손상 각막에 대한 Mitomycin C 전처리가 포도상구균 각막염의 치유에 미치는 영향

Abstract

Mitomycin C(MMC), an alkylating agent is recently used powerful modulator of corneal wound healing in refractive surgery. The application of MMC during or after PRK reduces the number of the keratocyte and activated fibroblast in anterior stroma and also inhibits the formation of haziness. The purpose of this study is to investigate the effects of MMC pretreatment on the corneal wound healing of the Staphylcoccus aureus induced keratitis in rabbit. Thirty white rabbits were enrolled. After removal of epithelium of central 9 mm zone, sponges soaked with 0.02% MMC were applied to the right eyes and balanced salt solution (BSS) to the left eyes (control) for 2 minutes. One month later, 20㎕ of log-phase S. aurues (ATCC 29213) containing 1 × 10^(5) colony-forming units were intrastromally injected into the cornea. Inflammation was graded at 24 hours and the neovascularization was scored at 2, 4, 6, 7 days after the procedure without any treatment. Seven days after the injection, the eyes were enucleated, the tissue specimens were stained with hematoxylin and eosin, and with immunohistochemical stain with antibody to alpha smooth muscle actin (SMA). Ten corneas from each group were excised and homogenized to determine the viable bacterial count. The MMC treated group showed statistically significant increases in both slit lamp exam scores and corneal neovascularization scores compared with the control group. The differences of the clinical scores increased at the healing phase, and that of the necovascularization scores increased from the early stages of infection. The number of keratocytes in the central cornea and SMA positive cells was significantly reduced in the MMC treated group. There was no differences of the number of viable bacteria in log_(10)CFU between the control and the MMC treated group. Twenty percent of the MMC treated group exhibited protrusion of anterior corneal stroma that was filled with acellular amorphous materials. MMC treated cornea expressed increased susceptibility, delayed healing, and permitted early neovascularization even though the ability to remove bacteria was not disturbed in S. aureus-induced keratitis in rabbit. Our results indicated that MMC should be used cautiously after establishing dose-response curve in human cornea.;엑시머 레이저를 이용한 굴절 수술은 주변 조직의 손상없이 각막을 미세하게 절제하여 굴절이상을 교정하는 방법이다. 임상적으로 술 후 상피하 혼탁은 굴절 수술의 시력 예후를 좌우하는 중요한 합병증으로 상피하 혼탁을 일으키는 각막의 상처치유 반응의 약리적 조절 물질은 굴절 수술의 정확성을 높이는데 중요한 관심사였다. 전통적으로 corticosteroid 제제가 점안제제로 효과적으로 사용되어져 왔으나 장기간 사용시에는 백내장, 녹내장등의 합병증의 문제가 있어 제한이 있으며 최근 mitomycin C(MMC)가 굴절 수술에 도입되어 임상에서 0.02%를 술 중 2 분간 적용하여 혼탁의 감소와 좋은 시력 결과가 보고되고 있다. MMC는 alkylating 효과를 가진 항생 물질로써 세포의 핵산과 단백질 합성을 방해함으로써 세포 증식을 억제하는 효과를 가지고 있으며 과거에 안과에서 녹내장 수술, 익상편 수술, 상피내암, 안유사천포창의 치료 등에 다양하게 사용되어져 왔다. 그러나 이차성 녹내장, 포도막염, 공막 괴사, 공막의 칼슘화, 각막 내피 손상 등의 심각한 부작용이 보고되고 있어 안전성에 의문이 남아 있다. 본 연구는 MMC를 처리한 가토 각막에 Staphylococcus aureus에 의한 실험적인 세균성 각막염을 유도하여 MMC가 각막염의 치유반응에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 30 마리의 가토를 대상으로 각막 중심부에 9 ㎜의 상피 결손을 만든 후 각 가토의 좌안은 대조군으로 balanced salt solution(BSS)을, 우안은 실험군으로 0.02% MMC를 Merocell sponge에 적셔 2 분간 상피 결손부에 접촉시킨 후 BSS 로 세척하였다. 한 달 뒤 각막 중심부에 일정한 상처를 만들고 S. aureus(ATCC 29213) 1 × 10^(5) CFU/20㎕ 를 각막실질에 주입하였으며 1 주간 다른 처치 없이 각막염의 치유양상을 관찰하였고 24 시간 간격으로 전안부 염증상태, 2 일 간격으로 각막의 신생혈관 정도를 점수화하였다. 7 일째에 가토를 희생하여 조직을 얻었고 hematoxylin and eosin(H&E) 염색하여 관찰하고 alpha smooth muscle actin(SMA)을 이용하여 면역조직화학염색을 시행하였다. 10 마리에서는 각막조직을 균등 분쇄한 후 조직 현탁액을 배양하여 S. aureus의 생균수(CFU)를 계산하였다. 실험 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. S. aureus의 현탁액을 접종한 30 마리 60 안 모두에서 접종 후 24 시간 이내에 육안으로 관찰 가능한 각막침윤이 생겼다. 각막염발생후 1 주 동안 전안부 염증 수치에서 MMC 처리군은 평균 10.34 ± 4.87 점, 대조군에서는 평균 6.96 ± 5.22 점으로 MMC 처리군에서 염증수치가 통계적으로 유의하게 더 높았다(p<0.001). 각 날 짜 별로는 1 일에서 7 일까지 모두 통계적으로 유의하게 MMC 처리군의 점수가 더 높았으며 일자가 지날수록 점수의 차이는 더 커지는 경향을 보였다. 신생혈관 점수는 MMC 처리군에서 1.21 ± 0.86 점, 대조군에서는 0.46 ± 0.73 점으로 MMC 처리군에서 통계적으로 유의하게 더 높았고 2, 4, 6, 7 일째 모두 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 2. H&E 염색한 조직 표본에서 관찰한 다핵형 백혈구의 수는 차이를 보이지 않았으나 각막 실질세포의 수는 400 배 배율에서 MMC 처리군에서 66.49 ± 49.39, 대조군에서 101.06 ± 47.41 로 MMC 처리군에서 통계적으로 유의하게 더 적었다. 특히 각막 중심부의 각막 실질세포의 숫자가 통계적으로 유의한 차이를 보였다. MMC 처리군의 20% (6안/30안)에서 주변부의 전부 각막이 돌출되어 있었고 돌출된 조직은 세포가 없는 무정형의 물질로 채워져 있는 소견을 보였다. 3. 근섬유모세포의 표시자로 활성화된 각막실질세포를 의미하는 SMA 양성 세포는 400 배 배율에서 MMC 처리군에서 평균 7.41 ± 3.75, 대조군에서 평균 26.35 ± 27.55 으로 MMC 처리군에서 통계적으로 유의하게 더 적었다 4. 조직내 생균수는 log_(10) CFU에서 MMC 처리군은 8.89 ± 10.11, 대조군은 8.86 ± 12.52 으로 대조군과 MMC 처리군에서 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과로 현재 굴절 수술에서 사용되고 있는 MMC는 처리 후 1달이 지나도 세균성 각막염이 더 심하게 나타남을 알 수 있었다. 따라서 굴절 수술 후 MMC 적용에 신중을 기하여야 할 것이며 임상 사용 전에 생체 내에서 각막 실질세포의 억제 효과의 가역성을 가질 수 있는 농도, 처리시간 및 처리 방법등 안전성에 대한 연구가 선행되어야 할 것으로 생각된다.