COVID-19 mRNA 백신 주사 후 발생한 압박시신경병증을 동반한 전격 외안근염 1예

Orbital Myositis Leading to Compressive Optic Neuropathy after COVID-19 mRNA Vaccination: A Case Report

Article information

J Korean Ophthalmol Soc. 2024;65(7):465-469
Publication date (electronic) : 2024 July 15
doi : https://doi.org/10.3341/jkos.2024.65.7.465
Department of Ophthalmology, Samsung Medical Center, Sungkyunkwan University School of Medicine, Seoul, Korea
최지연, 우경인
성균관대학교 의과대학 삼성서울병원 안과학교실
Address reprint requests to Kyung In Woo, MD, PhD Department of Ophthalmology, Samsung Medical Center, Sungkyunkwan University School of Medicine, #81 Irwon-ro, Gangnam-gu, Seoul 06351, Korea Tel: 82-2-3410-3570, Fax: 82-2-3410-0074 E-mail: eyeminded@skku.edu
Received 2023 September 5; Revised 2023 October 29; Accepted 2024 June 17.

Abstract

목적

COVID-19 messenger ribonucleic acid (mRNA) 백신 주사 이후 발생한 양안 외안근염과 이로 인한 압박시신경병증 1예를 보고하고자 한다.

증례요약

51세 남자 환자가 BNT162b2 (Pfizer®, New York, NY, USA) 2차 주사 수시간 뒤 발생한 양안 시력저하와 전방향 안구운동제한을 주소로 내원하였다. 최대교정시력 우안 안전수지 30 cm, 좌안 안전수지 50 cm였고 양안 안검부종, 발적, 색각 저하를 보였다. 안와 자기공명영상에서 양안 외안근 비대 및 조영증강 소견을 보여 백신 연관 양안 외안근염과 압박시신경병증 진단 하에 고용량 부신피질호르몬 치료를 시행하였다. 1달 뒤 시력, 색각 호전을 보였고, 안검, 결막, 외안근의 염증성 징후도 소실되었다. 그러나 COVID-19 감염 직후 상기 증상 재발을 보였고, 부신피질호르몬으로 치료하였으나 우안 색각 저하와 양안 안검, 외안근의 염증성 징후가 남아 있어 안와 방사선 치료를 시행하였다. 이후 상기 증상 모두 호전되어 재발 없이 안정적으로 경과 관찰 중이다.

결론

급성 전격 외안근염과 이로 인한 압박시신경증이 COVID-19 mRNA 백신 및 감염과 연관되어 발생할 수 있고 항염증 치료로 잘 치료되었다.

Trans Abstract

Purpose

We present a case of bilateral compressive optic neuropathy secondary to orbital myositis after COVID-19 messenger ribonucleic acid (mRNA) vaccination.

Case summary

A 51-year-old man developed acute bilateral visual loss and painful ophthalmoplegia shortly after receiving the second dose of the BNT162b2 COVID-19 mRNA vaccine (Comirnaty, Pfizer®, New York, NY, USA). His best-corrected visual acuity was counting fingers at 30 cm and 50 cm in the right and left eyes, respectively. Bilateral eyelid swelling, erythema, conjunctival injection, and color vision deficit were observed. Orbital magnetic resonance imaging revealed diffuse enhancement and hypertrophy of the bilateral extraocular muscles. The patient had no significant ophthalmic history and systemic work-up revealed no evidence of underlying inflammatory disease. Based on the clinical presentation and imaging findings, he was tentatively diagnosed with bilateral compressive optic neuropathy secondary to orbital myositis after COVID-19 mRNA vaccination. He was treated with intravenous corticosteroids for 3 days followed by low-dose oral corticosteroids. One month later, his visual acuity and color vision improved; moreover, the inflammatory signs in the eyelids, conjunctiva, and extraocular muscles resolved. However, after developing COVID-19, he experienced a recurrence of symptoms and was retreated with corticosteroids. Radiotherapy was administered to address persistent color vision deficit in the right eye and recurrent eyelid edema, erythema, and conjunctival injection. This treatment effectively resolved all inflammatory signs and color vision deficits, without signs of recurrence.

Conclusions

Acute fulminant orbital myositis with associated compressive optic neuropathy can manifest after COVID-19 mRNA vaccination and onset of COVID-19. Anti-inflammatory treatment measures can effectively control these manifestations.

세계보건기구(World Health Organization, WHO)가 2020년 3월 11일 코로나바이러스 감염증-19 (COVID-19)의 대유행(pandemic)을 선언한 이후 이에 대응하여 수많은 COVID-19 백신이 세계적으로 개발되었다.1 그중 전령 리보핵산(messenger ribonucleic acid, mRNA) 형식의 백신인 BNT162b2 (Pfizer®, New York, NY, USA)와 mRNA-1273 (Moderna®, Cambridge, UK)가 국내에서 다수 유통되었으며, 이외 다른 유형의 백신으로 단백질 소단위(protein subunit) 백신인 노바백스, 바이러스 벡터 백신인 얀센, 스카이코비원 등이 접종되고 있다.2

지금까지 코로나 백신 이후 발생한 안과적 합병증은 다양하게 보고되었으며, 안면신경마비, 시신경염, 상공막염, 각막이식편 거부반응, 포도막염, 중심장액성 맥락망막병증, 망막혈관폐쇄 등이 있었다.3 그중 안면신경마비의 경우 백신 유형별로 비교하였을 때 mRNA 백신(Pfizer-BioNTech, Moderna®)을 맞은 집단에서 다른 유형의 코로나 백신을 맞은 집단보다 발생률이 높았다.4 발생 시기는 대부분 백신 접종 이후 1주일 이내였으나, 부분층 각막이식을 받았던 환자에서 코로나 백신 3주 이후 이식편 거부반응이 발생하였다는 보고도 있어 지연성 합병증의 가능성에 대해서도 제기된 바 있다.5

국외에서는 COVID-19 백신 주사 이후 발생한 외안근 염증의 증례가 드물게 보고되었으나, 국내에서는 아직까지 보고된 바가 없고 본 논문에서는 COVID-19 mRNA 백신 주사와 COVID-19 감염 이후 수시간 뒤 발생한 압박시신경 병증을 동반한 전격 외안근염 증례 1예를 경험하였기에 이를 보고하고자 한다.

증례보고

51세 남자 환자가 BNT162b2 (Pfizer®) 2차 접종 수시간 뒤부터 발생한 양안 안검부종, 발적, 시력저하를 주소로 응급실을 통해 내원하였다. 5년 전 쇠파이프에 우측 안와 수상한 이후 양안 수평 복시가 발생하였다가 2주 뒤 자연 호전되었고, 7달 전 낙상으로 우측 이마 수상 이후 양안 시력 저하가 발생하였다가 자연 호전되었던 과거력이 있었다. 또한 1달 전 BNT162b2 (Pfizer®) 1차 접종 10일 뒤 Numeric Rating Scale 9점 이상의 양안 안통과 수평 복시가 발생하였으나, 역시 자연 호전되었던 과거력이 있었고, 이외에 종양의 과거력, 종양의 가족력, 갑상선 질환력, 비강수술력에 대해서는 부인하였다.

응급실 내원 당시 최대교정시력 우안 안전수지 30 cm, 좌안 안전수지 50 cm, 안압 우안 23 mmHg, 좌안 19 mmHg 였으며 안구돌출계검사에서는 우안 17 mm, 좌안 16 mm로 측정되었다. 동공검사에서 우안에 느린 대광반사와 상대구심동공운동장애를 보였으며, 좌안은 정상이었다. 양안 상안검 부종과 발적, 양안 결막부종, 충혈을 보였으며, 양안 전방향 안구운동장애가 관찰되었다(Fig. 1). 시야검사에서 양안 전반적인 시야협착을 보였고 한식색각검사에서 양안 모두 완전 색각 저하(0/10)를 보였다. 조영제를 사용한 안와 자기공명영상에서 양측 안구부착부위 건을 포함한 외안근 비대 및 불규칙한 조영증강이 관찰되어 양안 안와근염으로 인한 양안 압박시신경병증을 시사하였다(Fig. 2). 환자에게 안과적 증상 외 발열 등의 전신 증상은 없었고, 전혈구계산치(complete blood count)도 정상 소견을 보였다. 안와근염의 원인이 될 만한 전신질환 여부를 알아보고자 혈액검사를 시행하였고, 갑상선기능검사 및 갑상선자극자가항체, 적혈구침강속도, C반응단백질, 유행성 이하선염 항체, 쇼그렌증후군 항체, 안지오텐신전환효소, 아스퍼질루스균 항체 모두 정상 소견이었다. 항핵항체가 1:40으로 양성 소견을 보였으나, 이외 류마티스인자, 면역글로불린, 보체, 항호중구세포질항체, 모두 정상으로 자가면역 질환의 가능성은 낮았다. 임상적 증상과 영상의학적 소견, 혈액검사 결과를 종합해 볼 때 BNT162b2 (Pfizer®) 접종과 관련된 외안근염 의증으로 인한 양안 압박시신경병증으로 판단하여 고용량 메틸프레드니솔론(methylprednisolone; Salon INJ®, Hanlim Pharm., Seoul, Korea)을 250 mg씩 하루 네 번, 하루 총 1 g씩 3일간 정주하였고, 이후 경구 프레드니솔론(prednisolone; Solondo, Yuhan Corp., Seoul, Korea) 60 mg부터 1주 간격으로 10 mg씩 천천히 줄여나갔다. 정주 치료 완료 3일 뒤 최대교정시력 우안 0.5, 좌안 0.8, 한식색각검사에서 우안 8/10, 좌안 9/10으로 회복되었고, 양안 모두 대광반사와 상대구심동공운동도 정상 소견을 보였다. 양안 안구운동장애는 경미하게 남아있었으나, 치료 종료 1달 뒤 측정 시 양안 안구운동검사상 정상 소견을 보였고 최대교정시력 우안 0.6, 좌안 1.0, 안구돌출계검사에서 양안 16 mm로 측정되었다. 치료 후 영상검사를 시행하지 않아 외안근 크기 및 조영증강의 변화는 확인하지 못하였으나, 양안 안검부종, 발적, 결막부종, 충혈 등의 염증성 징후가 모두 사라진 소견을 보여 임상적으로 호전되었음을 확인할 수 있었다(Fig. 3).

Figure 1.

A nine-gaze photograph at the initial presentation shows limitations in all directions of both eyes, especially, total limitation of upgaze and downgaze of both eyes. Mild swelling and erythema of upper eyelid and severe conjunctival injection and chemosis of both eyes are also observed. The patient consented to the use of these photographs.

Figure 2.

In orbital magnetic resonance imaging, (A) axial T1-weighted image, (B) Gadolinium-enhanced fat suppression image, and (C) T2-weighted image show enlargement and irregular enhancement of extraocular muscles with tendon involvement (yellow arrows). (D) Gadolinium-enhanced T1 coronal image shows bilateral optic nerve compression by enlargement of extraocular muscles.

Figure 3.

Sequential face photos. (A) A photo of initial visit. (B) A photo 1 month after intravenous methylprednisolone treatment shows full recovery of conjunctival chemosis, injection, upper eyelid erythema and swelling. (C) A photo showing a recurrence at 2 months after intravenous methylprednisolone treatment and 2 weeks after diagnosis of COVID-19 infection. (D) The inflammatory signs improved 1 month after local immunosuppressive radiotherapy.

그러나 치료 종료 2달 뒤, 2주 전부터 발생한 우안 통증, 시력저하, 양안 전시야 복시 증상으로 응급실로 재내원하였다. 문진 결과 증상 발생 직전 COVID-19 감염력이 확인되었고, 당시 응급실에서 측정한 최대교정시력 양안 1.0, 안압 우안 12 mmHg, 좌안 16 mmHg, 양안 모두 대광반사와 상대구심동공운동은 정상이었으나, 안구돌출계검사에서 양안 18 mm로 이전보다 2 mm의 양안 안구돌출 소견을 보였으며, 한식색각검사에서 우안 6/10, 좌안 9.5/10로 우안 색각 저하 및 양안 안구운동 전방향 제한 소견이 관찰되었다(Fig. 3). 과거력을 고려하였을 때 COVID-19와 관련된 양안 외안근염 재발과 그로 인한 우안 압박시신경병증 의증으로 판단하여 고용량 메틸프레드니솔론을 하루 총 0.5 g씩 2일간 정주하였고, 이후 경구 프레드니솔론 60 mg부터 시작하여 2주 간격으로 10 mg씩 이전보다 더욱 천천히 줄여나갔다. 정주 치료 완료 2주 뒤 최대교정시력 우안 0.9, 좌안 1.0으로 측정되었으나, 흐리게 보이는 주관적 시력 불편감을 호소하였으며, 한식색각검사상 우안 6/10, 좌안 10/10으로 우안 색각 저하가 여전히 남아있었다. 또한 양안 안구운동장애 및 양안 부종, 발적, 충혈이 남아있어, 치료 완료 1달 뒤 방사선종양학과에 의뢰하여 한 번에 200 Gy씩 총 10회 동안, 2주에 걸쳐 총 2,000 Gy의 양안 방사선 치료를 추가적으로 시행하였다. 방사선 치료 완료 약 1주 뒤 최대교정시력 우안 0.8, 좌안 0.9로 측정되었으나 흐리게 보이는 시력 불편감은 사라진 상태였고, 한식색각검사에서 우안 9/10, 좌안 10/10으로 우안 색각 회복된 소견을 보였다. 안압 우안 17 mmHg, 좌안 15 mmHg, 안구돌출계검사에서 양안 16 mm, 양안 안구운동 모두 정상으로 안구돌출 호전된 소견 및 양안 부종, 발적, 충혈 호전된 소견을 보였고, 방사선 치료 종료 4달 뒤 경과 관찰시까지 재발 없이 안정적으로 유지되는 모습을 보였다.

고 찰

안와근염은 하나 이상의 외안근을 침범하는 염증성 안와 질환의 한 형태로, 원인이 명확하지 않은 특발성으로 발생할 수도 있으나 자가면역 질환, 감염, 약물이나 암에 의해 이차성으로 유발될 수도 있다고 알려져 있다. 그중 감염성 질환으로는 낭미충증병, 라임병, 눈대상포진병, 휘플병 등에 의해 발생 가능하며, 자가면역 질환으로는 쇼그렌증후군, 루프스, 베체트병, 류마티스관절염, 건선관절염, 크론병, 유육종증, 베게너 육아종증, 처그-스트라우스증후군과의 관련성도 보고된 바 있다.6

COVID-19가 유행하고 백신이 유통되며 COVID-19 백신 이후 수시간에서 수일 이내 안와근염이 발생한 경우가 국외에서 드물게 보고되었다. 모두 안와근염을 유발할 수 있는 다른 원인 질환을 감별하는 검사에서 양성 소견이 없던 환자였으며, 백신 유형으로는 BNT162b2 (Pfizer®)이 대부분이었고 mRNA-1273 (Moderna®)도 있었다.7 전령 리보핵산(mRNA) 외 다른 유형의 백신과 안와근염의 연관성을 시사하는 사례에 대해서는 아직 국내외에 보고된 바가 없다. 발생 시기는 대부분 접종 이후 수시간에서 2일 이내였으나, 10일 뒤에 발생한 사례도 있었다.8 근육 침범 양상은 하나의 외안근만 침범하는 경우부터 양안의 다수의 외안근을 침범하는 경우까지 다양하였으며, 단안의 모든 외안근을 침범하는 동시에 반대안은 정상인 경우도 있었다. 또한 같은 환자에서 동일한 백신을 여러 차례 접종해도 각각 다른 이상 반응을 보이는 경우도 있었는데, Ang et al8의 보고에 따르면 BNT162b2 (Pfizer®)을 4회 접종한 환자에서 첫 번째, 세 번째 백신 접종 시에는 특이 이상 반응이 없었으나 두 번째, 네 번째 백신 접종 각각 1일, 7일 이후 외안근염이 발생한 경우도 있었다. 치료 경과를 보았을 때 국외에 보고된 모든 환자에서 특발성 외안근염에 대한 일반적인 치료인 스테로이드 치료로 완전히 회복되었으며, 이후 경과 관찰 시에도 재발은 없었던 것으로 보아 임상 경과는 비교적 양호한 것으로 생각된다. 그러나 본 증례처럼 드물지만 방사선 치료까지 필요할 수 있어, 이전에 백신 이후 외안근염을 경험한 환자군에서 다음 접종을 계획 중이라면 예방적으로 접종 전 저용량의 스테로이드 제제 복용도 고려해볼 수 있겠다. 그러나 증례의 수가 매우 적어 대조군 연구가 이루어지지 못한다는 점이 한계점이다.

COVID-19 백신의 부작용 중 하나로 근육 염증 및 이로 인한 근육통이 알려져 있으며, SARS-CoV-2 표면의 스파이크 단백질이 항원으로 작용하여 근육의 자가항체를 유도한다는 가설도 있으나 정확한 병태생리는 밝혀진 바가 없다. 외안근도 전신 근육 중 하나임을 생각할 때 연관성을 추정할 수는 있겠으나, 증례에 따라 외안근 침범 양상이 다양하며 전신적 부작용은 동반되지 않은 경우가 많아 COVID-19 백신과 외안근염과의 정확한 연관성이나 유발하는 기전 등은 알려진 바가 없다. 그러나 보고된 모든 외안근염 증례가 mRNA 백신과 연관된 경우로, 스파이크 단백질을 신체에 전달하는 방식 중 mRNA 백신 유형이 다른 유형보다 더 외안근의 염증 반응을 유도한다고 추정해볼 수 있겠다. 또한 COVID-19 mRNA 백신 이후 외안근염이 발생한 기존의 증례 보고에서도, 이후 경과 관찰 시 COVID-19 감염이 추가 발생하고 그때의 안과적 임상 양상에 대해 서술한 논문은 없었다. 본 증례는 COVID-19 mRNA 백신뿐 아니라 COVID-19 감염 역시 외안근염과 이로 인한 압박성 시신경병증까지 일으켜서, 다른 원인 질환이 없는 환자에서 COVID-19 mRNA 백신 또는 감염 이후 안와 부종, 발적, 결막충혈, 안통을 주소로 내원할 경우 COVID-19 연관 안와염의 가능성 역시 충분히 고려해야 함을 시사한다. COVID-19 백신 접종 이후와 감염 이후의 증상, 징후, 경과 등의 임상 양상이 비슷하였다는 점을 통해 백신과 SARS-CoV-2 표면에 공통적으로 존재하는 특정 스파이크 단백질이 항원으로 작용하여 안와 염증을 일으켰을 가능성 역시 여러 기전 중의 하나로 추정해볼 수 있겠으며, 정확한 기전에 대해서는 병태생리와 연관하여 보다 심도 있는 연구가 필요할 것으로 생각된다.

Notes

Conflicts of Interest

The authors have no conflicts to disclose.

References

1. Yoon E, Choi J, Ahn M, Park M. Two cases of cataract after COVID-19 mRNA vaccine injection. J Korean Ophthalmol Soc 2022;63:1033–7.
2. Korea Disease Control and Prevention Agency. SARS CoV-2 vaccination [Internet]. Cheongju: Korea Disease Control and Prevention Agency; 2023. [cited 2023 Jul 20]. Available from: https://dportal.kdca.go.kr/pot/www/CVID19/PRVNTN/VCNTN.jsp?seq=TAB1_2.
3. Ng XL, Betzler BK, Ng S, et al. The eye of the storm: COVID-19 vaccination and the eye. Ophthalmol Ther 2022;11:81–100.
4. Ozonoff A, Nanishi E, Levy O. Bell's palsy and SARS-CoV-2 vaccines. Lancet Infect Dis 2021;21:450–2.
5. Phylactou M, Li JO, Larkin DFP. Characteristics of endothelial corneal transplant rejection following immunisation with SARSCoV-2 messenger RNA vaccine. Br J Ophthalmol 2021;105:893–6.
6. Kim GH, Park MR. A case of idiopathic orbital inflammation presenting as isolated myositis of the inferior oblique muscle. J Korean Ophthalmol Soc 2021;62:1309–14.
7. Reshef ER, Freitag SK, Lee NG. Orbital inflammation following COVID-19 vaccination. Ophthalmic Plast Reconstr Surg 2022;38:e67–70.
8. Ang T, Tong JY, Patel S, et al. Orbital inflammation following COVID-19 vaccination: a case series and literature review. Int Ophthalmol 2023;43:3391–401.

Biography

최지연 / Ji Youn Choi

Department of Ophthalmology, Samsung Medical Center, Sungkyunkwan University School of Medicine

Article information Continued

Figure 1.

A nine-gaze photograph at the initial presentation shows limitations in all directions of both eyes, especially, total limitation of upgaze and downgaze of both eyes. Mild swelling and erythema of upper eyelid and severe conjunctival injection and chemosis of both eyes are also observed. The patient consented to the use of these photographs.

Figure 2.

In orbital magnetic resonance imaging, (A) axial T1-weighted image, (B) Gadolinium-enhanced fat suppression image, and (C) T2-weighted image show enlargement and irregular enhancement of extraocular muscles with tendon involvement (yellow arrows). (D) Gadolinium-enhanced T1 coronal image shows bilateral optic nerve compression by enlargement of extraocular muscles.

Figure 3.

Sequential face photos. (A) A photo of initial visit. (B) A photo 1 month after intravenous methylprednisolone treatment shows full recovery of conjunctival chemosis, injection, upper eyelid erythema and swelling. (C) A photo showing a recurrence at 2 months after intravenous methylprednisolone treatment and 2 weeks after diagnosis of COVID-19 infection. (D) The inflammatory signs improved 1 month after local immunosuppressive radiotherapy.