급성 신손상(Acute Kidney Injury): 진단

정의 

• Oliguria : 24시간 소변 < 400cc (Polyuria 24시간 소변 > 3L) 

• 만성콩팥병과 감별[→ 만성콩팥병을 시사하는 소견] 
  1. 초음파에서 양쪽 콩팥의 크기가 감소 또는 
  2. 혈액손실 없이 normocytic anemia 또는 
  3. Bone X ray 에서 신성골이영양증 또는 
  4. 고인산혈증과 저칼슘혈증에 의한 이차성 부갑상선 항진증

급성 신손상과 만성 콩팥병을 구별하는 것은 매우 중요한데 왜냐하면 급성과 만성의 치료가 다르기 때문입니다. SCr의 상승소견(Azotemia)을 있을 때, 기저(baseline) Scr 값을 알고 있다면 쉽게 급성과 만성을 구별할 수 있지만 실제로 기저 SCr의 값을 알 수 있는 경우가 많지 않습니다. 기저 Scr을 모르는 상태에서 급성인지 만성인지를 감별하는 가장 중요한 방법 중 하나가 신장의 크기를 보는 것입니다. 보통 급성 신손상은 신장의 크기가 정상이거나 증가하지만 만성콩팥병의 경우에는 크기가 감소해있습니다. 하지만 만성 콩팥병임에도 신장 크기가 증가하는 질환들이 있는데, 이 때는 신장의 크기로만은 만성과 급성을 구별할 수 없습니다. 만성 신장병임에도 신장의 크기가 증가하는 질환으로는 Diabetic Nephropathy, ADPKD, Amyloidosis, HIVAN 등이 있습니다. 

급성신손상의 원인에 따른 분류 (X3) 

• 전통적으로 급성콩팥손상을 세가지로 분류한다.
  1. 콩팥자체에는 전혀 문제가 없는 상태로 콩팥으로 유입되는 혈류가 충분하지 못해 발생하는 신전 급성콩팥손상 (Prerenal AKI)
  2. 콩팥의 실질에 문제가 발생하는 내인성 급성콩팥 손상 (Intrinsic AKI)
  3. 콩팥에서 만들어진 소변이 배출되는 방광을 포함하는 요로에 문제가 발생하는 신후성 급성콩팥손상(Postrenal AKI) 

Prerenal AKI 

Hypovolemia 

1. Renal loss : 이뇨제, osmotic diuresis, mineralcorticoid defeciency
2. Extrarenal loss : GI loss(구토, 설사), Insensible loss, Extravascular sequestration(화상, 췌장염, 심한 저알부민증)
3. 출혈

Cardiac output 감소

Effective circulating volume 감소 

• Hepatorenal Syndrome 

Renal autoregulation을 저해하는 약제

• NSAIDs(afferent vasodilatation 유발하는 Prostaglandin을 억제)
• ACEi/ARB(efferent vasoconstriction 유발하는 Angiotensin II 억제)
• Cyclosporine, tacrolimus (renal arteriole vasoconstriction) 

• Hypovolemia 또는 cardiac output 감소 시에는 콩팥으로 유입되는 혈류의 양이 감소해 GFR이 감소할 수 있다. 하지만 신장의 혈류가 감소할 때, 수출 세동맥을 수축하거나 (angiontensin에 의해) 수입세동맥을 이완한다면(prostaglandin) 사구체 내 혈압이 높아져서 사구체 여과율을 유지할 수 있다. 만약 수입세동맥의 이완 작용을 하는 prostaglandin을 억제하는 NSAIDs 를 투약하거나 수출세동맥의 수축을 일으키는 angiotensin을 억제하는 ACEi/ARB를 사용하면 사구체여과율은 감소하고 그 결과 신전성 급성신손상이 발생하는 것이다. 

NSAIDs를 복용한다고 모두 급성 콩팥손상이 발생한다면 이 약은 벌써 퇴출됐겠죠--;;; 

특별히 NSAIDs를 복용하면 안 되는 환자들이 있습니다. 대표적으로 고혈압, 고령, 만성신장병 또는 동맥경화가 있는 환자들인데, 이런 환자들은 수입세동맥이 동맥경화로 좁아져 있기 때문에 우리 몸에서 사구체 여과율을 유지하기 위해서 수입세동맥을 최대한 확장하고 있습니다. 그런데 NSAIDs를 투약하면 이런 생리적 반응을 억제해서 수입세동맥이 상대적으로 수축하면서 사구체 여과율이 떨어지는 일이 발생하는 것입니다. 

ACEi /ARB를 쓰는 중요한 이유는 수출세동맥을 이완시켜 사구체에 걸리는 압력을 줄이는 것입니다. 사구체에 압력이 덜 걸리면 사구체 손상이 줄어들기 때문이죠. 하지만 사구체에 압력이 덜 걸리면 여과율이 떨어지고 혈청 크레아티닌은 상승하게 됩니다. 기저 크레아티닌의 50%이상 상승하지 않으면 약제를 일반적으로 유지하지만 양쪽 신혈관 협착이 있는 경우에는 ACEi/ARB 투약은 금기입니다. 그리고 ACEi/ARB를 복용하고 있는 환자에서는 NSAIDs를 투여하면 엎친데 덮친격으로 사구체여과율은 더 많이 떨어집니다.    

• NSAIDs 를 투약할 때 발생할 수 있는 신장 질환
  • AKI : prerenal(limit vasodilation of afferent arteriole) or Intrinsic(Acute interstitial nephritis) 
  • Nephrotic Syndrome : MCD, MGN 
  • CKD : Chronic interstitial nephritis (anagelsic nephropathy) 
  • Edema, Hyponatremia, Hyperkalemia 

신전성 급성 신손상은 단어가 뜻하는 처럼 신장 실질인 사구체나 tubulointerstium 에 병변이 발생하지 않고 신장으로 가는 혈류의 양이 부족해서 발생하는 것을 의미합니다. 따라서 정의상으로 신전성 급성콩팥손상은 콩팥으로 유입되는 혈류만 회복되면 이전의 정상상태로 돌아갈 수 있는 가역적 상태입니다. 하지만 만약 신혈류 감소가 오래되거나 혈류 감소가 심한 경우에는 콩팥의 실질자체에도 손상이 발생하는 내인성 급성 신손상(Ischemic ATN)이 발생할 수 있습니다. 그래서 신전성 콩팥손상과 내인성 콩팥손상을 한 질환의 스펙트럼이라고 생각하기도 합니다.     

Intrinsic AKI

• 콩팥은 ①사구체(콩팥토리), ②혈관, ③신세뇨관과 그주변의 콩팥간질 으로 이루어져 있다. 이 중에서 사구체 병변으로 급성 신손상이 발생할 때, 급성사구체 신염(Acute Glomerulonephritis, AGN)으로 콩팥토리 질환에서 다룰 예정이다. 신세뇨관과 간질의 병변으로 인한 급성 신손상은 유발원인에 따라 다시 3가지(허혈성, 패혈증, 독성)로 분류할 수 있다. 

• 특히 신전성 급성 신손상의 연속선상에 있는 허혈성 콩팥손상이 내인성 중 가장 흔하며, 이를 Acute Tubular necrosis (ATN) 이라고 한다. 

ATN은 허혈로 인한 내인성 급성 콩팥손상을 지칭하는 단어이지만 넓은 의미로 AKI를 대신해 사용하기도 합니다.

Ischemia (Acute tubular necrosis, ATN)

• Prerenal azotemia가 장기간 지속되면서 신장이 허혈성 손상(ischemic injury)을 받는다.
• outer medulla에 존재하는 근위 세뇨관의 S3 segment와 Henle loop의 thick ascending limb 이 가장 취약.
  1. postoperative AKI : 수술 중 저혈압과 출혈로 인해 발생, 특히 Cardiopulmonary bypass하는 심장수술, aortic cross clamping하는 혈관수술, 복강내 수술. 
  2. Burn  
  3. Acute Pancreatitis : 화상과 췌장염은 매우 심각한 Hypovolemia를 유발하며 급성염증 (SIRS)과 intraabdominal hypertension을 동반해서 콩팥 실질에 손상을 유발.

Sepsis and infection 

• 신세뇨관에서 염증반응이 일어나 직접적으로 콩팥에 손상 발생.  

Nephrotoxins : 외인성, 내인성, 기타 

외인성

조영제(CT촬영 시) 

• 위험인자 
  1. 만성신장병환자에서 주로 발생(특히 당뇨병이 같이 있을 때) 
  2. 고령   
  3. 유효순환량이 감소된 경우
  4. 조영제 사용양(많을 때)
  5. high osmolar 조영제

조영증강 CT를 찍기전에 반드시 혈청 크레아티닌을 측정해서 만성콩팥병이 있는지 확인해야 합니다.

• 임상양상
  • 조영제 사용 24-48시간 후에 발생하여 3-5일에 크레아티닌이 정점을 이루어 7일째 회복.
  • 대부분 경미하지만 투석이 필요할 수도 있음. 
  • Prerenal AKI 형태로(FeNa<1%) 나타남. 

• 예방 ① 0.9% normal Saline ± sodium bicarbonate (소변양 유지)   m/i  ② N-acetyl cysteine 

MRI 찍을 때 사용하는 조영제(gadolinium)는 CT에 사용하는 조영제로 인한 콩팥손상을 일으키지 않습니다. 단, NSF(nephrogenic systemic Fibrosis)를 유발하는 것으로 알려져 있지만 매우 드물게 발생합니다.

항균제 

• Aminoglycoside, Amphotericin B, Acyclovir(특히 정맥주사시)/Tenofovir, (Vancomycin); beta lactam(PC, Cephalosporin), rifampin, quinolone  

beta lactam, rifampin, quinolone은 급성 세관 사이질 신염을 유발하는데 임상적으로 혈청 크레아티닌이 증가하는 급성콩팥손상으로 나타납니다. 콩팥세관사이질 질환에서 다시 다룰 예정입니다.

항암제 

• Cisplatin/Carboplatin, Gemcitabine, Bevacizumab 

약물 중독

• Ethylene Glycol 

내인성 

: myoglobin/hemoglobin, myeloma light chain, uric acid

1. 횡문근 융해증 : skeletal muscle cell가 파괴되면서 muscle cell내의 myoglobin이 나와서 콩팥손상유발. 
   • 원인 : traumatic crush injury, 근육허혈 유발하는 정형외과 또는 혈관 술후, 지속되는 간질, heat stroke, 감염, 근육병증, 알콜올 중독, statin약 등.
   • 검사 소견 :  소변 혈뇨(Urine dipstick(+) 그러나 microscopy에서 no RBC), 혈액 CPK, myoglobin, K, P, uric acid 상승, Ca 감소     
2. 다발성 골수종 
3. 종양융해 증후군 : high grade lymphoma, ALL 항암치료 후 발생. 

기타

: 알레르기성 세관사이질 신염 (Allergic interstitial nephritis, AIN)

AIN역시 항균제로 인한 급성 세관 사이질 신염과 마찬가지로 혈청 크레아티닌이 증가하는 급성콩팥손상으로 나타납니다. 콩팥세관사이질 질환에서 같이 다룰 예정입니다.

Postrenal AKI : 소변 유출로가 막혀서 역행성 수압이 걸려 GFR이 떨어진다.

1. Bladder obstruction : BPH/prostate cancer, anticholinergic drugs, neurogenic bladder, obstructed foley catheters, urethral strictures 
2. Pelvoureteral obstruction : 양쪽 콩팥의 소변 유출이 모두 막혔을 때 발생함. (한쪽 콩팥의 유출로만 막히는 경우 반대쪽 콩팥을 통해 소변이 배출되어 급성콩팥손상이 발생하지 않음) 또는 한쪽 신장 기능이 완전하지 않은 상태에서 나머지 한쪽의 콩팥의 유출로가 막히는 경우에 발생함. 원인으로 신석, 종양, extrarenal compression(eg. retroperitoneal fibrosis, inadvertent surgical damage, neoplasia) 등이 있음. 

급성 콩팥손상 원인 감별 

• 혈액검사에서 혈청 Creatinine이 상승해 있을 때(Azotemia)  
• 초음파로 신후성 신손상, 만성신장병 감별
  (소변양이 감소한 경우에는 도뇨관을 삽입해서 신후성 신손상 감별) 

신전성 급성 콩팥손상 vs 내인성 급성콩팥손상 감별

병력과 신체진찰

• 신전성 시사소견 
• 병력 : 구토/설사, 다뇨, 약물복용력(이뇨제, ACEi/ARB, NSAIDs)
• 신체진찰 : 기립성 저혈압, 빈맥, 피부긴장도 감소, JVP감소, dry mucous membrane 

혈액, 소변 검사 

혈액 BUN/Cr 20:1 이상인 경우, Prerenal 시사

• 신장으로 유입되는 혈류가 감소하면서 Urea recycling 이 증가해서 BUN이 증가 
  • prerenal AKI이외 BUN이 증가하는 경우 : 위장관 출혈, glucocorticoid 사용, 경관영양

소변 검사 소견 

FENa : 사구체에서 여과된 Na 중에서 재흡수되지 않고 소변으로 배설된 Na의 비율(Fraction) 을 의미.

급성신손상 단원에서 가장 중요한 내용은 신손상의 원인이 신전성인지 내인성인지를 감별하는 방법입니다. Prerenal AKI는 세뇨관이 정상적으로 작동하기 때문에 신혈류가 감소하면 (1)세뇨관에서 Na을 재흡수하고 (2) 소변을 농축시켜 신장으로 들어가는 혈류를 회복하려합니다. 

(1) 소변의 Na 양을 통해 Na이 얼마나 재흡수되는지 알 수 있지만 측정시 소변의 농축정도에 따라 차이가 날 수 있기 때문에 소변의 농축정도를 보정하기 위해 FeNa라는 계산식으로 이용합니다. 만약 FeNa가 1%보다 작다면 콩팥은 몸에 Na을 보존하기 위해 재흡수가 증가한 것을 의미하며 곧 신전성 신손상을 시사하는 소견입니다. (2) 신전성에서는 소변을 최대한 농축하기 때문에 요삼투압이 증가합니다. 

반면 intrinsic AKI는 세뇨관이 손상을 받기 때문에 (1) Na 재흡수와 (2) 요농축기능에 문제가 발생해서 소변 Na농도와 FeNa는 증가하고, 요비중, 요삼투압은 감소합니다. 그러나 이뇨제를 투약 중이거나 만성콩팥손상을 기저질환으로 갖고 있는 상태에서 급성콩팥 손상이 발생한 경우(AKI superimposed on CKD)에는 FeNa를 신전성과 내인성을 감별하는데 사용할 수 없습니다. 임상에서는 소변지표를 참고자료로 사용하고 진단적 치료 목적으로 수액을 정맥투여해서 혈청 크레아티닌이 감소하거나 소변양이 증가하면 Prerenal AKI라고 생각합니다. 

• 특징적인 소변 침사(Urine Sediment) 소견
  1. Hyaline cast : prerenal AKI 
  2. Muddy brown granular cast or tubular epithelial cell cast : ATN 
  3. RBC cast : Glomerulonephritis 
  4. WBC cast : interstitial nephritis
  5. Uric acid crystal : acute uric acid nephropathy(tumor lysis syndrome)
  6. Oxalate crystal : Ethylene glycol intoxication, Acute oxalate nephropathy  
  7. Urine eosinophil : interstitial nephritis, atheroembolic disease 

콩팥조직검사

• Prerenal, postrenal AKI가 아니고 intrinsic AKI인데 원인이 불명확한 경우에만 고려.  
• 특히 intrinsic AKI중에서 조직검사를 통해서 치료의 방향이 변할 수 있는(치료 가능한) 질환이 의심될 때
  (eg. glomerulonephritis, vasculitis, interstitial nephritis, myeloma kidney, HUS/TTP) 

참고자료

• 해리슨 20/e(2018). 48장, 304장