현내1(A) - 6. UTI (Urinary tract infections)

Urinary tract infections (비뇨기계 감염증)

1. Introduction

Urinary tract (비뇨기계)

Urinary tract(비뇨기계)의 구성

• Kidney (콩팥, 신장) : 소변 생성
• Ureter (요관) : 신장에서 생성된 소변을 방광으로 운반
• Bladder (방광) : 소변 저장
• Urethra (요도) : 소변을 외부로 배출하는 마지막 경로

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(1) Defense mechanisms of urinary tract

Defense mechanism
Normal urination	- Adequate flow - Complete, frequent voiding (배뇨) : 세균 정체 없이 제거
Anatomical structures	- Length of urethra - Urethral high pressure zone : 요도근위부 주름 팽창으로 압력 상승 - Urethral peristalsis
Antimicrobial urine	- High urea content - Low urine pH : 균 성장 억제 - Osmolarity - Organic acids - Tamm-Horsfall protein
Mucosal defence barrier	- Balanced distal urethra microflora - Surface IgA antibodies - Glycosaminoglycan layer - Exfoliation of urothelial cells

• 이러한 방어 체계가 깨지면 감염에 취약해짐.

(2) Definition

• 외부 환경에서 bacteria가 urethra(요도)로 들어가, 신체의 면역 방어 체계를 깨뜨리고 uniray tract(비뇨기계)에 감염을 유발한 상태.
  (Conditions that happen when bacteria from the external environment enter the urethra, evade the body’s immune defenses and cause urinary tract infection)

UPPER urinary tract infection (요관)
Kidney infection	Pyelonephritis (신우신염)
Ureter infection : 단독 발생 적음	Ureteritis (요관염)

LOWER urinary tract infection (요도)
Bladder infection : 압도적으로 많음	Cystitis (방광염)
Urethra infection : 단독 발생 적음	Urethritis (요도염)

(3) Predisposition, incidence, risk factor

• 개에서는 5-27% 로 흔함 / 고양이에서는 <2%

개에서의 predisposition & incidence
Female > Male
2살 이하나 6살 이상에서 많이 발생
호발 품종은 따로 없음
DM(Diabetes mellitus) 또는 hyperadrenocorticism 환자의 41.6%에서
Long-term glucocorticoids 적용 시 18-39%에서
고양이에서는..
10살 이상에서 많이 발생
Risk factor : Persian 품종, females, 나이듦, 체중 감소
혹은 어린 나이에도 요로계 자극이 지속되면 발병 가능 (요카테터, 수술 등)
CKD의 17-30%, DM의 12-13%, Hyperthyroidism의 12-22%에서

Uropathogens (감염체)

• 아래 10가지가 개에서 UTI 감염의 95-97%를 차지
  • Escherichia coli (50%)
  • Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus : 그람양성균
  • Proteus, Klebsiella, Pasteurella, Enterobacter, Pseudomonas
  • Mycoplasma
• 고양이에서는..
  • Escherichia coli (47%)
  • Staphylococcus (18%)
  • Streptococcus (13%)
  • Klebsiella (4%)
• 단일 감염이 가장 흔함(75%)
• female dogs에서 multiple organism infection이 흔히 관찰됨.

2. 분류

(1) Classification of Bacterial cystitis (세균성 방광염의 분류)

• Uncomplicated UTI = Sporadic bacterial cystitis (산발성 세균성 방광염) : 건강한 개체에서 산발적/일시적으로 발생
• Complicated UTI : 지속적, 재발성 감염, 치료 실패로 이어질 수 있음.
  • Recurrent UTI : 1년 동안 3회 이상 재발
    • ==Relapsing (재발) : 완전히 치료되었는데, 똑같은 감염체에 의해 재발 (감염원의 잔존)==
    • Persistent (지속감염) : 치료했으나, 지속적으로 세균 관찰됨 (숙주 면역 문제, 항생제 내성균)
    • Reinfection (재감염) : 새로운 감염체에 의해 유발
    • Refractory : 치료 반응 없음 - 증상 개선 X, 세균 사멸 X
• Subclinical bacteriuria (asymptomatic bacteriuria) : 임상증상(LUTS, lower urinary tract signs)은 없지만 균 검출

Complicated UTI의 요인

• 해부학적 요인 : ectopic ureters(이소성 요관), ureteroceles(요관류)
• 전신 질환 : DM, hyperthyroidism, HAC(부신피질기능항진증), systemic neoplasia, immunocompromised(면역저하)
• 비뇨기계 자체 문제 : urolithiasis(요로결석), cystic neoplasia(방광종양), deep seated bacterial cystitis(심층 세균성 방광염)

🟡 Pyelonephritis (신우신염)

• Acute pyelonephritis (APN) : 보통 세균이 하부 요로에서 콩팥깔때기(renal pelvis), 콩팥 실질(parenchyma)로 올라가면서 발생. 며칠~몇 주 내로 발병. 가끔 혈행성(hematogenous)으로도 발생함.
  • Complicated APN : DM, 종양, 면역저하, 해부학적 문제 등 전신 질환과 함께 나타나는 경우
  • Noncomplicated APN
    

🟡 Bacterial prostatitis (세균성 전립선염)

• 성숙한 수컷 개에서 주로 발생하며, 만성 또는 급성으로 나타남.
  • Bacterial cystitis도 함께 동반할 때가 많음.
  • 전립선 농양으로 진행되면 파열과 같은 심각한 질병을 초래할 수 있음.

DDx for Bacterial prostatitis

• Prostatic neoplasia (전립선 종양)
• Prostatic cyst (전립성 낭종)
• Prostatic hyperplasia (전립선 비대증)
• Perirectal mass (직장주위 종양)
• Periprostatic mass (전립선주위 종양)
• Disease causing tenesmus (이급후증; 항문 불완전 배변감 유발 질환)
  - e.g) large intestinal disease

3. 임상적 특징

• 방광염에서 일반적인 증상
  • Typical LUTS (lower urinary tract signs) : stranguria(통증배뇨), hematuria(혈뇨), pollakuira(빈뇨), periuria(이상배뇨; 다른 곳에 소변), dysuria(배뇨통)
  • 어린 고양이의 경우 feline idiopathic cystitis 먼저 의심
  • Excessive licking (과도한 핥음)
• 급성 신우신염(APN)에서 잘 나타나는 증상
  • 발열, 식욕부진, 기력저하, 구토 + PUPD(다음다뇨)
• 급성 전립선염(acute prostatitis)에서 잘 나타나는 증상
  • Purulent/hemorrhagic urethral disharge (화농성, 출혈성 요도 분비물)
  • 발열, 식욕부진, 기력저하, 구토 + preputial edema, hindlimb edema, tenesmus(이급후증)
• Abdominal pain(복부 통증)도 나타날 수 있음

4. 진단

기준
Signalment	- APN(급성신우신염) : Boxer - Prostatitis(전립선엽) : 성숙 수컷, 평균 7-11세
문진 청취	기저질환 유무, 재발 여부 등
신체 검사	복부 촉진, 직장 촉진, 피부 검사, digital vaginal 검사 (질, 외음부 감염 있는지)
- cycstitis (방광염)	- 작고, 빈 방광 / 방광벽 비후 (*드물게 결석, 종양 등으로 방광 비대) - caudal abdominal or lumpar pain
- APN (급성 신우신염)	- flank, abdominal, sublumbar pain - kidney failure(신부전)으로 발전할 가능성
- Prostatitis (전립선염)	- 전립선의 비대칭 확장, 고통 (*드물게 양측성, 비대되지 않을 수 있음) - preputial, hindlimb edema

Urinalysis
물리적 검사	- 혈뇨 and/or 농뇨 - USG(요비중)의 variation이 큼
화학적 분석	- Dip-stick에서 혈뇨, 단백뇨
UPC ratio	- 심한 단백뇨가 확인된 경우 선택적으로
침전물 검사 (요침사 검사)	- 염증 세포 : >5 WBC/400배 시야 - 세균 확인 : 수, 모양, intra/extracellular, phagocytosis 확인 등 - Wet 검사 → 결석, dry에서 확인되지 않은 이상 세포, RBC 산재 정도

Urine culture	* 배양 의뢰 전 3-5일간 항생제 처치 중단
Indications (권장되는 상황)	- 경험적(empiric) 치료로 개선되지 않음 - 재발성(recurrent) UTIs - 급성 신우신염(APN) : Nephropyelocentesis(신우천자), blood culture 고려 - 급성 전립선염 : Prostate culture 고려 (대부분 방광천자에서 찾아지긴 함)
Urine sampling & handling (소변의 채취와 취급)	- 가장 이상적인 채취 : cystocentesis (방광 천자) - 드물게 urethral catheterization(카테터 사용)으로 대체 - 이상적인 보관 : UTT (urine culture transport tubes) + preservative (보존제) - 24시간 내 실험실 수송 권장 (보존제 있어도 <48H) - 기본 요검사는 보존제 없이 syringe 보관해도 됨.
Susceptibility testing (항생제 감수성 검사)	- ‘혈청 항생제 농도’가 기준 (‘소변 항생제 농도’와는 상이할 수 있음) - 두 가지 이상이 나오면 각 세균에 대한 테스트 다시 실시 - 소변으로 주로 배설되는 항생제의 경우, 내성이 있더라도 효과 있을 수 있음 → 항생제 약물의 대사 경로에 따라 UTI에 맞는 항생제를 사용할 수도 있음
결과 해석	- Susceptible : 항생제 치료 가능 - Intermittent : 가능할 수도 있음 (넓은 범위로는 resistant 해당) - Resistant : 치료 효과 없을 것 ※ 단, 실험실 검사(in vitro culture)와 임상 결과(in vivo efficacy)는 다를 수 있음!

Routine laboratory tests
CBC	- Leukocytosis (Neutrophilic leukocytosis with a left shift) - uncomplicated(원발성)와 달리, complicated UTI에서는 혈액학적 변화 가능성 - 기저질환, 항암치료, 면역력 저하 등으로 인해 - 또는 신우신염/전립선염을 동반할 때, 전신감염일 때
Serum biochemical profile	- Renal azotemia - 만성 신우신염은 신장을 손상시킴 → azotemia, 고인산혈증 등

Imaging (영상 진단)

Radiographs _Cystitis
	- 작은 크기의 방광 - 방광벽의 비후(thickening), irregularity

Ultrasonography (Abd) _Cystitis
	- 방광벽 비후, 우둘투둘(∵종양, polyp) - 방광 내강의 Echogenic sediment + Cystocopy(방광내시경) : 요도 → 방광 내부 감염 확률 존재
Emphysematous cystitis (기종성 방광염)	- Complicatted UTI, 당뇨 환자에서 종종 발병 - gas-producing bacteria가 방광 벽&내강에 gas accumulation - E. coli, Clostridium 등 - DM 환자에서 33, 신경 질환 환자에서 26%, 부신 질환 환자에서 19% 발생

Contrast radiography _Pyelonephritis	(contrast = 조영제 사용)
	- Mild to moderate pyelectasia (신우확장) - Distortion of renal pelvis (신우 변형)

Ultrasonography (Abd)	_Pyelonephritis
	- 대표적으로 일시적인 콩팥 비대 (renal pelvic dilation) - Ureteral dilation (요관 확장) - Blunting of the renal papilla (콩팥유두의 둔화) - Echogenic debris (내부에 고에코성 잔해) * 신우신염인데 콩팥이 축소되어 있으면, CKD나 만성 신우신염을 의심해보자. + Bacterial culture : pyelocentesis(신우천자)는 실질을 건드릴 수 있으니, 방광 sampling부터 시도

Contrast radiographs _Prostatitis
	- 전립선 비대 - 농양 - 배뇨곤란

Ultrasonography (Abd)	_Prostatitis
	- 전립선의 비대와 mild한 hyperechogenecity부터, - 심각한 비대와 mottled hyperechoic~hypoechoic pattern (얼룩덜룩한 패턴) 까지 다양함. - mottled sign → 감염, 종양 있을 때

5. 치료

• 방광 종양, 호르몬 질환 등 기저질환을 배제하고 시작. (혹은 같이 관리)
• 스테로이드/면역억제 약물을 사용하는 환자에서, 비뇨기계와 피부 감염에 취약.
• 항생제 감수성 검사 후에 처방하는 것이 바람직.
• 초기에는 항생제보다 진통제 처방 권장
  • e.g. NSAIDs - 단 신독성 존재, 유의해서 처방.

✅ Subclinical bacteriuria

• 임상 증상은 없지만 균이 방출됨. 아래와 같은 경우 잘 나타남.
  • 기저 질환이 있는 경우 - 내분비 질환, 신장 질환, 배뇨 장애(micturition disorders) 등
  • gluticorticoids, immunosuppressive 약물 복용 시
  • 회음부 요도 절개술(perineal urethrostomies) 실시 → 요도 짧아져 감염률 높아짐.
• 불필요한 항생제 처방보다는, 모니터링이 권장됨.

✅ Uncomplicate UTI

• ISCAID 가이드라인 : 5-7일 항생제 치료
• 적합한 항생제를 처방하면 이틀 안에 증상이 개선됨.
  • 소변 내에서의 세균 개선도 3-5일 내에 이루어짐.
  • 이 개선이 보이지 않으면 complicate UTI거나, 항생제를 잘못 썼거나.
• 방광염 환자에서 하루 1번 약을 먹이는 경우, 저녁에 먹이는 것을 권장함. (수면 시간 동안 충분히 약물 작용할 수 있도록)
  
• 경험적 항생제를 우선 처방해야 하는 상황도 있음. (항생제 내성 검사를 거부할 때)
• Cytology → 간균, 단간균이 다수 관찰된다

Cytology
Gram (-) 간균(rod), 단간균(bacillus)		Cephalosporins 우선적으로 고려	==E. coli, Enterobacter, Klebsiella, Proteus==, etc.
Gram (+) 구균(cocci)		Amoxicillin, Cephalospotin 우선적으로 고려	Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus, etc.

약물 처방
Amoxicillin (11-15mg/kg PO TID)	- 잘 사용하는 약물
Trimethoprim-sulfamethoxazole (15mg/kg PO BID)
Amoxicillin clavulanate (12.5-25mg/kg PO BID-TID)
Cephalexin (15-30mg/kg PO BID)	- 여기까지 4개의 약들은 Time-dependent.
Enrofloxacin (5-20mg/kg PO SID dogs, 5mg/kg PO SID cats)	시간보다는 Dose-dependent, 하루 1번 복용. - 고양이에서는 독성이 있어 고농도 사용 X - 침투력이 뛰어남 → 재발성 방광염에서 퀴놀론제 추천. 단 내성이 잘 생기니, 꼭 필요할 때만.

✅ Recurrent & Complicated Bacterial cystitis (재발성 방광염)

• 기저 질환 확인이 가장 중요. 2주 정도 지켜보며 쓰고, 치료 기간은 4주까지 잡음.
• 퀴놀론 계열 약물이 조직 침투가 잘 됨 → 신우신염, 전립선염에 효과 좋음. but 내성 주의하여 남용하지 않도록 한다.
• 재발성 → 저항성 고려하여, monitoring 시기나 치료 반응 기간을 길게 볼 필요가 있음.
  • 항생제 치료 시작 후 7일, 항생제 치료 종료 후 7일, montly basis (3번 정도)
• 항생제만으로 잘 안 듣는 경우, 보조 요법을 사용할 수 있음.
  • ‘보조 요법’인 만큼, 단독으로 치료하기엔 적절하지 않다.

보조제: Methenamine

• Methenamine mandelate, methenamine hippurate
• cyclic hydrocarbon으로, 가수분해되어 ammonia와 formaldehyde 생성
• 뇨를 산성화하여 세균 증식이 어렵게 한다.
• 단, 소변이 산성화되면 항생제 효과가 감소할 수 있다
  : Fluoroquinolones, aminoglycoside (gentamycin, amikacin)

보조제: Cranberry proanthocyanidins (PACs)

• 개나 고양이가 크랜베리 맛을 좋아하지 않아, 파우더 제제로 사용
• 방광에 대장균이 부착하는 것을 억제하는 효과가 있다.

❓ Treatment failure

치료 실패의 이유

• 부적절한 치료
• Impaired action of drugs (보호자가 약을 잘 먹이지 않아서)
  • 정 어려우면 2주 정도 가는 주사 제제로 교체 등
• 내성 균주, 기저 질환, 위장관 질환 등
• AMR (antimicrobial resistance) : 항생제 저항성 심각
  • MDR (Multidrug-resistant) bacteria : 3개 이상의 항생제 계열에서 감수성 있음. (퀴놀론 제제 등)
  • XDR (Extensively drug-resistant) bacteria : 그보다 내성 패턴이 더 강함. 1-2개 계열에서 감수성.
  • PDR (Pandrug-resistant) bacteria : 가장 심각, 거의 모든 항생제가 효능X (그래도 사람에서만큼 많지는 않음)

✅ Pyelonephritis

• 치료 기간은 4-6주 정도로 잡음.
• 조직 침투력이 좋은 항생제 사용
  • Fluoroquinolones : enrofloxacin, marbofloxacin, ciprofloxacin) - 내성 주의
  • 그 외.. trimethoprim-sulfamethoxazole, amoxicillin, cefovecin 등
• 수액 조치가 치료에 좋음 (이뇨를 도와주는 것)
• 소변 채취를 통한 모니터링 필요 (치료 시작 후 14일째, 치료 종료 후 7-14일, 이후 달마다 3번)

✅ Bacterial prostatitis

• 치료 기간은 최소 4주.
• 항생제 사용: 신우신염보다 좀 더 조직 침투 잘 되는 약물이 요구됨.
  • 조직 침투력 좋고, 단백질 결합 적게 되고, 이온화 잘 되는 약물 (아래 3가지가 대표적)
  • Fluoroquinolones : enrofloxacin (가장 많이 사용) - 안 되면 marbofloxacin
  • Trimethoprim-sulfamethoxazole
  • Chloramphenicol
  • 그 외.. amoxicillin, ampicillin, cephalosporines(cefovecin)
• 절제(중성화)가 더 근본적인 치료
• 전립선액 culture 시 실질이 섞여 있을 수 있으므로,

6. 예후

	+ 예후 인자	- 예후 인자
Cystitis	- Most uncomplicated UTIs - 적절한 치료 → Highly responsive	- Complicated UTIs - 기저 원인을 찾거나 관리 어려울 때
Pyelonephritis		(일반적으로 예후 나쁨)
Bacterial prostatitis	- 항생제 잘 쓰면 예후 good - 재발 예방이 중요; 중성화 권장

7. 예방

• Catheterizaiton 시 예방적 항생제/감염 모니터링 (재발성 UTI 환자에서는 카테터 권장X)
• 예방적 항생제 처방은 효과가 떨어지는 편
• 저용량 항생제 끊으면 바로 재발
• 유산균(probiotics)
• 다당류 - D-mannose : 세균의 부착 억제
• 보조제 - Cranberry extract, methenamine
• 중성화(castration) : 전립선염의 경우 고려