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증례 보고

당뇨병성 족부 괴저의 희귀 병원체: Wohlfahrtiimonas chitiniclastica 감염 사례

615 조회수

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DOI:

10.3791/68877

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2025년 9월 23일

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1Department of Orthopedics, The First Affiliated Hospital, Zhejiang University, 2Department of Orthopedics, No. 903 Hospital of PLA Joint Logistic Support Force, 3Department of Clinical Laboratory, The First Affiliated Hospital, Zhejiang University, 4Department of Orthopaedics, Third Xiangya Hospital, Central South University, 5Zhejiang University School of Medicine, 6Department of General Surgery, Salmaniya Medical Complex, 7Department of Neurology, Republican Research and Clinical Center of Neurology and Neurosurgery, 8Department of Hand Surgery, Xinchang County People's Hospital

이 논문에서

요약

구더기 감염으로 인한 만성 족부 궤양과 괴저를 앓고 있는 76세 당뇨병 남성이 메타게놈 시퀀싱을 통해 Wohlfahrtiimonas chitiniclastica 진단을 받았습니다. 괴사조직 제거술, 에르타페넴 요법, 상처 재건술을 통해 회복이 이루어졌으며, 이는 면역 저하 환자의 희귀 병원체에 대한 조기 발견 및 고급 진단의 중요성을 강조했습니다.

초록

Wohlfahrtiimonas chitiniclastica는 특히 면역력이 저하된 환자나 비위생적인 환경에 노출된 개인에서 일반적으로 상처 감염과 관련된 희귀 그람 음성 박테리아입니다. 임상 사례는 드물지만 감염은 균혈증, 패혈성 쇼크와 같은 심각한 합병증을 유발할 수 있으며 인식하지 못하거나 부적절하게 치료할 경우 사망에 이를 수도 있습니다. 우리는 괴저와 구더기 감염으로 합병증을 동반한 만성적이고 치유되지 않는 족부 궤양이 발생한 76세 당뇨병 남성의 사례를 제시합니다. 진단 문제는 Proteus mirabilis 및 Corynebacterium striatum과 함께 W. chitiniclastica를 식별한 메타게놈 차세대 시퀀싱을 사용하여 해결되었습니다. 관리에는 괴사 조직을 제거하기 위한 적극적인 외과적 괴사조직 제거술, 겐타마이신 함침 뼈 시멘트의 국소 적용, 에르타페넴을 사용한 전신 항생제 요법, 등쪽 기반 근막 피판을 사용한 상처 재건이 포함되었습니다. 이 결합된 접근법은 상당한 임상적 개선, 점진적인 상처 치유 및 감염 지표의 현저한 감소를 가져왔습니다. 이 사례는 MALDI-TOF 질량 분석법과 같은 기존 방법이 실패할 수 있는 다균 감염 내에서 희귀 병원체를 식별하는 데 있어 고급 시퀀싱 기술의 결정적인 역할을 강조합니다. 또한 성공적인 결과를 얻기 위해 정밀 진단과 외과적 개입, 표적 항균 요법 및 엄격한 수술 후 관리를 통합하는 것이 중요하다는 점을 강조합니다. 이 특이한 프레젠테이션을 문서화함으로써 우리는 W. 키티니클라스티카 감염에 대한 임상적 인식을 확대하고 유사하게 복잡한 당뇨병성 족부 감염을 관리하기 위한 실용적인 프레임워크를 제공하는 것을 목표로 합니다.

서론

Wohlfahrtiimonas chitiniclastica는 호기성 및 혐기성 조건 모두에서 다양한 숙주를 식민지화할 수 있는 그람 음성, 비운동성 막대이며, 기생 파리의 변태에 중요한 역할을 하는 상당한 키티나제 활성을 가지고 있습니다 1,2. 암컷 파리는 점막 표면과 상처에 알을 낳아 감염 병결증을 만듭니다. 유충은 일정 기간 동안 액체 체액, 섭취한 음식 또는 살아 있고 괴사된 숙주 조직을 먹습니다3. 감염은 드물지만 특히 면역력이 저하된 환자나 비위생적인 환경에 노출된 환자의 경우 임상 보고의 수가 증가하고 있습니다. 이러한 추세는 부분적으로 병원체의 역학에 대한 이해가 향상된 유전자 시퀀싱 기술의 광범위한 사용에 기인합니다4. 임상적으로 W. chitiniclastica는 국소적인 상처 감염을 유발할 수 있지만 치료하지 않고 방치하면 심각한 균혈증, 패혈성 쇼크, 심지어 사망까지 진행될 수도 있습니다5.

이 증례 보고서는 구더기 감염으로 인한 만성 치유되지 않는 당뇨병성 족부궤양이 있는 환자를 설명하며 궁극적으로 W. 키티니클라스티카 감염으로 진단되었습니다. 이 보고서는 진단 문제와 메타게놈 차세대 시퀀싱(mNGS)을 사용한 조기 식별의 중요성을 보여줍니다. 또한, 사지 구제를 달성하기 위해 적극적인 외과적 괴사조직 제거술과 카바페넴 요법의 통합을 강조합니다. 첨단 진단과 혁신적인 재건 수술 간의 시너지 효과를 강조함으로써 이 사례는 W. chitiniclastica 를 의심해야 하는 시나리오를 확장하고 유사하게 복잡한 감염을 관리하기 위한 실용적인 프레임워크를 제공합니다.

사례 발표:

76세 남성은 오른발에 궤양이 3개월 동안 지속되어 점차 세 번째와 다섯 번째 발가락이 검게 변하는 증상을 보였습니다. 입원 약 3개월 전, 그는 오른쪽 앞발의 발바닥에 작은 궤양이 생겼습니다. 그 후 몇 주 동안 병변은 점차 확대되어 화농성 분비물을 생성했습니다. 그는 처음에 지역 병원에서 치료를 받았고 그곳에서 5일 동안 경험적 경구용 항생제(세푸록심 나트륨, 1일 2회 1정)를 받았지만 최소한의 호전을 보였습니다. 입원 15일 전, 궤양이 악화되어 진행성 괴사와 구더기 감염이 발생했습니다.

환자는 혈당 조절이 잘 되지 않는 당뇨병 병력이 있었고 빈번한 복용 누락과 불규칙한 혈당 모니터링을 보고했습니다. 그의 정기적인 약물에는 경구용 메트포르민 서방정(1일 3회 1정)이 포함되었습니다. 그는 또한 심박 조율기 이식 이력이 있었습니다. 사회적으로 그는 의료 서비스에 대한 접근이 제한되고 최적이 아닌 생활 조건이 있는 시골 환경에서 살았기 때문에 상처 관리가 지연되었을 수 있습니다. 그는 만성 담배 사용(약 20갑년)과 가끔 음주한 이력이 있는 은퇴한 육체 노동자였습니다. 가족력은 당뇨병, 말초 혈관 질환 또는 만성 전염병에 대해 음성이었습니다.

하지의 컴퓨터 단층 촬영 혈관 조영술(CTA)에서 양쪽 다리의 동맥경화증이 나타났습니다. 입원 시 실험실 연구에서 호중구 증가증(82.1%), C 반응성 단백질 상승(126mg/L) 및 적혈구 침강 속도 증가(72mm/h)를 동반한 백혈구 증가증(WBC 14.74 × 109/L)가 전신 감염과 일치하는 것으로 나타났습니다. 당화혈색소(HbA1c)는 9.2%였다. 신체검사 결과 오른발의 현저한 부종, 제3발가락과 제5발가락의 흑변, 반대쪽에 비해 족등근 및 후경골동맥 맥박 감소, 우측 하지의 표재성 감각 상실, 통증 감각 부재 등이 나타났다.

수술 중 세 번째에서 다섯 번째 발가락과 오른발 등쪽과 발바닥에서 괴저가 관찰되었으며 화농성 배액과 악취가 동반되었습니다. 활성 구더기가 상처 내에서 꿈틀거리는 것으로 나타났습니다(그림 1 및 그림 2). 괴사된 지골, 힘줄 및 뼈를 괴사조직 제거하고 골수증 병소를 제거했습니다. 노출된 족저골 결손을 덮기 위해 등쪽 기반 근막 피판을 회전시켰습니다. 관개 및 지혈이 달성되었습니다. 시멘트 40g당 겐타마이신 0.5g을 혼합하여 제조한 항생제 함침 골시멘트를 드릴링 후 잔존골단에 도포하였다.

수술 후 환자는 병원체 프로필과 임상 반응에 따라 14일 동안 에르타페넴 정맥 주사(1일 1회 1g)로 치료를 받았습니다. 수술 중 도말 검사에서 소수의 상피 세포, 다수의 그람 음성 간균, 그람 양성 구균 및 간균이 나타났습니다. 기존 배양은 Staphylococcus faecalis (그룹 D)를 확인했습니다. 약물 감수성 검사에서 반코마이신, 페니실린 G, 레보플록사신, 클로람페니콜, 시프로플록사신 및 높은 수준의 겐타마이신 병용에 대한 민감성이 나타났지만 높은 수준의 스트렙토마이신, 에리스로마이신 및 테트라사이클린에 대한 내성이 나타났습니다. 테스트는 CLSI M100-33 지침에 따라 자동화된 미생물 식별 및 약물 감수성 분석 시스템을 사용하여 수행되었습니다. 수술 중 표본의 메타게놈 시퀀싱은 Proteus mirabilis, Wohlfahrtiimonas chitiniclastica 및 Corynebacterium striatum 을 확인했습니다(그림 3). 수술과 치료 후 감염 지표가 크게 감소했으며 상처는 점진적인 치유를 보였습니다.

진단, 평가 및 계획:

혈당이 잘 조절되지 않는 76세의 당뇨병 남성인 환자는 만성 오른발 궤양을 보였고 괴저와 구더기 감염으로 진행되었습니다. 초기 평가에는 신체 검사가 포함되었으며, 전신 감염과 일치하는 백혈구 증가증(WBC 14.74 × 109/L) 및 호중구 증가증(82.1%)의 실험실 소견과 함께 괴사된 발가락, 화농성 배액 및 구더기 활동이 나타났습니다. 하지의 컴퓨터 단층촬영 혈관조영술(CTA)에서 동맥경화증이 확인되어 관류 장애에 기여했습니다. 수술 중 탐색 결과 골수염과 광범위한 괴사 조직이 입증되어 외과적 괴사조직 제거 및 미생물 샘플링이 촉발되었습니다.

Wohlfahrtiimonas chitiniclastica 는 종종 다균 감염의 맥락에서 분리됩니다. 이 경우 메타게놈 차세대 시퀀싱(mNGS)을 통해 W. chitiniclastica, Proteus mirabilis 및 Corynebacterium striatum이 확인되었습니다. mNGS는 MALDI-TOF MS와 같은 기존 방법으로는 종종 감지할 수 없는 복잡한 감염에 대한 해결을 제공하기 때문에 선택되었습니다. 감별 진단에는 슈도모나스 및 포도상구 균 종과 같은 일반적인 당뇨병성 족부 병원체가 포함되었습니다. 그러나 구더기 관련 노출 및 시퀀싱을 통해 희귀 병원체의 존재가 확인되었습니다.

치료 계획은 미생물 부담을 줄이기 위해 외과적 괴사조직 제거술을 우선시한 후 일반적으로 카바페넴에 민감한 W. 키티니클라스티카를 포함한 광범위한 그람 음성 범위를 위해 에르타페넴(매일 1g) 정맥 주사를 했습니다. 치료는 병원체 프로필과 임상 반응에 맞게 14일 동안 계획되었습니다. 환자는 위장 장애(메스꺼움, 설사) 및 주입 관련 반응을 포함하여 에르타페넴의 일반적인 부작용에 대해 상담을 받았으며 입원 기간 동안 면밀히 모니터링되었습니다. 치료 조정 기준에는 임상 징후 악화(상처 홍반, 부기 또는 화농성 배액 증가) 또는 감염 지표 상승, 특히 WBC>15 × 109/L 또는 C 반응성 단백질>150mg/L)가 포함되었습니다. 이러한 경우 항생제 수정 또는 확대와 함께 혈관 초음파 또는 MRI를 사용한 반복 영상이 고려될 것입니다.

치료 후 후속 조치는 입원 기간 동안 3-5일마다 상처 검사, 퇴원 후 2주에 종합적인 상처 및 혈관 평가, 상처 치유, 혈관 상태 및 혈당 조절을 모니터링하기 위한 3개월 동안 월간 검토 등 치료의 연속성을 보장하기 위해 구성되었습니다. 조직 손실을 해결하고 치유를 촉진하기 위해 등쪽 기반 근막 피판을 사용한 상처 재건이 수행되었습니다. 에르타페넴의 선택은 확장 스펙트럼 베타-락타마제에 대한 안정성과 괴사성 상처 환경에서 중요한 혐기성 균에 대한 활성에 의해 뒷받침되었습니다. 잠재적인 합병증으로는 항균제 내성, 수술 부위 감염 또는 플랩 실패가 포함되어 있어 세심한 모니터링이 필요했습니다. 이 접근 방식은 희귀하고 복잡한 감염이 있는 면역 저하 환자에 대한 고급 진단 및 다학제적 관리의 필요성을 강조합니다.

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프로토콜

기관 지침에 따라 임상 세부 사항 및 임상 이미지 게시에 대해 환자로부터 서면 동의서를 얻었습니다. 환자 식별자는 모든 문서에서 익명으로 처리되었습니다.

1. 환자 평가 및 초기 평가

  1. 당뇨병 기간, 혈당 조절(HbA1c 수치), 말초 혈관 질환 병력 및 이전 개입(예: 심박 조율기 이식)에 초점을 맞춘 포괄적인 병력을 얻었습니다. 만성 족부 궤양 진행 및 구더기 감염이 문서화되었습니다.
  2. 신체 검사는 오른발 부종, 괴사 조직(세 번째 및 다섯 번째 발가락), 감각 결손 및 구더기 활동의 시각적 확인을 평가했습니다. 상처 형태를 사진으로 촬영했습니다(그림 1 및 그림 2).
  3. 실험실 검사에는 전체 혈구 수(CBC), C 반응성 단백질(CRP) 및 적혈구 침강 속도(ESR)가 포함되었습니다.
    1. CBC(WBC, 호중구)의 경우 전혈(3mL)을 EDTA 튜브에 채취하여 8-10배 부드럽게 반전시키고 4시간 이내에 분석했습니다.
    2. CRP 검사를 위해 혈액(2-3mL)을 혈청 분리관에 채취하여 20-30분 동안 응고시킨 후 1,500-2,000 × g 에서 10분 동안 원심분리한 후 당일 분석하였다.
    3. ESR의 경우, 전혈(2mL)을 3.2% 구연산나트륨 튜브에 채취하여 부드럽게 혼합한 후 4시간 이내에 Westergren 방법을 사용하여 분석했습니다.
      참고: 혈액을 2-8°C에서 보관/운반하면 >1시간 지연됩니다.
  4. 하지의 컴퓨터 단층촬영 혈관조영술(CTA)은 다음 매개변수를 사용하여 슬라이스 스캐너에서 수행되었습니다: 횡격막에서 발가락까지의 나선형 획득, 시준 0.6-0.625mm, 회전 시간 0.33-0.5초, 피치 0.8-1.2, 튜브 전압 100-120kVp, 전류 150-300mA.
    1. Iohexol 조영제(350mg I/mL, 1.0-1.5mL/kg, 총 80-120mL)를 4-5mL/s에서 18-20G 주정전 IV를 통해 주입한 후 30-40mL 식염수 플러시를 주입했습니다. 볼루스 추적은 150 HU에서 트리거되었습니다.
    2. 이미지는 0.75-1.25mm 슬라이스 두께로 재구성되었습니다. CT 혈관 조영술 데이터 세트의 후처리에는 다중 평면 재구성(MPR), 최대 강도 투영(MIP) 및 3차원 볼륨 렌더링(VR)이 포함되었습니다.
      1. MPR은 나선형 획득을 0.75-1.25mm 슬라이스 두께의 축, 시상, 관상 및 경사면으로 재포맷하여 여러 방향에서 해부학적 구조를 평가할 수 있도록 수행되었습니다.
      2. MIP 이미지는 슬래브 투영(10-20mm)을 사용하여 생성되어 각 시선을 따라 가장 높은 감쇠 값을 가진 복셀을 표시함으로써 주변 연조직을 억제하면서 혈관 및 석회화 구조를 강화했습니다.
      3. VR의 경우 체적 데이터는 임계값 기반 분할 및 불투명도 할당이 있는 전용 워크스테이션에서 처리되어 공간 이해 및 수술 계획을 개선하기 위해 회전 및 확대할 수 있는 뼈, 연조직 및 혈관의 색상으로 구분된 3D 모델을 생성했습니다.
  5. 구더기가 감염된 조직 처리:
    참고: 절차는 생물안전 수준 2(BSL-2)를 따랐습니다. 직원들은 가운, 장갑, 보안경, N95 마스크를 착용했습니다.
    1. 구더기는 관개 하에 집게로 제거하고 밀봉된 용기에 넣고 폐기를 위해 70-95% 에탄올에 담갔습니다.
    2. 오염된 기구는 0.1% 차아염소산나트륨으로 ≥10분(심한 오염의 경우 0.5%) 동안 소독했습니다. 감염성 폐기물은 빨간색 생물학적 위험 백에 포장하고 121°C에서 ≥15분 동안 고압멸균하거나 소각했습니다. 날카로운 물건은 구멍이 뚫리지 않는 용기에 버렸습니다.

2. 진단 절차

  1. 수술 중 괴사 조직과 화농성 배액은 외과적 괴사조직 제거 시 표본으로 수집되었습니다.
  2. 샘플은 그람 염색으로 염색되고 호기성 및 혐기성 조건 모두에서 배양되었습니다.
  3. 메타게놈 차세대 시퀀싱(mNGS)은 수술 중 조직 샘플에 대해 수행되었습니다.
    1. 조직 생검(~0.5 × 0.5 × 0.5 mm)을 100 μL의 1× PBS에서 5-8분 동안 균질화하고 200 μL로 조정했습니다.
    2. DNA와 RNA는 균질화된 표본에서 별도로 추출되었습니다.
      1. DNA 프로세싱을 위해 숙주 DNA를 37°C에서 5분 동안 1U 벤조나제 및 0.5% 트윈-20으로 처리한 후 참조된 DNA 키트를 사용하여 추출하여 고갈시켰습니다. DNA 농도는 dsDNA HS 분석을 사용하여 정량화되었습니다.
      2. 모든 DNA 및 RNA 라이브러리는 DNA 키트를 사용하여 확인하고 시퀀싱 전에 형광계로 정량화했습니다.
    3. 라이브러리는 시퀀싱 플랫폼(예: SE-75, ~2 × 107 reads/sample)에서 확인되고 시퀀싱되었습니다. 50bp, 저품질 또는 숙주 DNA< 판독을 제거했습니다.
    4. 미생물 판독값은 사내 데이터베이스에 정렬되었습니다. 검출 임계값은 다음과 같습니다: SMRN-r ≥10(음성 대조군에도 있는 경우), SMRN ≥3(음성 대조군에 없는 경우), 세포내/용해하기 어려운 박테리아에 대한 SMRN >1; 바이러스에는 ≥3개의 겹치지 않는 게놈 영역이 필요했습니다. 턴어라운드 ~16-19시간.
  4. 감별 진단에는 녹농 균 및 황색포도상구균과 같은 일반적인 당뇨병성 족부 병원체가 포함되었습니다. 이러한 유기체는 mNGS 및 임상적 상관관계에 의해 제외되었습니다.

3. 외과적 개입

  1. 괴사된 연조직, 골수질골, 감염된 힘줄을 절제하기 위해 근치적 괴사조직 제거술을 시행하였다. 구더기는 상처에서 수동으로 제거되었습니다.
  2. 상처 재건은 노출된 족저골 결손을 덮기 위해 등쪽 기반 근막 피판을 회전시켜 달성되었습니다. 지혈이 이루어졌고 상처를 식염수로 완전히 세척했습니다.
  3. 항생제 함침 골시멘트를 시멘트 40g에 겐타마이신 0.5g을 혼입시켜 제조하고, 드릴링 후 잔존골단에 도포하였다.

4. 항생제 치료

  1. 정맥 주사 에르타페넴(1일 1회 1g)은 일반적으로 카바페넴에 민감한 Wohlfahrtiimonas chitiniclastica를 포함한 그람 음성 적용 범위를 위해 경험적으로 투여되었습니다.
  2. 항생제 요법은 14일 동안 지속되었으며 임상 반응 및 WBC 수 및 CRP 수치와 같은 감염 지표에 따라 조정되었습니다.

5. 수술 후 관리

  1. 혈당 수치를 정기적으로 모니터링하고 인슐린 용량을 조정하여 HbA1c를 7.5% 미만으로 유지했습니다.
  2. 상처에 감염 징후가 있는지 매일 검사하고 CBC 및 염증 표지자를 매주 모니터링했습니다.

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결과

만성 오른발 괴저와 구더기 감염이 있는 76세 당뇨병 남성(그림 1 및 그림 2)은 괴사 조직의 근치적 괴사조직 제거, 골수증 병소 제거, 등쪽 근막 피판을 이용한 상처 재건술 등 종합적인 관리를 받았다. 수술 중 표본의 메타게놈 차세대 시퀀싱(mNGS)은 97.96%의 게놈 커버리지를 가진 Wohlfahrtiimonas chitiniclastica 를 주요 병원체로 확인했습니다(그림 3). 검출된 추가 유기체에는 Proteus mirabilis 와 Corynebacterium striatum이 포함되었습니다.

수술 후 환자는 에르타페넴(매일 1g)을 정맥 주사받았고, 그 결과 감염 표지자가 크게 감소했습니다. 수술 부위는 플랩 실패나 재발성 감염의 증거 없이 점진적인 치유...

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토론

Wohlfahrtiimonas chitiniclastica 는 산화효소 및 카탈라아제 양성인 막대 모양의 그람 음성, 비발효성 박테리아입니다. 기생파리 Wohlfahrtia magnifica6의 유충에서 처음 발견되었습니다. 암컷 파리는 상처와 점막 표면에 알을 낳아 감염 병단을 생성합니다. 유충은 괴사되거나 생존 가능한 숙주 조직, 체액 또는 섭취한 음식을 일정 기간 동안 먹습니다3. 낮은 사회경제적 지위, 고령, 말초 혈관 질환, 알코올 사용 및 만성 열린 상처를 포함한 여러 요인이 감염에 대한 감수성을 증가시킵니다7.

MALDI-TOF MS 질량 분석법 및 16S rRNA 시퀀싱과 같은 기존의 실험실 방법은 조직 또는 혈액 배양에서 W. chitin...

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공개 사항

저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
애질런트 2100 HS DNA 키트애질런트 테크놀로지스, 미국 캘리포니아주 산타클라라5067-4626 (DNA 1000) / 5067-4627 (DNA HS)*라이브러리 품질 관리 및 단편 분석에 사용
애질런트 2100 HS DNA, 큐비트 3.0애질런트 테크놀로지스, 미국 캘리포니아주 산타클라라G2939BAHS DNA 키트와 쌍을 이루는 라이브러리 QC용 기기
바이오Mé rieux VITEK 2 시스템바이오Mé 리외, Marcy-l'É toile, 프랑스414532자동화된 미생물 식별 및 항균제 감수성 테스트
Illumina NextSeq 500  Illumina Inc., 샌디에이고, 캘리포니아, 미국 일루미나 Inc.,SY-415-1001고처리량 시퀀싱 플랫폼
QIAamp UCP 병원체 DNA 키트고처리량 시퀀싱 플랫폼50214숙주 DNA 고갈을 통한 병원체 DNA 추출
Qubit 3.0 형광계Thermo Fisher Scientific, 미국 매사추세츠주 월섬질문33216DNA 및 RNA 정량
지멘스 SOMATOM 정의 AS 64-슬라이스 Siemens Healthineers, 에를랑겐, 독일해당 사항 없음컴퓨터 단층촬영 혈관조영술(CTA) 영상에 사용

참고문헌

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