Address reprint requests to Tae-Young Chung, MD, PhD Department of Ophthalmology, Samsung Medical Center, #81 Irwon-ro, Gangnam-gu, Seoul 06351, Korea 동종각막이식술은 1906년 고안된 이후 각막 질환으로 시력 회복이 불가능한 환자들에게 흔하게 시행되는 수술이다. 하지만 고위험군의 각막이식편 5년 생존율은 25-65%로 낮은 것으로 알려져 있다.1 면역억제제를 복용함에도 불구하고, 각막이식편 실패의 경우 재이식술이 필요하다. 반복된 이식편 실패 및 안구표면 질환 환자군을 위해 인공각막의 개념이 대두되었고, 1960년대 Dohlman이 보스톤 인공각막(Boston Kpro®, Massachusetts Eye and Ear Infirmary, Boston, MA, USA)을 개발한 이후 1970년대 osteo-odonto-keratoprosthesis 등이 개발되었으며, 1992년 국내에서도 서울형 인공각막이 고안되어 가토에 최초로 이식되었고2 재료와 고정 방식에 대한 연구가 활발히 이루어졌다.3 이후 피험자에 성공적으로 이식되었고4 급성 전신독성실험 및 만성 독성실험, 이식실험에서도 세포 독성이 관찰되지 않아 생물학적 안정성도 입증되었다.5 서울형 인공각막은 스티븐스 존슨증후군, 화학화상, 안유사천포창과 같은 난치성 안구표면 질환 환자를 대상으로 성공적인 장기 임상 결과가 발표된 바 있다.6 하지만 아직 상용화된 국내 인공각막은 없는 실정이다. 보스톤 인공각막은 1992년 미 FDA의 승인을 받은 이후 전세계적으로 11,000안 넘게 시술되었다. 반복된 전체층각막이식술보다 시력 예후가 좋고, 술 후 시력 유지 기간이 긴 것으로 알려져 있으며7 동종각막이식술의 대상이 되지 않는 환자에게 마지막 수술 방법으로 각광받고 있다. 해외에서는 보스톤 인공각막이식술을 일차 수술로 시행하였던 연구도 있다.8 국내에서는 화학화상 환자 1명과 수상 후 2회 동종각막이식술 후 이식 거부가 발생한 환자 1명에게 각각 보스톤 인공각막이식술을 시행하고 술 후 3개월까지 경과 관찰하여 발표한 보고가 있다.9 저자들은 이전의 반복된 동종각막이식 실패의 과거력이 있는 고위험군 환자를 대상으로 시행한 6예의 보스톤 인공각막이식술 후 36개월 이상 장기간의 수술 결과 및 합병증을 조사하였고, 이에 대해 보고하고자 한다.
대상과 방법
반복된 각막이식편 실패의 과거력이 있는 전체층각막이식술 고위험군 총 6명의 6안을 대상으로 2018년 8월부터 2019년 11월까지 본원에서 한 명의 술자(T.Y.C.)가 보스톤 인공각막이식술을 시행하였다. 수술 후 최소 36개월 이상 추적 관찰하였으며, 장기 임상 결과를 확인하기 위해 후향적으로 의무기록을 분석하였다. 본 연구는 헬싱키선언을 준수하였으며 본원의 임상시험심사위원회(Institutional Review Board, IRB)의 심사 및 승인을 받았다(승인 번호: 2023-03-004-002). 환자들은 수술 전에 최대교정시력, 안압, 안축장, 각막두께, 경면현미경을 이용해 내피세포 숫자를 측정하였고, 각막형태검사, 안저촬영, 망막전위도, 시유발전위검사를 포함하여 술 전 검사를 시행하였다.
보스톤 인공각막이식술을 위해 먼저, 해외 안은행을 통해 얻은 신선 공여자 각막에서 지름 8.5-8.75 mm의 이식편을 얻고, 그 중심부에 원형절제기(Acu-punch®, Acuderm, Fort Lauderdale, FL, USA)를 이용하여 직경 3.0 mm의 구멍을 만들었다. 멸균 테이블에서 제공된 접착제 위에 보스톤 인공각막의 앞광학부(front optic part), 이식편, 뒷판(back plate)을 조립하고 티타늄 고정 고리(locking ring)를 이용해서 단단하게 고정하였다. 수여자 각막의 직경은 8.0-8.25 mm로 하였으며, 조립된 보스턴 인공각막을 9-0 나일론을 이용하여 16개의 단속봉합을 시행하였다. 전방에 평형염액(balanced salt solution)을 채워 새는 곳이 없는 것을 확인하고, 수술 종료 이후 안대콘택트렌즈(Kontur Kontact Lens®, Kontur Kontact Lens Co Inc., CA, USA)를 적용하였다.
6안 모두 보스톤 1형 인공각막을 이용하였고, 1명은 poly methyl metharcrylate (PMMA) 소재 뒷판을, 나머지 5명은 티타늄 뒷판을 사용하였다. 6명 중 5명이 녹내장 과거력이 있었으며, 이 중 2명의 환자는 기존의 녹내장수술 과거력이 없어 아메드밸브삽입술을 동시 시행하였다. 녹내장 과거력이 없던 1명은 아메드밸브삽입술을 시행하지 않고, 인공각막이식술 후 예방적으로 안압하강제를 사용하였다.
수술 후 환자들은 감염 예방을 위해 0.5% moxifloxacin (Vigamox®, Alcon, Fort Worth, TX, USA)과 1.4% vancomycin 조제 안약을 사용하였으며, 1% prednisolone acetate(Predforte®, Allergan, Irvine, CA, USA)를 6개월에 걸쳐서 감량하였다. 또한 진균감염의 예방을 위하여 외래 내원 시마다 포비돈 요오드(5% povidone-iodine)를 이용하여 안대 콘택트렌즈를 세척하였다.
수술 후에는 최대교정시력, 촉진 안압을 측정하고, 현성굴절검사 및 전안부사진촬영, Anterion (Heidelberg Engineering Inc., Heidelberg, Germany)을 이용한 전안부단층촬영, Humphrey 740 Visual Field Analyzer (Carl Zeiss Meditec Inc., Dublin, CA, USA)를 이용한 정적 시야 측정, Cirrus HD-OCT (Carl Zeiss Meditec AG, Jena, Germany)를 이용한 시신경 빛간섭단층촬영을 시행하였다.
시력은 마지막 동종각막이식술 전 최고교정시력, 인공각막이식술 직전의 최대교정시력, 인공각막이식술 이후 얻은 최고교정시력, 최종 방문 시 최대교정시력을 포함하였고, logarithm of the minimum angle of resolution (logMAR) 시력으로 환산하였다. 녹내장의 진행 여부는 녹내장 전문 임상의사가 자동 정적 시야검사, 촉진 안압, 안저검사 및 시신경 빛간섭단층촬영을 통한 시신경의 녹내장성 변화 결과를 기반으로 주관적으로 결정하였다. 이외 인공각막의 유지와 합병증을 포함하여 임상 결과를 분석하였다. 통계 분석은 SPSS version 27.0 (IBM Corporation, Armonk, NY, USA) 프로그램으로 logMAR 시력에 대하여 Wilcoxon signed rank sum test를 이용하여 분석하였다. Kaplan-Meier 생존 분석을 통해 인공각막의 유지율과 전체층각막이식술 후 각막이식편의 생존을 비교하였다.
결 과
6명의 평균 연령은 65 ± 10.2세였으며, 5명은 남자였다. 각막이식의 원인 질환은 인공수정체수포각막병증(3안), 후부다형각막이상증(1안), 푹스이상증(1안), 스티븐스존슨증후군(1안)이었다. 2명에서는 수술안이 마지막 남은 눈이었으며, 5명은 기존에 녹내장으로 진단된 과거력이 있었다. 6안 모두 백내장수술 후 상태였고, 수술안의 이전 전체층각막이식술 시행 횟수는 평균 4.5 ± 3.3회였다(Table 1, 2). 직전에 시행받은 전체층각막이식술 이후 이식편 실패까지 소요된 기간은 각 환자에서 3주, 6개월, 9개월, 10개월, 12개월, 23개월이었다. 6안 모두 이전 전체층각막이식술 후 이식편의 반복된 실패로 보스톤 인공각막이식술의 적응증이 되었다.
환자들의 추적 관찰 기간은 36개월부터 52개월이었으며, 모든 증례에서 인공각막이식수술 후 최대교정시력이 마지막 추적 시점까지 안정적으로 유지되었다(Fig. 1). 6안의 술 전 평균 시력은 2.33 ± 0.51 logMAR였으며, 술 후 마지막 내원 시 측정한 최대교정시력은 0.67 ± 0.59 logMAR로 수술 전에 비해 통계적으로 유의하게 호전되었다(p=0.028). 인공각막이식술 후 최고 시력도 수술 전에 비해 유의하게 호전되었다(p=0.027). 가장 마지막 전체층각막이식술 후 도달하였던 최고 시력은 1.20 ± 0.72 logMAR이고, 인공각막이식술 후 최고 시력은 0.53 ± 0.49 logMAR로 역시 인공각막이식술 후 시력이 유의하게 좋았다(p=0.043). 5안의 증례에서 최고 시력에 도달한 시점은 술 후 2일 이내였고 1명의 환자는 30일 이후 최고 시력에 도달하였는데 이후 6명 모두 안정적인 시력 경과를 보였다. 1명의 환자에서 술 후 28개월이 지난 시점에 중심망막동맥폐쇄가 발생하였다. 망막박리가 발생한 해외 보고가 있으나,10 중심망막동맥폐쇄와 관련한 보고는 없으며 이는 인공각막이식술과 무관한 발생으로 고려하여 마지막 내원 시 시력 예후 분석은 중심망막동맥폐쇄 발생 이전의 시력으로 포함하였다(Table 3).
PMMA 뒷판을 사용한 1명의 환자에서 술 후 3개월이 경과한 시점에 인공각막 후막(retroprosthetic membrane)이 관찰되었다. 티타늄 뒷판을 사용한 2명의 환자에서도 27개월, 37개월 경과 시점에 인공각막 후막이 관찰되었다. 인공각막 후막이 관찰된 3명 모두 시력저하가 심하지 않아서 치료 없이 경과 관찰하였다.
스티븐스존슨증후군 환자 1명은 술 전 녹내장이 없어 녹내장수술을 시행하지 않았고, 예방적으로 안압하강제를 사용하였으나 술 후 33개월 경과 시점에서 시신경 빛간섭단층촬영상 녹내장성 변화가 관찰되어 안압하강제를 추가 처방하였다. 기존에 녹내장 과거력이 있었던 5명의 환자는 경과 관찰 기간 동안 녹내장이 진행하지 않았다. 모든 환자에서 36개월 이상 장기적으로 추적 관찰한 결과 인공각막의 이탈, 무균성 각막괴사 등 수술적 치료를 요하는 합병증은 발생하지 않았다(Table 4).
대표적인 증례를 살펴보면 다음과 같다. 1명은 57세 남자 환자로, 본원에서 시행한 첫 번째 보스톤 인공각막이식술 증례이다. 우안 2회 전체층각막이식 및 수정체유화술, 후방인공수정체삽입술, 아메드밸브삽입술의 과거력이 있었다. 마지막 전체층각막이식술 이후 전신 cyclosporine을 복용하며 경과를 보았으나, 수술 9개월 후 이식편 거부반응이 관찰되어 2년 후 우안 보스톤 인공각막이식술을 시행하였다. 술 전 시력은 안전수동이었으나, 인공각막이식술 후 교정시력은 1.00 logMAR로 측정되었다. 3개월 경과 후 인공각막 후막이 관찰되었으나, 시력에 영향을 미치지 않아 추가 시술 없이 경과 관찰하고 있으며, 52개월 이상 인공각막을 안정적으로 유지하고 있다(Fig. 2).
다른 1명은 63세 남자 환자로, 양안 전체층각막이식 및 우안 백내장낭내적출술, 좌안 섬유주절제술의 과거력이 있었다. 마지막 우안 전체층각막이식술 및 앞유리체절제술 시행 3주 경과 후 이식거부반응이 관찰되었다. 복용 중이던 스테로이드와 cyclosporine을 증량하였으나 이식편 실패로 이어져 3개월 후 우안 보스톤 인공각막이식술 및 아메드밸브삽입술을 시행하였다. 직전 전체층각막이식술 이후 시력은 안전수지 50 cm였으나, 인공각막이식술 후 교정시력은 0.15 logMAR로 측정되었고, 42개월 이상 인공각막을 유지하고 있다. 마지막 외래 방문 시 측정된 교정 시력은 0.40 logMAR였다(Fig. 3). 보스턴 인공각막이식술 직전의 전체층각막이식술 후 이식편 생존 기간과 비교하여, 6안에서 모두 보스턴 인공각막은 유지되고 있다(Fig. 4).
고 찰
보스톤 인공각막이식술의 가장 흔한 적응증은 이전 각막이식 실패로,11 반복된 전체층각막이식술보다 시력 예후가 좋고, 술 후 시력 유지 기간이 긴 것으로 보고된 바 있다.7 해외에서 300명을 평균 17.1개월 동안 추적 관찰한 보고에서 인공각막 유지율은 93%,12 136명을 대상으로 평균 8.5개월 동안 추적 관찰한 연구에서 인공각막 유지율은 95%로 보고되었다.13 수술 후 스티븐스존슨증후군과 같은 만성 염증성 안질환 환자에서는 일부 mycophenolate mofetil, tacrolimus와 같은 면역억제제를 저용량으로 사용하는 경우도 있으나,14 일반적인 환자들을 대상으로 인공각막이식술을 시행한 이후에는 면역억제제를 유지할 필요가 없다.
이 연구는 보스톤 인공각막이식술을 받은 환자를 대상으로 인공각막 유지율, 시력을 포함한 임상 결과를 평균 44개월 동안 경과 관찰하였으며, 국내에서 처음 발표되는 장기 결과이다. 일반적으로 예후가 나쁜 것으로 알려져 있는 안구표면 질환12 환자를 포함하였음에도 인공각막 유지율은 100%였으며, 이는 2년 유지율이 89%였던 해외 대규모 연구15를 상회하는 결과이다. 또한 스티븐스존슨증후군은 보스톤 2형 인공각막이식술을 시행하는 대표적인 적응증이나16 본 연구에 포함된 환자는 48개월 이상 보스톤 1형 인공각막을 유지하고 있다.
보스톤 인공각막이식술의 합병증으로는 인공각막 후막, 무균성 각막괴사, 녹내장의 발생 혹은 진행, 안내염 등이 있다. 한 해외 연구에서는 보스톤 인공각막이식술을 받은 환자를 대상으로 평균 5.5년 이상 관찰한 한 연구에서 39%에서 인공각막 후막이 나타나는 것으로 보고한 바 있다.17 본 연구에서는 50%의 환자에서 발생하여 다소 높게 보이나, 적은 수의 환자를 대상으로 하였기 때문일 것으로 생각된다. 또한 인공각막 후막이 환자의 시력에 영향을 미치지 않아 추가 시술 없이 경과를 보고 있다. 인공각막 후막은 냉동 각막보다 신선한 동종생체각막이식편을 사용할 때, 티타늄 뒷판을 사용할 때 덜 발생하는 것으로 알려져 있고18 뒷판의 크기에 대한 연구도 이뤄지고 있으나,19 티타늄 뒷판이 유의하게 인공각막 후막 발생을 줄이지는 못한다는 보고도 있다.20
인공각막이식술은 술 후 오랜 시간이 지나도 안내염이 발생할 수 있기 때문에 세균성 안내염을 예방하고자 항생제를 점안한다. 술자와 각 병원마다 차이가 있으나 본원에서는 술 후 moxifloxacin과 vancomycin을 처방하고 있다. 한 연구에서는 안내염 발병률을 1.7%로 추정하고, 가장 많이 분리된 균주는 그람양성세균으로 보고하였고, 이와 관련된 위험 요인으로는 감염성 각막염, 무균성 각막괴사, 술 후 안대콘택트렌즈 착용을 제시하였다.21 본원에서는 술 후 안대콘택트렌즈 혹은 치료콘택트렌즈를 착용하게 하며, 진균성 안내염을 예방하기 위해 렌즈는 5% 포비돈 요오드 용액으로 세척하고 있다.22
보스톤인공각막이식술을 시행한 이후에는 인공각막의 뒷판으로 인하여 안압을 측정할 방법이 없어서 녹내장성 변화를 감지하기가 어렵다. 또한 매질 혼탁으로 시야검사와 시신경검사의 정확도가 떨어질 수 있다. 한 연구에서는 시신경유두함몰비를 통해 녹내장 진행을 분석한 바 있다.23 한 연구에서는 녹내장이 없는 환자들을 대상으로 시야검사를 진행하여 녹내장의 빠른 진단에 활용할 수 있다는 가능성을 제시하였으나,24 본 연구에서 시야검사상 의미 있는 녹내장 진행은 없었다. 술 전 높은 안압이 인공각막이식술 후 녹내장 진행의 위험 요인이며, 안구표면 질환, 자가면역질환의 경우 새로이 녹내장으로 진단될 위험을 안고 있다는 연구가 있다.25 보스톤 인공각막이식술 이후 녹내장 발생 및 진행의 진단에 대한 합의는 도출된 바 없으나, 본원 녹내장 클리닉에서 시행한 바와 같이 증상의 변화 관찰, 촉진 안압, 자동정적시야검사, 시신경유두함몰비 측정을 포함한 안저검사 및 시신경 빛간섭단층촬영검사 등을 주기적으로 시행하여 녹내장 전문 임상의사가 추적 관찰하는 것이 필요하겠다.
본 연구는 이전의 각막이식 실패 과거력이 있는 환자만을 포함하였다. 하지만 수술 5년 후 최대교정시력이 20/200 이상으로 유지된 경우가 인공각막이식술을 첫 번째 각막이식수술로 시행한 경우에서 83%, 전체층각막이식술의 과거력이 있는 환자군에서 49%로 보고된 바 있기에,26 이전의 수술력이 없지만 이식편 거부가 예상되는 환자에서도 시행해볼 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 환자 수가 적고, 다양한 진단의 환자를 대상으로 하였기 때문에, 각 진단에 따른 예후를 분석하기에는 부족한 점이 있다. 또한 후향적 연구이며 타원의 과거 의무기록이 불완전하다는 한계가 있으나, 최초의 보스톤 인공각막이식술 국내의 최초 관찰 연구라는 점에서 그 의의가 있다. 앞으로 이와 관련하여 대규모의 후속 연구가 필요할 것으로 생각된다.
PDF Links
PubReader
ePub Link
XML Download
Full text via DOI
Download Citation
Print
