소아 심장수술시 저용량 스테로이드와 고용량 스테로이드의 임상효과에 관한 비교연구 = (A)clinical study of low-dose and high-dose steroid in pediatric cardiac surgery

국문 초록 (Abstract)

연구배경 및 목적: 심장수술시 적용하는 심폐바이패스(Cardiopulmonary bypass: CPB)는 수많은 화학주성인자와 cytokines들의 생성 및 방출을 일으켜 수술 후 다장기기능장애의 원인이 되는 전신염증반응을 유도한EK. 이러한 유해한 생리학적 변화들을 방지하기 위해 전통적으로 corticosteroids(이하 스페로이드)를 이용해왔으나 정확한 약의 효능이나 기전에 대한 이해가 결여된 상태에서 사용되고 있으며, 그 연구의 대부분은 성인 환자를 대상으로 한 고용량 사례가 주류를 이루고 있다. 최근 심장수술시 고용량 스테로이드 사용의 효과에 대한 논쟁과 함께 심폐바이패스의 유해한 효과에 특히 취약한 소아 심장수술 환자들에 대한 연구의 필요성이 대두되었다. 저자는 소아심장수술시 저용량으로도 충분한 효과를 얻을 수 있을 것으로 가설을 정하여 실험을 계획하였다.
본 연구는 선천성 심장수술을 시행하는 소아 환자들에 있어 저용량 스테로이드와 고용량 스테로이드의 임상효과의 비교를 통해 보다 적절한 투여 용량을 결정하기 위해 무작위적이고 전향적으로 시행하였다.
연구대상 및 방법: 심장수술이 계획된 30명의 소아 환자들을 대상으로 연구목적에 따라 임의로 저용량의 methylprednisolone 투여군(10mg/kg, n=15, 이하 저용량군)과 고용량의 methylprednisolone 투여군(30mg/kg, n=15, 이하 고용량군)의 두군으로 나누었고 스테로이드는 CPB실시 1시간 전에 정맥 투여하였다. 모든 환자들에 대해 중등도 저체온 심페바이패스를 적용하였다. 전체 환자들로부터 심폐바이패스 전(Pre-CPB), 심폐바이패스 중(CPB-10), 심폐바이패스 종료직후(CPB-off) 의 세 시기에 각각 혈액을 채취하여 총백혈구수 및 분획세포 비율, 혈소판수, interleukin-6(IL-6), myeloperoxidase(MPO), total antioxidant(TA), neuron-specific enolase (NSE), troponin-I(TNI), aspartate aminotransferase(AST), alanine aminotransferase(ALT), creatinine, blood urea nitrogen(BUN)을 측정하였다. 그 외 수술 중 소변 배출량, 수술 후 폐지수(PaO_(2)/FiO_(2)), 기계호흡 보조시간, 중환자실 치료기간, 합병증(발열, 창상문제), 수술 후 24시간 및 총 출혈량, 재원일수 등을 조사하여 양 군 간에 차이점 등을 비교 평가하였다.
결 과: CPB-off시 호중구 분획(70.49±8.03% vs 63.13±7.43%, p=0.013), MPO (21.62±7.36 ng/mL vs 15.99±5.83 ng/mL, p =0.03), TNI(32.14±18.87 ng/ml vs 19.45±16.32 ng/ml, p=0.045), A5T(51.07±56.78 U/L vs 23.60±5.15 U/L, p=0.045는 고용량군이 저용량군보다 유의하게 높았고 CPB-10 때의 IL-6(7.41±5.28 pg/mL vs 2.40±2.35 pg/mL, p=0.04)와 ALP(15.80±8.13 U/L vs 10.47±3.94 U/L, p=0.04) 역시 고용량군이 더 높았다. 그러나, 총 백혈구수, 단구분획, 혈소판수, TA, NSE, creatinine, BUN, 수출 중 총 소변배출량, 수술 후 24시간 및 총 출혈량, 폐지수, 수술 후 발열, 수술 후 창상합병증, 중환자실 치료기간 등의 변수는 양 군 간에 유의한 차이가 없었다(p＞0.05). 그리고 CPB-off 시의 림프구분획은 고용량군이 저용량군 보다 유의하게 더 낮았다(24.96±8.82% vs 33.24±7.86%, p=0.005). 게다가 기계호흡보조시간(21.40±14.84 hrs vs 13.51±3.83 hrs, p=0.03)과 재원일수(12.73±4.70 days vs 11.20±6.20 days, p=0.04) 역시 고용량군이 상대적으로 더 길었다.
결 론: 이상의 연구결과를 볼 때 심폐바이패스를 이용한 소아 심장수술시 스테로이드의 고용량 투여가 저용량 투여보다 그 임상효과가 더 임상적으로 적절하거나 우수하다고 말할 수 없으며 일부 변수들의 경우 저용량의 스페로이드가 저자가 가설한 바와 같이 더 우수한 결과를 보였다. 따라서 지금까지 전통적으로 투여해오던 스페로이드의 고용량 투여 방식은 재검토되어야 할 것으로 사료된다. 그러나 본 연구의 대상이 소규모였던 관계로 향후 더 큰 환자 집단을 대상으로 한 연구가 더 필요할 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Background and Purpose : Cardiopulmonary bypass(CPB) for cardiac surgery triggers the production and release of numerous chemotactic substances and cytokines, ensuing systemic inflammatory response that lead to postoperative major organ dysfunction.
Traditionally, corticosteroids(steroid) have been administered to patients undergoing cardiac surgery to ward off these detrimental physiologic alterations. However, the majority of the studies have been performed in adult patients with high-dose steroid.
Recently, there have been debates on the adminstration of high-dose steroid. The investigations involving steroid and pediatric cardiac surgery are required because neonates and infants may be particularly susceptible to the adverse affects of CPB.
The author carried out a randomized, prospective study to compare the efficacy of low-dose steroid with that of high-dose steroid and to determine the adequate dose of pretreated-steroid for prophylaxis in pediatric cardiac surgery.
Materials and Methods : Thirty pediatric patients scheduled for elective cardiac surgery were randomly assigned to two groups ; fifteen patients received low-dose methylprednisolone(10mg/kg intravenously, n= 15, low-dose group) and the others received high-dose methylprednisolone (30mg/kg intravenously, n= 15. hlgh-dose group) 1 hour prior to CPB. Moderate hypothermic CPB were applied in both group.
Arterial blood samples were taken before CPB(Pre-CPB), 10 minutes after start of CPB(CPB-10). and immediately after CPB-end(CPB-off) for measuring total leukocyte counts(T-WBC) and differential count, platelet counts. inte.leukin-6(IL-6), rnyoloperoxidase(MPO), total antioxidant(TA), neuron-specific enolase(NSE), troponin I(TNI), aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase(ALT), creatinine, and blood urea nitrogen(BUN). Other parameters such as volumes of urine output, pulmonary index(PI, PaO_(2)/FiO_(2)), mechanical ventilating period, intensive care unit(ICU)-staying period, postoperative complications(fever, wound problem), postoperative 24 hrs and total volumes in blood loss, and hospitalized days were also assessed. All parameters were compared between the two groups.
Results : There were no significant differences in T-WBC counts. monocyte fraction, platelet counts. TA, NSE, creatinlne, BUN. the volumes of total urine output, PI, the incidences of fever and wound problem, postoperative 24 hrs and total blood loss, and ICU-staying period between the two groups (p＞0.05).
At CPB-off, neutrophil fraction(70.49±8.03% vs 63.13±7.43%, p=0.013), MPO(21.62±7.36 ng/mL vs 15.99±5.83 ng/mL. p=0.03), TNI(32.14±18.87 ng/mL vs 19.45±16.32 ng/mL. p=0.045). and AST(51.07±76.78 U/L vs 23.60±5.15 U/L. f=0.045) were higher in the high-dose group than in the low-dose group. IL-6(7.41±6.28 pg/mL vs 2.40±2.35 pg/mL, p =0.04) and ALP(15.80±8.13 U/L vs 10.47±3.94 U/L, f=0.04) at CPB-10 were higher in the high dose-group than in the low-dose group. The high-dose group had significantly low lymphocyte fraction at CPB-off compared with the low -dose group(24.96±8.82% vs 33.24±7.86%. p=0.005). Furthermore, mechanical ventilating periods(21 40±14.84 hrs vs 13.51±3.83 hrs, p =0.03) and hospitalized days(12.73±4.70 days vs 11.20±6.20 days, p=0.04) of the high-dose group were significantly longer than those of low-dose group.
Conclusion : These findings suggested that pretreatment of high-dose steroid was not superior to that of low-dose sterold regarding its potential benefits in pediatric cardiac surgery. In some variables. low-dose steroid was superior to high-dose steroid. Therefore. the conventional stratery of steroid treatment, high-dose pretreatment may be modified in the cardiac surgery with CPB. However, Further studies with large number of cases should be done to validate this hypothesis.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = ⅰ
• 그림 및 표 차례 = ⅱ
• 국문요약 = ⅳ
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 대상 및 방법 = 4
• 1. 연구 대상 = 4
• 2. 연구 방법 = 4
• 3. 자료의 분석 및 통계처리 = 9
• Ⅲ. 연구 결과 = 10
• Ⅳ. 고찰 = 29
• Ⅴ. 결론 = 39
• 참고문헌 = 40
• Abstract = 47