하여야 한다. 검사 키트(kit)의 제조자 및 종류에 따라 민감도와 특이도에 차이가 있을 수 있으며, 식품의약품안전처의 공인을 받은 상용화된 방법과 각 검사실에서 직접 검사를 위한 키트를 만들어 사용하는 방법으로 크게 나눌 수 있다. 검사실에서 직접 검사를 위해 제조한 키트는 표준화가 되지 않았으므로 진단을 위한 목적으로 사용하지 않아야 한다. 통상적인 real-time PCR은 여러 검체를 동시에 검사할 수 있으며, Xpert에 비해 가격이 저렴하여 많은 검사를 처리해야 하는 검사실에 적합하다. 또한 양성과 음성 대조를 모두 포함하므로 검사의 질 관리에 용이한 장점이 있지만 batch 검사의 특성으로 인해 검사의 시행 횟수가 제한적일 수 있으며, 검사 결과 보고에 걸리는 시간이 Xpert에 비해서 느릴 수 있다. 결핵균 배양검사는 결핵을 확진하기 위한 가장 중요한 검사이다. 배양검사는 결핵균을 분리, 동정함으로써 1) 결핵을 확진하고, 2) 항결핵제에 대한 감수성검사를 시행할 수 있고, 3) 역학적 연구에 도움을 줄 수 있다는 장점이 있는 반면 다른 검사방법에 비해 결과를 얻는 데 시간이 오래 걸리고, 검사과정이 복잡한 단점이 있다. 배양은 매우 적은 수의 세균만 존재하더라도 검출할 수 있는 민감도가 높은 방법이므로, 성공적으로 배양검사가 이뤄지기 위해서는 검사 전 단계에서부터 주의가 필요하다. 배양을 위한 검체는 호흡기 검체가 가장 흔하며 이외에도 감염 부위에 따라 조직, 체액 및 소변 등도 검체가 될 수 있는데 혈액과 뇌척수액을 제외한 모든 검체는 검사실에 보내기 전에 냉장보관하여야 한다. 검체는 상재균(normal flora)의 오염이 예상되는 검체와 그렇지 않은 검체로 나뉘는데 전자의 경우 객담, 소변 등이 있고, 검체 전처리를 통해 오염균을 제거해야 하며 후자의 경우 뇌척수액이나, 흉수, 농양 등이 있다. 검사실 내에서의 교차오염 또한 오염의 원인이 될 수 있으므로 각 검사실은 이를 막기 위하여 주의를 기울여야 한다. 혈액의 경우 면역력이 극도로 저하된 환자를 제외하면 결핵균 배양을 시행할 필요가 없다. 배양에 사용되는 배지는 크게 고체배지와 액체배지의 두 종류로 나눌 수 있다. 고체배지는 계란성분 배지인 Lowenstein-Jensen 배지가 표준배지이며 Ogawa 배지도 널리 쓰이고 있다. 고체배지 배양법은 오래 전부터 사용하던 방법이라 안정적이지만, 결핵균의 배양 여부를 확인하기 위하여 3-8주의 오랜 시간이 걸리고 일부 항산균이 증식할 수 없는 단점이 있다. 최근 BACTEC MGIT960 (BD)과 BacT/ALERT (bioMerieux)와 같은 상품화된 액체배양 시스템의 사용이 늘고 있다. 액체배지 배양법은 2주 정도가 지나면 결핵균의 배양 여부를 알 수 있으므로 고체배지에 비해 결과보고가 빠르고, 양성률이 높은 장점이 있으나 환경에 있는 비결핵 항산균과 상재균 등에 의한 오염 가능성이 높다. 그리고 고체배지에서만 결핵균이 자라는 경우도 있으므로 배양검사의 민감도를 높이기 위하여 고체배지와 액체배지를 동시에 이용하는 것을 권고한다. 약제내성은 결핵관리에서 가장 중요한 이슈 중 하나이다. 왜냐하면 대부분의 약제내성 결핵은 잘못된 결핵관리로 인하여 발생하기 때문이다. 또한 내성결핵은 일반결핵에 비해 치료가 어려워 조기 진단을 통해 확산을 방지하는 것이 중요하다. 약제감수성검사는 내성결핵을 진단하고 치료약제를 선정하는데 있어 필수적인 검사이다. 통상감수성검사는 기준농도(critical concentration)의 항결핵제가 포함 또는 포함되지 않은 배지에 결핵균을 접종하여 결핵균의 증식 여부를 보고 약제내성 여부를 판정한다. 일반적으로 내성 결핵균의 비율이 1%를 넘을 경우 약제내성이라고 판단한다.6 전통적으로 고체배지를 이용한 비율법(proportion method), 절대농도법(absolute concentration method), 내성비법(resistant ratio method)이 주로 이용되었고 최근 자동화 액체배양 시스템을 감수성검사에 이용하는 검사실이 늘고 있다. 고체배지를 이용한 감수성검사는 대부분의 항결핵제에 대해서 검사가 가능한데 검사시간이 3-4주로 길고 상품화된 배지가 없어 표준화가 어려운 단점이 있다. 통상감수성검사는 검사방법이나 배지에 따라 약제 기준 농도가 다르며 세계보건기구에서 권고하는 기준농도에 따라 시험해야 한다. 약제감수성검사 시 최소한 리팜핀과 이소니아지드에 대해 감수성검사를 시행하여 다제내성결핵을 검출할 수 있어야 한다. 리팜핀 혹은 이소니아지드에 대한 내성이 검출되면 반드시 퀴놀론을 포함한 이차 항결핵제에 대한 감수성검사를 실시하여 효과 있는 약제를 확인해야 한다. 이차 항결핵제는 감수성검사 정확성이 떨어지므로 필요한 경우에만 시행하는 것이 권장된다. 다만 환자 과거력이나 위험요인에 따라 이차 항결핵제를 포함한 감수성검사를 바로 시행할 수도 있다. 항결핵제에 대한 약제감수성검사에 오류가 있을 경우 환자가 불필요한 치료를 받게 되거나 부적절한 치료로 인해 계속해서 주변에 결핵균을 전파시키게 된다. 따라서 질관리가 잘되며 숙련도가 우수한 상위검사실에서 통상감수성검사를 시행하는 것이 권장된다. 아울러 감수성검사는 결핵감염 위험성이 매우 높기 때문에 검사실은 적절한 생물안전시설과 지침을 갖추어야 한다. 신속한 분자생물학적 감수성 진단법(이하 신속감수성검사)은 약제내성결핵을 조기에 진단하여 즉각적이고 효과적인 처방으로 치료함으로써 치료 성적을 향상시키고 타인에 대한 전염 기간을 줄이며 추가 내성 획득을 방지할 수 있다. 리팜핀 내성 결핵 중 리팜핀 단독 내성은 드물며 대부분 이소니아지드에 대한 내성을 동반하고 있다. 그러므로, 신속감수성검사에서 리팜핀 내성 유전자 변이가 확인되면 통상감수성검사를 시행하고 그 결과가 나오기 전까지 다제내성결핵 권고 처방으로 치료한다. 추후 통상감수성검사가 보고되면 결과를 참조하여 처방을 재조정한다. 통상감수성검사가 보고되기 전까지 이소니아지드를 추가할 수 있지만 효과적인 약제 수에 포함시키지 않는다. 퀴놀론계 약제에 대한 신속감수성검사를 추가로 시행하면 보다 조기에 효과적인 처방을 구성할 수 있고 추가 내성 획득의 위험을 줄일 수 있다. 통상감수성검사에서 리팜핀 단독 내성으로 진단되면, 다제내성결핵 권고처방으로 치료하거나 또는 이소니아지드, 에탐부톨, 피라진아미드, 퀴놀론으로 총 12-18개월간 치료할 수 있고, 병변의 범위가 넓고 심한 경우 주사제 사용을 고려할 수 있다.