Address reprint requests to Jin A Choi, MD, PhD Department of Ophthalmology, St. Vincent’s Hospital, College of Medicine, The Catholic University, #93 Jungbu-daero, 223beon-gil, Paldal-gu, Suwon 16247, Korea 2019년에 발생하여, 현재까지도 중대한 파장을 불러오고 있는 Severe Acute Respiratory Syndrome-Coronavirus-2 (SARSCoV-2)는 높은 감염률(infectivity)을 보이며, 호흡기 외에도 신경계 질환, 심혈관계 질환, 혈액학적 이상, 소화기 및 내분비계에 걸쳐서 직접 또는 간접적으로 합병증을 야기한다고 보고되었다.1
SARS-CoV-2는 안지오텐신전환효소-2 (angiotensin converting enzyme-2, ACE-2) 수용체를 이용하여 인간세포에 침투한다고 알려져 있으며, 이 수용체가 풍부하게 발현되어 있는 혈관내피세포에 침투하여, 내피세포의 염증 및 기능부전(endothelial dysfunction)을 유발하는 것이 COVID-19 감염증의 주요 병인으로 알려져 있다.1
SARS-CoV-2 바이러스와 관련된 흔한 안구 합병증으로는 7.6%에서 결막충혈이 동반되었다고 하며, COVID-19 증상이 심할수록 안구 합병증 가능성이 높다고 알려져 있다.2 이러한 안과적 합병증은 사람의 각막 및 결막에 높게 발현되어 있는 ACE-2 수용체로 설명할 수 있다.3 실제로 환자의 결막 swab을 시행하였을 때, 환자의 3.9%에서 SARSCoV-2 바이러스 양성 소견을 보였으며,2 무증상 COVID-19 환자의 눈물 및 방수, 유리체에서도 바이러스가 검출되었다고 보고된 바 있다.4
본 증례에서는 COVID-19 폐렴 환자에서 발생한 단안성 각막내피염 및 고안압성 앞포도막염을 경험하여 이를 국내에 최초로 보고하고자 한다.
증례보고
71세 남자 환자로 내원 10일 전 SARS-CoV-2 바이러스 감염 확진받은 후 COVID-19 폐렴으로 입원 치료 중, 확진된 2일 후부터 지속된 우측 시력저하, 눈통증, 눈꺼풀 부종 및 두통을 주소로 내원하였다. 과거력상 당뇨 및 고혈압으로 약물 복용 중이었으며, 6년 전 좌안 포도막염성 녹내장 진단하 2% dorzolamide/0.5% timolol (Cosopt®, Santen Pharmaceutical Co.,Ltd., Seoul, Korea), 0.15% brimonidine tartrate (Alphagan®, Allergan Korea Ltd., Seoul, Korea)를 점안하다가 경과 관찰이 중단되었던 기왕력이 있었다. 2016년 마지막 진료 당시 우안 나안시력 1.0, 좌안 나안시력 0.8이었으며, 전방의 염증은 없었고, 각막내피세포밀도는 우안 2,324 cells/mm2 , 좌안 2,544 cells/mm2로 특이 소견은 없었다(Fig. 1A).
내원 시 안과검사상 나안시력은 우안 0.04, 좌안 0.15였고 양안 모두 교정되지 않았으며, 비접촉성 안압계검사에서 우안 16.2 mmHg, 좌안 19.2 mmHg로 측정되었다.
우측 안검의 경한 부종과 함께 세극등현미경검사상 좌안에 비하여 우안 결막이 심하게 충혈되어 있었으며(Fig. 2A, B), 상측의 각막부종과 이에 동반된 데스메막 접힘이 확인되었다(Fig. 3A). 각막후면침착물이 각막내피 전반에 걸쳐 관찰되었으며, 전방염증세포 1+로 경한 염증을 보였다. 양안의 동공은 중등도로 산동되어 있었으며 동공반사는 관찰되지 않았다(Fig 2C, D). 안저검사상 각막부종으로 인하여 흐리게 보였으나, 저명한 염증 소견은 관찰되지 않았다. 이에 우안 앞포도막염 및 각막내피세포염 진단하 우안 0.5% levofloxacin hydrate (Cravit®, Santen Pharmaceutical Korea Co., Ltd., Seoul, Korea) 4회, 1% prednisolone acetate (Predbell®, Chong Kun Dang Pharmaceutical, Seoul, Korea) 2시간 간격, Cosopt® 2회 점안하도록 하였다.
2일 후 시행한 검사상 시력은 계속 저하된 상태였으며, 비접촉성 안압계검사에서 우안의 안압은 16 mmHg로 측정되었다. 전안부검사상 우안의 각막후면침착물이 지속적으로 관찰되었고(Fig. 3B), 각막 경면현미경검사상 우안 각막내피세포밀도가 711 cells/mm2로 6년전 마지막 검사에 비하여 현저히 감소되고 각막두께가 증가하였으며(Fig. 1B), 어두운 음영의 핵을 가진 세포 및 전반적으로 세포의 크기가 커진 소견이 관찰되었다(Fig. 1B). 좌안 각막내피세포검사 결과 수와 모양이 정상 범위에 속하였다.
5일 후 추적 관찰 시 우안 나안시력 0.3으로 호전되었으나 교정되지 않았으며, 우안 안압은 28 mmHg까지 상승하였다. 각막 경면현미경검사상 어두운 음영의 핵을 가진 세포가 조금 더 줄어드는 소견을 보였고 각막두께도 보다 감소하였다(Fig. 1C). 안저검사상 뒤포도막염 소견은 관찰되지 않았다(Fig. 4). 이에 우안 각막내피염(endotheliitis of cornea) 및 고안압성 앞포도막염(hypertensive anterior uveitis)으로 진단하, 원인 감별을 위하여 전방천자를 시행하여 방수를 채취한 후 거대세포바이러스(cytomegalovirus)에 대한 polymerase chain reaction (PCR) 검사를 시행하였으며, 결과는 음성으로 확인되었다. 안압 조절을 위하여 Alphagan®(Allergan Korea Ltd.) 및 0.005% latanoprost (Xalatan®, Viatris Korea, Seoul, Korea)를 추가하였다.
1달 후 우안 나안시력은 0.5까지 회복되었으며, 데스메막 접힘 및 각막후면침착물이 점차 호전되었다(Fig. 3C). Cosopt® (Santen Pharmaceutical Korea Co., Ltd) 및 Alphagan® (Allergan Korea Ltd.)을 사용하며 안압은 21 mmHg로 유지되었고, 각막내피세포밀도는 726 cells/mm2로 여전히 감소되어 있었으나, 어두운 음영의 핵을 가진 세포가 거의 없어지고, 각막내피세포의 경계가 명확해지는 양상을 보였다(Fig. 1D). 이에 Predbell® (Chong Kun Dang Pharmaceutical) 점안 횟수를 2시간 간격, 4회, 2회, 1회로 2.5개월에 걸쳐 감량하였다. 4개월 후 다시 내원하였을 때 우안 각막의 투명성이 회복되고 앞포도막염 및 각막내피염이 재발하지 않음을 확인하였다(Fig. 3D). 그러나 양안의 중등도로 산동된 동공은 그대로 유지되고 있는 소견을 보였다.
고 찰
SARS-CoV-2바이러스의 세포표면의 수용체 중 하나인 ACE2는 정상적으로 폐 점막, 소화기 및 결막 등에 존재한다고 알려졌다.1 특히 사람 각막상피 및 결막상피에는 바이러스의 침투 매개체가 되는 ACE2의 활성이 높아 초기 감염 경로로서 바이러스가 각막표면을 통해 침투할 가능성도 제기되었다.3
Zhou et al3은 정상 안구에서 바이러스의 세포 수용체인 ACE2 및 바이러스와 ACE2의 결합을 돕는 효소인 transmembrane protease serine subtype 2의 분포를 연구하였을 때 두 단백질 모두 각막상피세포와 동일한 강도로 각막내피세포에서도 발현됨을 보고하였다. Sawant et al5은 COVID-19 환자의 사후 안구에서 SARS-CoV-2에 대한 PCR 검사를 시행하였을 때, 바이러스 RNA가 가장 흔히 발견되는 조직은 각막후면이라고 보고하였다. 또한 COVID-19의 기왕력이 있던 환자의 결막 및 섬유주세포, 홍채에서 SARS-CoV-2단백질이 발견되었다.6
실제로 COVID-19 환자들에서 각막내피세포를 관찰하였을 때, 정상인에 비하여 세포 수 및 육각형 세포의 비율이 떨어져 있었다.7 실제 무증상의 환자의 백내장수술 시 수집한 전방 방수에서 SARS-CoV-2에 대한 PCR 검사를 시행하였을 때 약 19%에서 바이러스가 검출되었다.4 이러한 결과는 바이러스가 혈행성으로 혈액-방수 장벽을 통과하여 전방에 유입된 후 면역특권 지역인 전방에서 면역반응으로부터 보호됨으로써, 소멸되지 않고 지속적으로 존재할 가능성을 시사한다.
SARS-CoV-2는 내피세포에 침투하여 내피세포의 장벽 기능을 소실시켜, 내피세포의 염증 및 그로 인한 만성적 내피세포 기능부전을 유발하며 이는 COVID-19의 주요 병인으로 알려져 있다.1 본 증례는 각막내피세포의 염증 및 경한 염증 및 고안압을 보였다. 섬유주세포는 신경능(neural crest)에서 유래하였으며, 다양한 세포의 특징 중 내피세포의 특징을 보유하고 있다. 따라서 방수에 침입한 바이러스가 각막내피세포 및 섬유주세포에 감염됨으로써 면역 조절 장애 및 염증반응을 유발하여, 각막 기능부전 및 고안압을 유발하였을 가능성이 있다.
거대세포바이러스는 각막내피세포염을 동반하고 홍채를 침범하는 앞포도막염의 경우 가장 흔한 원인으로 알려져 있다.8 Mazzotta and Giancipoli9는 COVID-19 환자에서 기존 포도막염의 재발을 보고한 바 있다. 또한 헤르페스바이러스과의 바이러스 감염과 관련된 각막내피세포염은 주로 단안성으로 발생한다고 알려져 있다.8 따라서 본 저자들은 거대세포바이러스에 의한 원인을 배제하기 위하여 염증이 있는 상태에서 전방천자를 통하여 방수를 채취하여 거대세포바이러스에 대한 PCR 검사를 시행하였으나, 바이러스는 검출되지 않았다. 본 증례에서 나타난 각막내피세포염 및 고안압성 앞포도막염이 SARS-CoV-2바이러스의 직접 감염으로 인한 것인지 또는 포도막염의 재발인지의 여부는 정확히 알 수 없다. 그러나 본 증례 환자의 경우 2016년까지의 검사 기록 및 문진상 우안의 포도막염 과거력이 없으며, 반대안의 포도막염 과거력이 있었으나 내피세포염을 동반하지 않았으며, 이번 COVID-19 확진 후에는 좌안의 재발은 없었다. 따라서 기존 포도막염의 재발보다는 SARSCoV-2바이러스에 속발된 합병증의 가능성이 높다고 사료 된다.
Jiang et al10은 SARS-CoV-2바이러스 감염 후 발생한 양안성의 각막내피 부전을 보고하였다. COVID-19 확진 환자 672명의 임상 양상을 분석한 연구에서 결막염을 보였던 경우 중 약 78%에서는 단안성으로 침범하였고, 22%에서 양안성의 침범을 보였다고 하였다.11 따라서 전신적 바이러스 감염 이후에 양안성으로 안구를 침범할 수도 있으나, 단안성으로 임상 양상이 나타났다고 하여 SARS-CoV-2바이러스에 속발된 합병증의 가능성을 배제하는 소견은 아니라고 생각된다.
본 증례의 각막 경면세포검사에서 내피세포 크기의 증가 및 진한 음영의 핵(dark-reflecting nuclei), 세포 경계의 불명확성(loss of cell boundary)이 증가된 소견이 나타났다. 헤르페스바이러스과의 바이러스들에 감염된 각막내피세포의 형태를 분석한 연구에서 역시 핵의 음영 증가 및 세포 경계의 불명확성 등의 소견을 관찰되었다.12 COVID-19 환자의 혈구세포를 관찰하였을 때, 바이러스 감염에 의하여 단핵구, 중성구의 세포 크기 증가 및 림프구의 경성도 증가 소견이 보였다고 보고되었으나13 SARS-CoV-2바이러스 감염에 의한 각막내피세포 모양 변화에 대해서는 아직 보고가 없기에 추후 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.
환자는 양안 동공의 산대 및 빛반응 소실을 보이는 등 긴장성 동공(tonic pupil) 소견이 동반되었다(Fig. 2). 긴장성 동공은 신경친화적인 바이러스에 의해 유발된다고 알려져 있고,14 SARS-CoV-2바이러스는 신경학적 합병증을 초래하며, 이전 검사에서 동공이 정상 소견이었으므로, 본 증례의 긴장성 동공은 COVID-19에 의한 합병증으로 사료된다.15 이와 관련하여 denervation sensitivity 등 다른 신경과적 증상들에 대한 평가는 본 증례에서는 이루어지지 않았다.
SARS-CoV-2바이러스 감염 환자에서 다양한 안구 합병증들이 보고되고 있으나 아직까지 단안성 앞포도막염 및 각막내피세포염과 비가역적인 내피세포 손상에 대한 보고는 없었다. 특히 해당 증례는 발병 전후의 각막내피세포 손상 정도를 직접적으로 보여주었다는 점에서 그 의의가 크다고 할 수 있겠다. COVID-19 환자에서 안구 내 염증이 있을 때 각막내피세포에 대한 검사가 고려되어야 하겠다.
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