교신저자：전경명, 602-739 부산광역시 서구 아미동 1가  부산대학교 의과대학 이비인후과학교실
              전화：(051) 240-7330 · 전송：(051) 246-8668 · E-mail：chonkm@hyowon.cc.pusan.ac.kr

서     론

   정상 세균총이란 인체의 피부 및 점막에 상호 균형을 이루며 공존하고 있는 세균집단으로서 병원균과는 구별이 되며, 인간의 정상 외이도에서는 Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus auricularis, Staphylococcus capitis, Corynebacterium 등이 가장 흔히 발견되는 정상 세균총으로 알려져 있다.¹⁾²⁾
   외이도의 병원균에 대해서는 Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus가, 외이도 진균증(otomycosis)의 진균으로는 Candida albicans, Aspergillus niger가 흔한 원인으로 보고되어 왔다.³⁾ 그러나 외이도염에서 동정된 병원균에 대하여 적절한 항생제로 치료하였음에도 불구하고 감염의 조절이 되지 않는 경우를 종종 경험하게 되는데, 이런 경우 배양에서 병원균이 자란다고 하여 이를 모두 외이도염의 원인으로 단정지어도 되는 것인지 의문을 갖게 된다. 
   외이도염에서 동정된 세균을 그 원인으로 규정하기 위해서는 정상 외이도의 생리 및 정상 세균총을 규명하는 것이 필수적이다. 이미 외이도의 정상 세균총 및 병원균에 대한 많은 연구들이 있어 왔으나, 그 분포가 인종, 지역 및 시대적 조건에 따라 달라질 수 있음에도 불구하고 현재까지 한국인을 대상으로 한 외이도 정상 세균총의 균종 동정은 거의 보고된 바가 없었다. 이에 저자는 한국인의 외이도 정상 세균총을 밝히고 이를 이미 알려진 병원균과 비교하고자 하였다.

대상 및 방법

   2003년 2월에서 5월 사이, 22세에서 79세(평균 29세)의 귀질환의 기왕력이 없고 병원에서 근무하지 않은 45명의 성인(남자 26명, 여자 19명)의 일측 외이도에서 면봉 도말(swab smear)한 검체와 이구(cerumen)를 채취하였다. 과거력이나 검체 채취 당시 귀질환의 증거가 없고, 국소 소견상 고막이 정상 소견이며 분비물이 없는 건강한 성인을 대상으로 하였다.
   면봉 도말 채취시에는 소독 면봉을 멸균 생리식염수에 적신 후 소독된 이경을 장착하여 외이도의 외측 1/3에 닿지 않도록 주의하였고, 이구 채취시에는 습형 이구를 가진 사람은 제외하였다. 45귀 중 8귀에서는 적절한 양의 이구를 채취하지 못하여, 45개의 외이도 면봉 도말 검체와 37개의 이구 검체를 얻었다.
   외이도 면봉 도말 검체는 즉시 세개의 고형배지인 혈액한천배지, chocholate 한천배지, MacConkey 한천배지에 접종하였고, 이구는 1.5 cc 생리식염수에 녹인 후 접종하였다. 접종한 배지는 4시간 이내에 검사실로 수송하였고, 즉시 다음 단계로 진행하였다. 
   37℃, 5% CO₂ 조건하에 3일간 배양하여 얻은 집락(colony)을 그람 염색, catalase 시험, oxidase 시험으로 각각을 구분하고, 미생물 자동화 분석 기기인 Vitek 1 system (BioMrieux, France)의 GPI card, GNI card를 최종 동정에 사용하였고, 집락의 특성 및 그람 염색, catalase 시험, oxidase 시험상 일부 Corynebacterium으로 구분된 것들은 API coryne kit(BioMrieux, France)로, 진균은 슬라이드 배양으로 최종 동정하였다.

결     과

면봉 도말에서 검출된 균종
   총 45개의 검체 중 3개(6.7%)에서는 어떠한 균도 자라지 않았고, 한 종류의 균종이 배양된 경우가 16개(35.6%), 두 종류의 균종이 배양된 경우가 21개(46.7%), 세 종류의 균종이 배양된 경우가 5개(11.1%)로 2종류의 균이 배양된 경우가 가장 많았다(Table 1).
   균이 검출된 42개 검체에서 총 72종의 균이 분리되었고, 그 중 84.7%가 그람 양성균이였다(Table 2).
   분리된 72종의 균중 55종(76.4%)이 그람 양성 포도상구균(Staphylococcus)이었다. 그 중에는 S. capitis가 가장 많이 분리되었고, S. epidermidis와 그 외의 coagulase-negative staphylococci(CNS)가 분리되었다. 이 밖에는 S. aureus, Coryneform bacteria, Erysipelothrix rhuiopathiae, Aspergillus, Penicillium 등이 소수 분리되었다(Table 3).
   두 종류의 균이 혼합되어 있었던 19개의 검체에서는 S. capitis와 S. epidermidis의 혼합균이 7개에서 검출되어 가장 많았고 그 외 혼합균은 1~2개 검체에서만 분리 되었다(Table 4).
   세 종류의 균이 혼합된 것은 3개 검체이고 균종은 S. capitis+S. simulans+S. auricularis가 1개, S. auricularis+S. capitis+Penicillum spp.가 1개, S. capitis+C. xerosis+Aspergillus가 1개였다(Table 4).

이구에서 검출된 균종
   총 37개의 이구 검체 중 11개(29.7%)에서 어떠한 균도 자라지 않았고, 한 종류의 균종이 배양된 경우가 10개(27.0%), 두 종류의 균종이 배양된 경우가 15개(40.5%), 세 종류의 균종이 배양된 경우가 1개(2.7%) 검체로 2종류의 균이 배양된 경우가 가장 많았으며, 이는 면봉 도말과 같은 결과를 보였다(Table 1).
   균이 자란 26개의 이구에서 총 43종의 균이 분리되었고, 그 중 76.7%가 그람 양성균이었다. 외이도 면봉 도말, 이구 모두 그람 양성균이 가장 많이 동정되었다(Table 2).
   분리된 43종의 균 중 32종(74.4%)이 그람 양성 포도상구균이었다. 그 중에는 S. capitis가 가장 많이 분리되었고, S. haemolyticus, S. auricularis 및 그 외의 CNS가 분리되었다. 이 밖에는 Acinetobacter wolffi, Aspergillus, Streptococcus oralis 등이 소수 분리되었다. 면봉 도말에서는 분리되지 않았던 그람 음성균인 Acinetobacter wolffi가 이구에서는 분리되었다(Table 3). 
   두 종류의 균이 혼합되어 있었던 13개의 검체에서는 S. capitis와 S. haemolyticus의 혼합이 3개, S. capitis와 S. auricularis가 2개이고 그 외는 1개씩 이었다. 그러나 이구에서는 3종의 균이 혼합된 예는 없었다(Table 4). 

고     찰

   Perry와 Nichols⁴⁾는 외이도의 정상 세균총은 성별, 계절, 기후 및 인종에 따라 유의한 차이가 없다고 하였으며, 본 연구에서 확인된 외이도 정상 세균총들 역시 대부분이 coagulase-negative staphylococci(CNS)였고, 그 외의 균종으로는 Corynebacterium이 가장 많이 동정되어 다른 보고들과 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 세부 균종 분포에 있어서는 Campos 등¹⁾의 보고에서는 S. epidermidis, Corynebacterium 순으로, David 등²⁾의 보고에 의하면 S. auricularis, S. capitis, Trucella otitidis 순으로 흔히 발견된 것에 비해 본 연구에서는 외이도 면봉도말에서는 S. capitis, S. epidermidis, S. auricularis, Corynebacterium의 순으로, 이구에서는 S. capitis, S. haemolyticus, S. auricularis의 순으로 동정되어 상대적으로 외국의 보고에 비해 Corynebacterium이 적게 발견되었다.
   두 가지 이상의 균이 동정되었던 경우에서는 외이도 면봉 도말의 경우 S. capitis+S. epidermidis, S. capitis+S. auricularis, S. capitis+S. simulans의 조합 순으로 많았고, 이구에서는 S. capitis+S. auricularis, S. capitis+S. haemolyticus, S. capitis+S. epidermidis 순을 보여 많이 동정된 균종의 혼합이 우세하였다. 또한 CNS가 아닌 세균은 모두 CNS와 함께 발견되었으며 단독 동정된 경우는 없었다.
   한편, 외이도염을 일으키는 주 병원균으로는 Pseudomonas aeruginosa, S. aureus 등의 세균과 Aspergillius niger, Candida albicans로 대표되는 진균이 알려져 있는데,³⁾⁵⁾ 본 연구에서는 P. aeruginosa는 동정되지 않았고 S. aureus, Aspergillus, Penicillium 등은 드물게 동정되었다. 이는 외이도염에서 발견되는 P. aeruginosa의 높은 발현빈도를 고려할 때 정상 외이도내에서 너무 드물게 발견된 것이며 Hardy 등⁶⁾의 연구에서도 이와 같은 결과를 보였다. Perry와 Nichols⁴⁾는 외이도염이 없는 건강한 사람을 대상으로 P. aeruginosa 현탁액으로 외이도를 직접 오염시키고 일주일 뒤에 관찰하여도 외이도염이 없을 뿐 아니라 외이도 도말 검사상에도 P. aeruginosa는 거의 발견되지 않는다는 결과를 얻었다. 이는 병원균은 건강한 외이도에서는 증식이 억제되는 것으로 보아야 할 것이며 단순한 병원균의 존재가 외이도염을 일으키는 것이 아니라 건강한 외이도의 방어벽을 파괴하는 물리적, 화학적 요인이 함께 관여함을 증명하는 것이다.
   이구는 외이도 외측 1/3에 있는 피지선, 이구선 및 땀샘의 분비물에 의해 만들어지며 그 방어기전은 지방성분이 많기 때문에 물기가 잘 스며들지 못하게 하고, 분비물이 산성막을 형성하여 세균이 잘 증식할 수 없으며, 리소자임(lysozyme)을 함유하고 있어 항균성을 지니고 있는 것으로 설명되고 있다.¹⁾⁷⁾ 본 연구에서는 외이도 도말검체와 이구 검체에서 그 균종 분포에는 유의한 차이를 보이지 않았으나 발견된 균종수에 있어서는 그 차이를 보였다. 균이 자라지 않은 검체가 외이도 도말검체에서는 45개의 검체 중 3개(6.7%), 이구 검체에서는 37개의 검체 중 11개(29.7%)였고, 각 검체에서 동정된 균종수를 비교해 보면 외이도 도말검체에서는 평균 1.6종(SD=0.75), 이구 검체에서는 평균 1.2종(SD=0.9)의 균이 동정되었으며, Mann-Whitney 검정상 두 검체간에 통계학적으로 의미있는 차이를 보여(p=0.033) 이구가 세균의 증식을 억제하는 외이의 방어기전의 하나임을 확인할 수 있었다.
   집락 형성은 보였으나 균종을 동정할 수 없었던 경우는 그 집락의 형태학적인 면으로 추정해 볼 때 자동 분석기기로는 해석할 수 없었던 CNS일 것으로 생각된다. 본 연구에 최종 동정방법으로 사용한 자동 분석기기 Vitek 1은 card와 AMS(auto microbiology system)으로 구성되어 있다. Filter를 이용해 각종 시약 및 배지가 담긴 card 내의 수십개의 well에 미생물 현탁액을 넣고 밀봉한 후 Reader/Incubator에 넣으면 배양 30분마다 reader가 card의 자료를 읽어 컴퓨터가 자동으로 동정할 수 있게 된다. 이러한 방법들은 하나 하나의 반응은 전통적인 방법과 비슷하며, 많은 종류의 반응을 한번에 시험하여 그 해석을 컴퓨터에 의존하므로 정확한 동정이 가능하고 예측하지 못한 균종을 찾아낼 수 있다는 장점이 있어 정상 세균총을 동정하는데 유리한 점이 있으나, 반대로 대부분의 자동화시스템은 병원균을 잘 찾아낼 수 있도록 기본정보가 입력되어 있다는 한계도 있다. Calvo 등⁸⁾은 자동화 시스템으로 동정되지 않았던 CNS가 후에 병원균으로 밝혀진 경우를 보고한 바가 있다.
   본 연구에서 가장 많이 동정된 CNS는 인간의 피부와 점막의 정상 세균으로 알려져 있다. 예를 들면 S. capitis는 두부, S. auricularis는 외이도의 상재균이다.⁹⁾ 현재까지 총 32종의 CNS가 보고되어 있고, 이중 대표적인 감염균은 피부감염에서 S. epidermidis, 요로감염에서 Staphylococcus saprophyticus이며,¹⁰⁾ 그 외 Patel 등¹¹⁾이 심내막염에서 보고한 Staphylococcus ludunensis, Calvo 등⁸⁾이 골수염에서 보고한 Staphylococcus schleiferi 등이 있다. 
   S. epidermidis가 foreign-body-associated infection의 주 원인균으로 보고되기 전까지 1차 배양에서 CNS가 동정되면 이는 오염으로 간주하고 더 이상의 동정을 진행하지 않았다. 그러나 CNS가 병원감염의 주 원인균으로 주목받기 시작하면서 배양과정에서 CNS가 동정되면 이것이 임상적으로 유의한 것인지 오염으로 간주할 것인지를 판단하는 것이 검사실의 중요한 문제로 대두되고 있다. 하지만 오염균과 병원균을 구별하는 것이 쉽지 않을 뿐 아니라 진단이 된다 하더라도 CNS로 인한 감염은 대다수의 CNS가 다약제 내성(multi-drug resistance)을 보이므로 그 치료가 쉽지 않다.¹⁰⁾ 
   Perry와 Nichols⁴⁾는 외이도염의 원인이 세균만인지에 대해 확실하지 않다고 주장하였다. 적어도 1년 이상의 집중 치료(전신적 항생제 투여, 국소 항생제 또는 스테로이드제 이점액, 항생제 또는 스테로이드제 연고, 세균배양으로 증명된 경우는 항진균 연고 등을 조합한 약물 치료 및 반복적 외이도 분비물 흡인)에도 불구하고 외이도염이 지속될 때 만성 불응성 외이도염(chronic refractory external otitis)라 하며,¹²⁾ 이런 경우 병원균 외의 다른 요인들이 작용하고 있을 것이라 가정해 볼 수 있다.
   McLaurin 등¹³⁾은 외이도염의 만성화와 재발에는 두가지 요인, 즉 상피의 연속성 파괴와 산성에서 알칼리성으로의 외이도 산도(pH)의 변화가 관계한다고 하였다. Devesa 등¹⁴⁾ 역시 만성 외이도염을 가진 환자에서 정상인에 비해 외이도의 산도가 더 높음을 보고하였다. 위장관에서는 이미 밝혀진 바와 같이 장기간의 항생제 복용으로 인해 위장관의 중요 방어막의 하나인 장내 세균간의 균형이 깨어진 상태에서 상재균이 과증식하여 장염의 증상과 증후를 일으킬 수 있다.¹⁵⁾ 불응성 외이도염 역시 이와 유사하게 정상 외이도의 방어막이 파괴된 상태에서 지속된다는 사실로부터 정상 세균총이 불응성 외이도염의 병태생리에 관여할 수 있을 것으로 추정되며 향후 이에 대해 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

결     론

   한국인에서 외이도 정상 세균총의 분포를 알기 위해 건강한 45명의 정상 외이도에서 얻은 면봉 도말검체와 이구검체를 배양하여 균을 동정한 결과 두 종류의 검체에서 모두 coagulase-negative-staphylococci(CNS)가 가장 많이 동정되었으며 그 중에서도 S. capitis가 가장 많이 동정되었다(면봉도말 34.7%, 이구 32.5%). 그 외 분리된 균종들은 외이도 도말과 이구에서 다소 차이가 있었으나 S. epidermidis, S. auricularis 등이 주로 동정되었고, Pseudomonas aeruginosa나 S. aureus로 대표되는 외이도염의 주 원인균들은 거의 발견되지 않았다. 정상 세균총인 CNS가 외이도의 정상 방어막이 파괴된 상태에서 불응성 외이도염(refractory external otitis)의 원인으로 임상적으로 의미를 가질 수 있는지에 대해서는 추가적인 연구가 더 필요할 것으로 생각된다.

1. Campos A, Arias A, Betancor L, Rodriguez C, Hernandez AM, Sierra A. Studies of common aerobic flora of human cerumen. J Laryngol Otol 1998;112:613-6.

2. David W, Peter S, Joseph D, Wayne B. Microbiology of external auditory canal. Laryngoscope 2001;111:2054-9.

3. Hawke M, Wong J, Krajden S. Clinical and microbiological feature of otitis externa. Acta Otolaryngol 1984;13:289-95.

4. Perry ET, Nichols AC. Studies on the growth of bacteria in the human ear canal. J Invest Dermatol 1956;27:165-70.

5. Amigot SL, Gomez CR, Luque AG, Ebner G. Microbiological study of external otitis in Rosario City, Argentina. Mycoses 2002;46:294-7.

6. Hardy AV, Mitchell RB, Schreiber M, Hoffert WR, Yawn E, Young F. Bacteriological studies of otitis externa: 1951, 1952, 1953. Laryngocspe 1954;64:1020-4.

7. Yavuz SP, Candan O, Yucel A, Kemal G, Murat U, Cengiz O. Has cerumen a protective role in recurrent external otitis? Am J Otol 2003; 24:209-12.

8. Calvo J, Hernancez JL, Farinas MC, Garacia-Palomo D, Aguero J. Osteomyelitis caused by Staphylococcus schleiferi and evidence of misidentification of this staphylococcus species by an automated bacterial identification system. J Clin Microbiol 2000;38:3887-9.

9. Betty AF, Daniel FS, Alice SW. Infections of eye, ear and sinus. In: Forbes editor. Bailey & Scott's Diagnostic Microbiology. 10th ed. St. Louis: Mosby Year Book;1998. p.340-9.

10. Christof von E, George P, Christine H. Pathogenesis of infections due to coagulase-negagive staphylococci. Lancet Infect Dis 2002;2:677-85.

11. Patel R, Diper KE, Rouse MS, Uhl JR, Cockerill FR 3rd, Stechelberg JM. Frequency of isolation of Staphylococcus lugdunensis among staphylococcus isolates causing endocarditis: A 20-yrs experiences. J Clin Microbiol 2000;38:4262-3.

12. Sharp HR, Oakley RJ, Padgham ND. The cantebury technique for canaloplasty via an endaural approach in the surgical management of chronic refractory otitis externa. J Laryngol Otol 2002;117:195-7.

13. McLaurin JW, Raggio TP, McHugh-Simmons A. Persistent external otitis. Laryngoscope 1965;75:1699-707.

14. Devesa PM, Willis CM, Capper JW. External auditory canal pH in chronic otitis externa. Clin Otolaryngol 2003;28:320-4.

15. Jabbar A, Wright RA. Gastroenteritis and antibiotic-associated diarrhea. Prim Care 2003;30:63-80.