지속적 신대체 요법을 적용한 소아 중환자의 사망 위험요인
Risk factors for mortality in critically ill pediatric patients receiving continuous renal replacement therapy
Article information
Trans Abstract
Background
Continuous renal replacement therapy is administered increasingly often in pediatric cases of acute kidney injury. However, the mortality rate remains quite high in these patients. Therefore, this study aimed to investigate the risk factors for mortality in critically ill pediatric patients receiving continuous renal replacement therapy.
Methods
A retrospective review was conducted on 96 patients who were admitted to a pediatric intensive care unit and underwent continuous renal replacement therapy from January 2013 to December 2022.
Results
Of the 96 patients, 47 survived and 49 died, resulting in a mortality rate of 51%. Multivariate analysis showed that each additional vasoactive inotropic agent yielded an odds ratio (OR) of 5.233 (95% confidence interval [CI], 1.804–15.176) for mortality (p=0.002). Additionally, higher risks of mortality were found for each increase of 1 mmol/L in the lactate level (OR, 1.076; 95% CI, 1.023–1.131; p=0.004) and each 1-day increase in the duration of continuous renal replacement therapy (OR, 1.043; 95% CI, 1.004–1.084; p=0.030).
Conclusion
An increased number of vasoactive inotropic agents, higher lactate levels, and a longer duration of continuous renal replacement therapy were associated with an increased risk of mortality. The management of hypotension and therapeutic interventions for high lactate levels are expected to shorten the duration of continuous renal replacement therapy, thereby reducing the risk of mortality.
서론
소아 중환자는 생명에 위험을 초래하며 매우 불안정하고 아주 복잡한 내과적 혹은 외과적 치료를 요하는 질환을 앓는 소아를 말한다[1]. 소아 중환자실에 입실한 환자의 30%에서 급성 신손상이 발생하며 이는 사망률과 밀접한 관련이 있다[2]. 급성 신손상은 그 자체가 소아 환자의 발병률과 사망률의 원인이 될 수 있으며 소아 중환자실에서 급성 신손상이 발병할 경우 사망률은 66%–90%로 상대적으로 높다[3]. 지난 10여 년간 소아에서 급성 신손상 발생빈도는 급격하게 증가하였고, 이로 인한 다장기부전과 같은 심각한 문제로 이어져 사망률을 증가시킨다[4].
소아 중환자실에서 급성 신손상으로 치료 중인 환자에게 지속적 신대체 요법은 일차적으로 적용하는 방법으로 많이 선택되고 있으며 시행하는 비율 또한 증가하고 있는 추세이다[5]. 1955년 Mateer 등에 의해 급성 신부전 소아에서 성공적으로 혈액 투석이 시행된 이래, 혈액 투석법은 급성 신부전 환아 치료의 주된 치료로 이용되어 왔다. 소아 중환자의 급성 신손상에 사용하기 위해서는 신대체 기능인 혈장 내 용질과 수분을 제거하는 능력이 효과적이면서 적용 중 안전해야 한다. 지속적 신대체 요법은 혈액에서 용질과 수분을 직접 제거할 뿐만 아니라 24시간 동안 천천히 이루어지기 때문에 충분한 수분 제거가 용이하고 혈역동학적으로 불안정한 소아에 적용하기에 적합한 방법[6]으로 소아 중환자실에서 대부분 적용하는 투석 방법이다.
중환자실에 입원한 소아의 급성 신손상은 다양한 원인에 의해 발생한다. 지난 몇 년 동안 소아의 급성 신손상의 주요 원인은 신장 질환이기보다는 선천성 심질환과 패혈증 같은 질환으로 변화되었으며[5], 심정지, 패혈증, 쇼크, 심부전, 약물중독, 급성 저산소성 호흡부전, 심장 수술, 다장기부전, 간질환의 이차적인 증상으로 나타날 수 있다[3].
소아에서 지속적 신대체 요법 적용 시 적은 체중, 다장기부전, 중증도, 심한 수분 과다가 사망률을 증가시키는 위험 요소로 보고되고 있음을 고려할 때 소아의 급성 신손상을 조기에 인지하고 빠른 치료의 시작으로 사망률 감소를 위해 지속적 신대체 요법의 치료 원칙을 다시 세밀하게 검토하고 정리할 필요가 있다[4]. 선행 연구에서 패혈증을 동반한 급성 신손상의 경우 높은 사망률을 보이는데[7], 패혈증이 동반되면 혈역학적으로 불안정하여 지속적 신대체 요법을 적용하게 된다. 이때 급성 신손상의 요인을 인지하여 조기에 적용한 경우 사망률이 감소하게 된다는 연구 보고가 있다[8]. 따라서 급성 신손상의 발병 요인을 조기에 파악하고 지속적 신대체 요법을 적절한 시기에 적용한다면 더 좋은 임상 결과를 얻을 수 있을 것이다.
우리나라에서 소아의 지속적 신대체 요법과 관련된 선행 연구에서 치료 결과와 예후 및 사망률을 분석하였으나 그 수가 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 소아 중환자실에서 지속적 신대체 요법을 적용한 환자를 대상으로 사망위험 요인을 파악하여 이후 환자들의 예후 예측 및 임상 양상 호전에 도움이 되고자 한다.
방법
본 연구는 서울아산병원 소아 중환자실에서 지속적 신대체 요법을 적용한 소아 중환자의 사망위험 요인을 분석하기 위한 후향적 조사연구이다.
연구 대상
2013년 1월에서 2022년 12월까지 서울아산병원 소아 중환자실에 입실하여 지속적 신대체 요법을 적용한 환자 전수인 96명을 대상으로 하였다. 중환자실 재실 기간 중 두 번 이상 지속적 신대체 요법을 적용한 대상자의 경우 처음 적용한 시점을 기준으로 자료를 수집하였다.
연구 방법
본 연구는 서울아산병원의 임상 연구 심의위원회(Institutional Review Board)의 심의 통과(승인번호: 2023-0224) 후 연구를 진행하였다. 대상자의 전자의무기록을 토대로 대상자의 일반적 특성, 임상적 특성 및 사망 여부에 대한 자료를 수집하여 조사하였다. 본 연구는 후향적 조사 연구로 임상 연구 심의위원회의 판단에 따라 대상자의 동의가 면제되었다.
일반적 특성
대상자의 일반적 특성으로는 나이, 성별, 체질량지수, 기저질환, 소아 중환자실에서의 재실 기간을 조사하였다.
임상적 특성
대상자의 임상적 특성은 지속적 신대체 요법을 적용한 시점을 기준으로 적용하기 전 가장 가까운 시점에 해당하는 자료를 수집하였다. 진단 검사로는 백혈구(cells/mm³), 혈소판(cells/mm³), C-반응성 단백(mg/dL), 사구체여과율(mL/min), 혈액 요소 질소(mg/dL), 혈장 크레아티닌(mg/dL), 포타슘(mEq/L), 나트륨(mEq/L), 뇌나트륨이뇨펩티드(pg/mL), 프로트롬빈시간(second), 활성화부분트롬보플라스틴시간(second), 젖산(mmol/L), 혈당(mg/dL)을 조사하였다.
소아 중증도 분류인 Pollack 등[9]이 개발한 Pediatric Risk of Mortality (PRISM) Ⅲ score를 조사하였고(Supplementary Table 1), 승압제의 사용 개수, 인공호흡기의 적용 유무 및 적용 일수, 체외막산소화장치의 적용 유무 및 적용 일수를 조사하였다. 인공호흡기와 체외막산소화장치는 대상자가 입실 후 적용한 총기간을 조사하였다. 중심정맥관의 적용 일수는 적용 시작 시점에 조사하였고, 중심정맥관을 2개 이상 유지하고 있는 경우 적용 일수가 더 긴 일수를 조사하였다. 지속적 신대체 요법의 적용 일수와 시작 일수를 조사하였으며 시작 일수는 소아 중환자실에 입실한 시점으로부터 지속적 신대체 요법을 적용하기까지의 일수로 조사하였다. 또한 지속적 신대체 요법의 시작 이유를 조사하였고 적용 후 중환자실 재실 중 사망 여부를 조사하였다.
자료 분석
본 연구에서 수집된 자료는 IBM SPSS 27.0 프로그램(IBM Corp.)을 이용하여 분석하였으며 통계학적 유의수준은 95%로 하여 p 값이 0.05 미만일 때 유의하다고 판단하였다. 대상자의 일반적 특성 및 임상적 특성은 실수와 백분율, 정규성을 만족하지 않는 변수는 중위수와 사분위수 범위로 나타내었고, 지속적 신대체 요법의 사망위험 요인을 확인하기 위해 생존군과 사망군 간의 일반적, 임상적 특성 비교는 chi-square test 또는 Fisher’s exact test, Mann-Whitney test로 분석하였다. 지속적 신대체 요법을 적용한 대상자의 사망에 영향을 미치는 요인은 로지스틱 회귀분석(logistic regression)으로 분석하였다.
결과
대상자의 일반적 특성
연구 대상자는 총 96명으로 생존군은 47명, 사망군은 49명이며 사망률은 51%로 나타났다. 총대상자 연령의 중앙값은 11세(interquartile range [IQR], 3.08–15.00세)로 생존군의 중앙값은 11세(IQR, 3.42–14.00세), 사망군의 중앙값은 11세(IQR, 2.17–15.50세)이며 두 군 간의 유의한 차이가 없었다(Z=–0.139, p=0.889). 사망군 중 남성은 29명(59.2%), 여성은 20명(40.8%)으로 성별에서 두 군 간의 유의한 차이가 없었다(Χ²=0.030, p=0.863).
기저질환이 백혈병인 대상자가 35명(36.5%)으로 가장 많았고 다음으로는 심부전이 26명(27%)으로 나타났으며 만성신부전인 대상자는 4명(4.2%), 기타 질환은 31명(32.3%)이었다. 소아 중환자실에 입실하여 퇴실하기까지 총대상자의 재원 일수의 중앙값은 25일(IQR, 10.00–50.75일)로 생존군의 중앙값은 19일(IQR, 8.00–42.00일), 사망군의 중앙값은 26일(IQR, 10.50–55.00일)이며 두 군 간의 유의한 차이가 없었다(Z=–0.931, p=0.352) (Table 1).
General characteristics of survivors and non-survivors among pediatric patients receiving CRRT
대상자의 임상적 특성
연구 대상자들의 PRISM Ⅲ score는 14.5점(IQR, 8.00–21.75점), 지속적 신대체 요법을 적용하는 시점 전 6시간 동안의 시간당 체중당 소변량은 0.38 mL/kg/hr (IQR, 0.07–1.02 mL/kg/hr)이었다. 승압제 사용 개수의 중앙값은 2개(IQR, 0–3.00개)였다. 연구 대상자 중 인공호흡기를 적용한 대상자는 67명(69.8%), 인공호흡기 적용 일수는 24일(IQR, 10.00–45.00일)이었다. 체외막산소공급장치를 적용한 대상자는 28명(29.2%)으로, 체외막산소공급장치 적용 일수는 22.5일(IQR, 7.00–35.50일)이었다.
지속적 신대체 요법 적용 일수는 14일(IQR, 4.00–26.75일), 소아 중환자실에 입실하여 지속적 신대체 요법의 적용 시점까지 시작 일수는 2일(IQR, 1.00–3.00일)이었다. 지속적 신대체 요법의 적용 사유 중 소변량 감소가 원인인 경우가 총 52명(54.2%)으로 가장 많았고 그다음으로는 체액 과다로 29명(30.2%)이었다(Table 2).
Clinical characteristics of survivors and non-survivors among pediatric patients receiving CRRT
지속적 신대체 요법을 적용한 소아 중환자의 사망위험 요인에 대한 단변량 분석
지속적 신대체 요법을 적용한 소아 중환자의 사망에 유의한 영향을 미치는 요인으로는 기저질환이 백혈병인 경우, 사망 위험은 기타 질환에 비해 odds ratio (OR)가 3.244 (95% Confidence interval [CI], 1.219–8.629; p=0.018)였다. PRISM Ⅲ score, 승압제 사용 개수, 인공호흡기를 적용한 경우, 체외막산소공급장치를 적용한 경우로 나타났다. 진단 검사 결과에서는 혈소판 수치, C반응성단백질 수치, 뇌나트륨이뇨펩티드 수치, 프로트롬빈시간, 활성화부분트롬보플라스틴시간, 젖산 수치가 유의한 관련성을 보였다. 지속적 신대체 요법의 적용 일수, 지속적 신대체 요법의 적용 사유 중 패혈증이 원인인 환자의 경우가 유의한 관련성을 보였다(Table 3).
Univariate analysis of factors associated with mortality in pediatric patients receiving CRRT
지속적 신대체 요법을 적용한 소아 중환자의 사망위험 요인에 대한 다변량 분석
본 연구의 단변량 분석 결과를 토대로 양측 검정 수준의 유의수준 0.1을 기준으로 통계적으로 유의한 차이를 나타낸 변수를 선택하여 다변량 로지스틱 회귀분석을 시행하였다. 후진 likelihood ratio 방법으로 시행한 최종 회귀모형은 통계적으로 유의하였고(Χ²=97.362, p<0.001), Nagelkerke 결정계수에 의한 설명력은 85%로 나타났다. 분류 정확도는 93.9%, 모형의 적합성은 Hosmer와 Lemeshow 검정 결과 자료에 잘 부합하는 것으로 나타났다(Χ²=2.825, p=0.945).
지속적 신대체 요법을 적용한 소아 중환자의 사망위험 요인은 승압제 사용 개수, 젖산 수치, 지속적 신대체 요법의 적용 일수로 나타났으며 승압제 사용 개수가 1개 증가 시 OR은 5.233 (95% CI, 1.804–15.176; p=0.002)이었다. 젖산 수치 1 mmol/L 증가 시 OR은 1.076 (95% CI, 1.023–1.131; p=0.004)이었으며 지속적 신대체 요법의 적용 일수가 1일 증가 시 OR은 1.043 (95% CI, 1.004–1.084; p=0.030)이었다(Table 4).
Multivariate analysis of factors associated with mortality in pediatric patients receiving CRRT (n=96)
고찰
본 연구 결과 지속적 신대체 요법을 적용한 소아 중환자의 사망에 유의한 위험 요인으로는 승압제 사용 개수가 많을수록, 젖산 수치가 높을수록, 지속적 신대체 요법의 적용 일수가 길수록 사망위험이 높은 것으로 나타났다. 이는 선행 연구에서 승압제 사용 시 사망률이 증가한다는 결과[2,5,10,11]와 유사하였고, 승압제 사용 개수가 많을수록 사망률이 증가한다는 결과[2,4,11,12]와도 일치하였다. 저혈압은 패혈증의 병태생리 중 중요한 특징 중 하나로 저혈압 기간이 길어질수록 패혈성쇼크 및 다장기부전이나 사망률의 위험이 증가한다[13]. 따라서 지속적 신대체 요법을 적용 중인 환자들에게서는 적절한 승압제를 조기에 적용하여 혈역학적 안정성을 유지해 주는 것이 임상 예후에 중요한 영향을 미치는 요소가 된다.
본 연구에서 젖산 수치가 높을수록 사망위험이 증가한다는 결과는 선행 연구에서 젖산 수치가 생존군과 사망군에서 유의한 차이를 보였다는 결과[5]와 유사하였다. 소아의 지속적 신대체 요법을 다룬 선행 연구에서 젖산 수치에 대한 연구의 수가 적어 정확한 결과를 비교하기는 어려웠으나 높은 젖산 수치가 사망률에 영향을 줄 수 있다는 선행 연구들은 많았다. 중환자실에서 평가된 젖산 수치가 병원 내 사망률을 예측하는 인자로 유용하다는 결과[14]가 있었고, 혈장 내 높은 젖산 수치가 심각한 패혈증 환자의 사망률을 예측하는 임상적 진단 검사임[15]이 보고된 바 있다. 또한 저혈압을 동반한 패혈증 및 젖산 수치의 상승은 사망률을 높일 수 있다는 선행 연구의 결과[16]와 승압제를 사용하는 대상자의 경우 높은 젖산 수치를 나타낼 때 더 높은 사망률을 보인 선행 연구 결과[17], 그리고 승압제 사용과 높은 젖산 수치가 사망률을 예측하는 인자로서 유용하다는 선행 연구 결과[13,15]로 보아 지속적 신대체 요법을 적용한 소아 중환자에 있어서도 동일하게 혈장 내 높은 젖산 수치와 승압제를 필요로하는 저혈압은 유의한 사망위험 요인으로 볼 수 있다.
또한, 본 연구에서 지속적 신대체 요법 적용 일수가 길수록 사망위험이 증가한다는 결과는 적용 일수가 짧을수록 임상 결과와 예후가 좋다는 결과[18]의 선행연구와 유사하였다. 다른 선행 연구에서는 지속적 신대체 요법의 적용 시간이 사망률에 유의한 차이가 없었다는 결과[4,10]가 나타났는데 이는 선행 연구의 연구 대상자의 연령대와 기저질환의 분포가 본 연구와 다르기 때문이라고 생각한다. 급성 신손상은 기저질환으로 인한 이차적인 증상으로 나타나 지속적 신대체 요법을 적용하는 경우가 많은데 선행 연구의 연구 대상자는 소아와 신생아를 포함하였고 신생아가 21.1%의 분포를 보였다. 적용 사유 또한 고질소혈증이 81.9%로 가장 많았으며 이는 본 연구의 가장 많은 적용 사유인 패혈증과는 다르게 나타났다. 소아는 체중과 연령대의 범위가 넓고 연령에 따른 기저질환 자체가 다르며 질환의 경과가 다르기 때문에[19] 더 세분화된 분류를 통한 지속적 신대체 요법에 대한 연구가 필요하다.
본 연구에서 체내 수분 저류 정도를 나타내는 수치인 뇌나트륨이뇨펩티드의 낮은 수치가 사망위험 요인으로 유의하지 않다는 결과는 수치가 높을수록 사망 위험 요인이 될 수 있음을 알 수 있다. 선행 연구에서 뇌나트륨이뇨펩티드에 대한 연구가 적어 정확한 결과를 확인하기 어려움이 있어 체액 과다가 사망률에 유의한 차이를 보였던 연구와 비교하였다. 선행 연구에서 지속적 신대체 요법 시작 시점에 체액 과다가 나타나는 경우 사망률이 증가한다는 결과[2,20]가 있었고 체내 수분의 저류 정도가 심할수록 사망률이 증가한다는 결과[12]와 유사하였다. 또한 지속적 신대체 요법의 적용 사유가 체액 과다인 경우 사망률에 유의한 차이를 보였던 선행 연구 결과[10], 지속적 신대체 요법 시작 시점에 체액 과다가 나타나는 경우 사망률이 증가한다는 결과[2,20]와 유사하였다. 또한 체내 수분의 저류 정도가 심할수록 사망률이 증가한다는 결과[12], 지속적 신대체 요법의 적용 사유가 체액 과다인 경우 사망률에 유의한 차이를 보였던 선행 연구[10]의 결과와 유사하였다. 체내 수분 저류 정도인 체액 과다를 측정하는 계산법이 있긴 하지만 실제 임상에서는 적용하기 어려운 실정이다. 대상자가 입실하기 전 병동에 있었다면 섭취량과 배설량의 정확한 확인이 가능하지만, 응급실을 통해서 온 대상자의 경우에는 정확한 체액 과다 정도를 알기 어렵기 때문에 측정이 어려워 본 연구에서는 뇌나트륨이뇨펩티드로 확인하는 방법이 가장 적절하다고 판단하여 자료를 수집하였다. 현재의 체액 과다 계산법은 쉽게 확인 가능한 방법이라고 보기 어려우므로 임상에서 쉽게 확인할 수 있는 진단 검사 수치로 체내 수분 저류를 정확하게 확인할 수 있는 지표가 마련된다면 체액 과다를 판단할 기초자료로 유용하게 활용될 수 있을 것이다. 또한 소아의 지속적 신대체 요법 연구에서 뇌나트륨이뇨펩티드 수치에 대한 선행연구가 적어 본 연구와 비교하기 어려움이 있었으므로 이에 대한 추가 연구가 필요하다.
본 연구는 몇 가지 제한점을 가지고 있다. 첫째, 서울 시내 단일 의료 기관에서 진행된 연구이며 둘째, 대상자 수가 적어 연구 결과를 일반화하기 어렵다는 점, 그리고 셋째, 소아의 지속적 신대체 요법에 대한 선행 연구의 수가 적어 본 연구의 결과와 비교할 수 있는 부분이 제한적이었다는 점이다. 또한 2013년 1월부터 2022년 12월까지 10년의 기간에 의료 발전으로 인한 소아 중환자실에서의 치료 과정과 방법에 많은 변화가 있었을 것으로 생각되나 이에 따른 결과를 알기 어렵다는 점이다. 그럼에도 불구하고 단일 기관의 소아 중환자실에서 적은 대상자 수로 자료를 수집하였기 때문에 치료 과정과 결과에 외적인 변수들이 최소화되었고 모든 대상자에게 치료 방법의 변화가 동일하게 적용되었을 것으로 생각해 볼 수 있기 때문에 의미 있는 결과라고 볼 수 있다. 본 연구에서 지속적 신대체 요법을 적용한 소아 중환자 사망률의 경향을 확인할 수 있었으며 10년 동안의 초기 자료에서는 적용률이 대부분 한 자릿수로 적어 정확한 사망률을 알기 어려웠지만 최근 5년 동안의 자료에서 살펴보면 2018년 75%, 2019년 70%, 2020년 78%, 2021년 56%, 2022년 24%로 사망률이 감소하는 경향을 나타내는 것을 알 수 있다.
위와 같은 제한점이 있음에도 본 연구는 지속적 신대체 요법을 적용한 소아 중환자의 사망위험 요인을 파악하여 이에 대한 이해를 도와 긍정적인 임상 결과를 나타낼 것으로 생각한다. 또한 소아의 지속적 신대체 요법에 대한 연구의 수가 적기 때문에 이에 대한 기초 자료를 제공했다는 데에 의의가 있다. 본 연구는 지속적 신대체 요법을 적용한 소아 중환자의 사망위험 요인을 파악하기 위한 후향적 조사연구로, 승압제 사용 개수가 많을수록, 젖산 수치가 높을수록, 지속적 신대체 요법의 적용 일수가 길수록 사망위험이 높은 것으로 나타났다.
본 연구에 대한 몇 가지 제언을 하고자 한다. 첫째, 본 연구는 서울 시내 일개 상급종합병원에서 조사한 연구로 연구 결과의 일반화에 제한이 있으므로 다기관에서의 여러 대상자를 포함한 반복 연구가 필요하며, 둘째, 소아의 특성상 연령대와 체중의 범위가 넓고 연령대에 따른 기저질환의 분포가 다르며 지속적 신대체 요법을 적용한 사유 또한 연령대별로 특징적이므로 더 세분화된 분류를 하여 지속적 신대체 요법에 대한 연구가 필요하다. 셋째, 본 연구의 결과와 비교할 선행 연구가 많지 않아 결과 해석의 제한이 있으므로 소아의 지속적 신대체 요법에 대한 반복 연구가 필요하다.
Notes
CONFLICT OF INTEREST
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
AUTHOR CONTRIBUTIONS
Conceptualization: SYK, HRC. Methodology: SYK, HRC. Formal analysis: SYK, HRC. Data curation: SYK. Visualization: SYK, HRC. Project administration: SYK, HRC. Writing - original draft: SYK. Writing - review & editing: SYK, HRC.
SUPPLEMENTARY MATERIALS
Supplementary materials can be found via https://doi.org/10.32990/apcc.2023.00031.
Pediatric Risk of Mortality (PRISM) Ⅲ score