원추각막
1. 개요
원추각막은 각막이 얇아지고 원뿔 형태로 변형되어 시력 저하를 유발하는 질환이다. 18세기부터 연구가 시작되어 19세기에 질환의 개념이 정립되었으며, 유전적, 환경적 요인이 복합적으로 작용하여 발생한다. 초기에는 안경이나 콘택트렌즈로 시력 교정이 가능하지만, 진행되면 각막 이식술이 필요할 수 있다. 증상으로는 시야 흐림, 난시, 복시 등이 나타나며, 각막 지형도 검사 등을 통해 진단한다. 치료법으로는 콘택트렌즈, 각막 링 삽입술, 각막 콜라겐 교차 결합술 등이 있으며, 심한 경우 각막 이식을 시행한다.
2. 역사
1748년 독일의 안과의사 부르차르트 마우차르트는 박사 학위 논문에서 staphyloma diaphanum (포도종 중 투명한 것)이라는 이름으로 원추각막의 사례를 처음 기술했다. 1854년 영국의 의사 존 노팅엄은 원추각막을 명확하게 묘사하고 다른 각막확장증과 구별했다. 그는 '원추형태의 각막'이라는 병례를 소개하며 복시, 각막의 얇아짐, 교정용 렌즈 선택시의 어려움 등과 같은 원추각막의 고전적 특징에 대해 기술하였다.
1859년 영국의 외과의사 윌리엄 보먼은 헤르만 폰 헬름홀츠가 발명한 검안경을 사용하여 원추각막을 진단했으며, 어떤 각도에서 검안경을 비추어야 각막의 원추형태를 가장 잘 관찰할 수 있는지 설명했다. 보먼은 또한 미세한 갈고리 모양의 바늘을 이용해 홍채를 잡아당겨 동공을 고양이의 동공처럼 수직으로 긴 슬릿 형태로 만들어 시력을 회복시키는 방법을 시도했으며, 이 방법을 통해 18세 여자 환자가 20cm 거리에서 손가락의 개수를 셀 수 없던 상태에서 시력이 회복되었다고 보고했다.
1869년 스위스의 안과의사 요한 호르너는 "원추각막의 치료에 대하여"란 제목의 논문을 집필했으며, 이때부터 지금의 병명을 사용하기 시작하였다. 당시의 치료법은 독일의 안과의사 알브레히트 폰 그레페가 제창한 방법으로, 질산은으로 각막을 연소시킨 뒤 축동제와 압박붕대를 사용하여 물리적으로 각막 형태를 만드는 것이었다. 컨텍트렌즈가 탄생하자 1888년부터 즉시 이를 원추각막 치료에 사용하기 시작하였으며, 프랑스의 안과의사 외젠 칼트는 유리로 만든 하드렌즈를 이용해 각막을 압박하여 시력을 회복시키는 방법을 사용하였다. 이후 20세기에 접어들면서 원추각막에 대한 연구는 질환 자체에 대한 이해와 치료 방법의 다양화라는 두 분야 모두에서 진전을 이루기 시작하였다.
3. 원인
원추각막의 원인은 아직 명확하게 밝혀지지 않았지만, 유전적, 환경적, 세포적 요인 등 다양한 요인이 복합적으로 작용하는 것으로 보인다.
주요 발병 기전:
* 보우만막 손상: 각막 상피와 각막 기질 사이에 있는 보우만막이 점진적으로 얇아지면서 각막 구조가 약화된다.
* 세포 및 구조 변화: 각막 상피와 기질이 접촉하면서 세포 및 구조적 변화가 일어나 융기 및 흉터가 생긴다.
* 퇴행 및 회복: 각막 내에서 얇아지는 부위와 회복되는 부위가 공존하며, 콘택트렌즈 마찰은 흉터 발생 가능성을 높인다.
* 효소 불균형:
* 콜라겐을 분해하는 프로테아제 활성이 증가한다.
* 프로테아제 효소 억제제의 유전자 발현은 감소한다.
* 알데히드 탈수소 효소 활성 감소로 활성 산소가 축적되어 각막 손상을 유발할 수 있다.
* 각막 약화: 각막 두께와 생체역학적 강도가 감소하고, 콜라겐 층 배열과 섬유 방향이 파괴된다.
* 염증 반응: 딱딱한 콘택트렌즈 착용 시 염증성 사이토카인(IL-6, TNF-알파, ICAM-1, VCAM-1 등)이 과발현될 수 있다.
유전적 요인:
* 가족력, 일란성 쌍둥이 발병 사례 등으로 유전적 소인이 관찰된다.
* 가까운 가족의 발병 빈도는 일반인보다 높으며(6~19%), 상염색체 우성 유전 모델이 유력하다.
* 염색체 16q, 20q에 유전자 위치가 매핑된 연구가 있다.
* mir-184 돌연변이가 전극성 백내장을 동반한 희귀한 형태의 원추각막을 유발할 수 있다.
* 다운 증후군 환자에게서 더 자주 진단되지만, 연관성은 불명확하다.
* BANP-ZNF469, COL4A4, FOXO1, FNDC3B, IMMP2L, RXRA-COL5A1 등 6개 유전자가 원추각막과 관련이 있는 것으로 밝혀졌으며, 추가적인 유전자도 존재할 가능성이 있다.
* 원추각막 환자의 부모, 형제 또는 자녀가 원추각막을 앓고 있는 경우, 영향을 받지 않은 친척이 없는 환자에 비해 각막확장을 발병할 위험이 15~67배 더 높다.
기타 요인:
* 안드로겐, 프로락틴, 에스트로겐, 프로게스테론 등 호르몬이 각막 생체역학 및 조직 리모델링에 영향을 줄 수 있다.
* 사춘기, 임신 중 호르몬 변화가 발병 또는 악화와 관련될 수 있다.
* 아토피 증후군(천식, 알레르기, 습진 등), 알포트 증후군, 마르판 증후군과 관련이 있다.
* 심한 눈 비비기는 원추각막 진행을 촉진할 수 있다.
* LASIK 수술 후 발생하는 각막 확장증과는 다르다.
4. 증상 및 징후
원추각막 초기에는 시야가 약간 흐려지거나 왜곡되고, 빛에 민감해져서 교정 렌즈를 찾게 된다. 초기 증상은 다른 굴절 이상과 비슷할 수 있지만, 질병이 진행되면서 시력이 저하되고 불규칙한 난시로 인해 급격히 나빠지기도 한다. 시력은 모든 거리에서 나빠지고, 야간 시력도 좋지 않다. 한쪽 눈의 시력이 다른 쪽보다 현저히 나쁜 경우도 있으며, 양쪽 눈에 비대칭적으로 나타나기도 한다. 광선 공포증(밝은 빛에 대한 민감도), 눈의 피로, 가려움증을 느끼기도 하지만, 통증은 거의 없다.
--
--
원추각막의 대표적인 증상은 단안 복시로, 어두운 배경의 빛처럼 대비가 높은 물체를 볼 때 여러 개의 "유령" 이미지로 보이는 현상이다. 단일 지점 대신 혼란스러운 패턴으로 퍼져 있는 여러 이미지를 보게 되며, 이 패턴은 매일 변하지는 않지만 시간이 지나면서 바뀔 수 있다. 빛 주위에 줄무늬나 플레어 왜곡을 인식하기도 하고, 심장 박동에 맞춰 이미지가 움직이는 것을 느끼기도 한다.
원추각막의 주된 광학 수차는 코마이다. 시각적 왜곡은 각막 표면의 불규칙한 변형과 최고점의 흉터, 두 가지 원인으로 발생한다. 이러한 요인들은 각막에 이미지를 망막의 다른 위치에 매핑하는 영역을 만든다. 어두운 곳에서는 동공이 확장되어 각막의 불규칙한 표면이 더 많이 노출되므로 이러한 현상이 심해질 수 있다.
5. 진단
원추각막의 의학적 진단은 종종 안과의사 또는 검안사가 환자의 병력을 평가하는 것으로 시작하며, 특히 주된 호소와 다른 시각적 증상, 시력에 영향을 미칠 수 있는 안과 질환이나 부상의 병력, 안과 질환의 가족력 유무를 평가한다. 그런 다음 표준 시력표와 같은 스넬렌 시력표의 시표인 점점 더 작은 글자를 사용하여 환자의 시력을 측정한다. 눈 검사는 수동 각막계로 각막의 국소 곡률을 측정하는 것으로 진행될 수 있으며, 불규칙한 난시의 발견은 원추각막의 가능성을 시사한다. 심한 경우에는 기기의 측정 능력을 초과할 수 있다. 추가적인 징후는 검영법으로 제공될 수 있으며, 검사자가 광원을 앞뒤로 기울이면서 빛이 환자의 망막에 집중되고 반사 또는 반사 작용이 관찰된다. 원추각막은 한 쌍의 가위 날과 같이 서로 멀어지고 가까워지는 두 개의 띠의 가위 반사 작용을 나타내는 안과 질환 중 하나이다.
원추각막이 의심되는 경우, 안과의사 또는 검안사는 각막의 세극등 현미경 검사를 통해 질병의 다른 특징적인 소견을 찾을 것이다. 진행된 사례는 일반적으로 검사자에게 쉽게 드러나며, 더 전문적인 검사 전에 명확한 진단을 제공할 수 있다. 면밀한 검사 하에서, 플라이셔 고리로 알려진 황갈색에서 올리브 그린 색상의 고리 모양의 색소 침착이 원추각막 눈의 약 절반에서 관찰될 수 있다. 각막 상피 내의 산화철 헤모시데린의 침착으로 인해 발생하는 플라이셔 고리는 미묘하며 모든 경우에 쉽게 감지되지 않을 수 있지만, 코발트 블루 필터에서 볼 때 더 뚜렷해진다. 마찬가지로, 대상의 약 50%가 신전 및 얇아짐으로 인해 각막 내에 미세한 스트레스 선인 복트의 선조를 나타낸다. 선조는 눈에 약간의 압력을 가하면 일시적으로 사라진다. 고도로 뚜렷한 원뿔은 환자의 시선이 아래로 향할 때 아래 눈꺼풀에 V자형 함몰을 생성할 수 있으며, 이를 문손 징후라고 한다. 원추각막의 다른 임상 징후는 일반적으로 문손 징후가 나타나기 오래 전에 나타나기 때문에, 이 소견은 질병의 전형적인 징후이지만, 일차적인 진단적 중요성을 가지는 경향이 없다.
right
때때로 "플라시도 디스크"라고도 하는 휴대용 각막경은 일련의 동심원상의 빛의 고리를 각막에 투사하여 각막 표면을 간단하게 비침습적으로 시각화할 수 있다. 더 결정적인 진단은 자동화된 기기가 조명된 패턴을 각막에 투사하고 디지털 이미지 분석을 통해 그 지형도를 결정하는 각막 지형도를 사용하여 얻을 수 있다. 지형도는 각막의 변형이나 흉터를 나타내며, 원추각막은 일반적으로 눈의 중심선 아래에 있는 곡률의 특징적인 가파름으로 나타난다. 이 기술은 변형 정도와 범위를 진행률을 평가하기 위한 벤치마크로 기록할 수 있다. 다른 징후가 아직 나타나지 않은 질환의 초기 단계에서 이를 감지하는 데 특히 유용하다.
원추각막이 확정되면 다음과 같이 다양한 방법으로 중증도를 분류할 수 있다.
| 분류 기준 | 경도(Mild) | 진행(Advanced) | 중증(Severe) |
|---|---|---|---|
| 각막 곡률 (디옵터) | 45 D 미만 | 45 D 이상 52 D 이하 | 52 D 초과 |
| 각막 두께 | 506μm 초과 | 446μm 미만 | - |
| 원추 형태에 따른 분류 | |
|---|---|
| 유두상(Nipple) | 소형(5mm)으로 각막 중앙에 있음 |
| 타원형(Oval) | 보다 대형으로 각막 중앙보다 아래에 있으며 종종 처짐 |
| 구형(Globus) | 각막의 75%를 초과하여 병변이 있음 |
각막 지형 분석법의 보급에 따라, 일부 임상가 사이에서는 이러한 중증도 분류 용어가 사용되지 않게 되었다.
6. 분류
원추각막이 진단되면, 여러 지표로 그 정도를 분류할 수 있다.
* 가장 심한 곡률의 기울기 정도
* '경미' (< 45 D)
* '중등도' (최대 52 D)
* '심각' (> 52 D)
* 원추의 형태
* '꼭지점' (작음: 5mm이고 중심에 가까움)
* '타원형' (더 크고, 중심 아래에 있으며 종종 처짐)
* '구형' (각막의 75% 이상이 영향을 받음)
* 각막 두께
* 경미함 (> 506μm)
* 심각함 (< 446μm)
각막 지형도의 사용이 증가하면서 이러한 용어의 사용은 감소했다.
7. 치료
원추각막 초기에는 안경이나 부드러운 콘택트 렌즈로 약한 난시를 교정할 수 있다. 상태가 진행되면 경성, 기체 투과성(RGP) 렌즈를 사용하는데, 이는 시력을 교정해주지만 질환의 진행을 막지는 못한다. 경성 콘택트 렌즈는 각막과 렌즈 사이의 틈을 눈물로 채워 시력을 향상시킨다. 원추각막용 특수 렌즈로는 '소프트' 렌즈, 실리콘 하이드로겔 렌즈, 하이브리드 렌즈 등이 있다. 4세대 하이브리드 렌즈는 소프트 렌즈의 편안함과 RGP 렌즈의 선명도를 결합하여 더 많은 사람들에게 효과적이다.
공막 렌즈는 진행성 또는 불규칙한 원추각막에 처방되며, 넓은 부분을 덮어 안정성이 높다. "피기백" 렌즈는 RGP 렌즈를 소프트 렌즈 위에 착용하는 방식으로, 시력 교정과 편안함을 제공한다.
thumb
원추각막 환자의 11~27%는 각막 이식(관통 각막 성형술)이 필요하다. 이 수술은 각막 조직 렌즈를 트레파인하고 기증자 각막을 이식하는 방식으로 진행된다. 각막은 혈액 공급이 없어 혈액형 일치가 필요 없으며, 안구 은행에서 기증 각막을 검사한다. 급성 회복 기간은 4~6주, 시력 안정은 1년 이상 걸리지만, 장기적으로 안정적이다. 성공률은 95% 이상이다. 봉합사는 3~5년에 걸쳐 녹지만, 자극이 있으면 제거할 수 있다.
각막 이식은 외래 환자 수술로 진정 상태에서 수행되지만, 일부 국가에서는 전신 마취를 사용한다. 수술 후 시력이 개선되거나, 각막 모양이 정상화되어 교정 렌즈 착용이 쉬워진다. 합병증은 각막 혈관 형성, 거부 반응 등이며, 시력 상실은 드물지만 교정이 어려운 시력이 발생할 수 있다. 거부 반응이 심하면 반복 이식을 시도한다. 원추각막은 이식된 각막에서 재발하지 않는 경우가 일반적이다.
심층 전층 각막 성형술(DALK)은 거부 반응 위험을 줄이는 기술로, 각막 상피와 기질만 교체하고 내피층과 데스메막은 유지한다. 동결 건조된 기증자 조직 이식은 거부 반응 가능성이 없다.
각막 링 삽입술은 각막 주변부에 작은 절개를 가하고 폴리메틸 메타크릴레이트로 만들어진 두 개의 얇은 호를 삽입하는 방식이다. 링은 각막 곡률을 펴서 원추를 평평하게 하고 자연스러운 모양으로 되돌린다. 이 시술은 가역적이며 교환 가능하다.
각막 콜라겐 교차 결합술은 각막을 강화하는 치료법이지만, 2015년 리뷰에서는 충분한 증거가 없었다. 2016년 미국 식품의약국(FDA)은 교차 결합술을 승인하고 장기 효과 평가를 위한 등록 시스템 구축을 권장했다.
방사상 각막 절개술은 근시 치료에 사용되었으나 라식 등으로 대체되었다. 라식은 원추각막에 금기이며, 방사상 각막 절개술도 일반적으로 사용되지 않는다.
현재 원추각막을 완전히 치유하는 방법은 없으며, 렌즈 교정으로 실용적인 시력을 얻는 것이 주된 목적이다. 병이 진행되면 렌즈 교정이 어려워 각막 모양을 변화시키는 수술을 한다. 또한, 질환의 진행을 늦추는 치료법도 있다. 하드 콘택트렌즈는 부정난시를 교정하여 정상에 가까운 시력을 얻을 수 있지만, 피팅이 어려워 착용을 포기하는 경우도 있다.
콘택트 렌즈의 일종인 보스턴 렌즈는 각막보다 큰 단단한 렌즈로, 불규칙 난시 교정에 효과적이다. 하드 렌즈보다 착용감이 좋지만, 일본에서는 취급 기관이 드물고 고가이다.
원추각막 환자의 10-15%는 렌즈 교정이 불가능하여 각막 이식이 필요하다. 원추각막은 전층 각막 이식술의 가장 일반적인 이유이다. 수술 후 시력 안정까지 1년 이상 걸리지만, 장기적으로 안정적이다. 성공률은 95% 이상이다.
표층 각막 이식술은 전층이 아닌 특정 층까지 이식하는 방법으로, DALK가 시행된다. 기술적 난이도가 높지만, 성공하면 거부 반응 발생률이 낮고 조기에 면역 억제 투약을 중지할 수 있다.
각막 내 링 삽입술은 각막 실질 내에 링 모양 조각을 삽입하는 방법으로, 국소 마취 하에 외래에서 시행 가능하며 가역적이다.
방사상 각막 절개술(RK)은 근시 치료법이었으나, 레이저 각막 절삭 성형술(LASIK) 등으로 대체되었다. 원추각막에는 사용되지 않는다.
리보플라빈 점안과 자외선 조사를 조합한 각막 크로스링킹은 원추각막 진행 억제에 효과적이다.
8. 예후
원추각막은 주로 사춘기에 시작되어 10대 후반이나 20대 초반에 난시와 근시를 동반하며 진단받지만, 모든 연령대에서 발생하거나 진행될 수 있다. 드물게 어린이나 늦은 성인기에 나타나기도 하며, 어린 나이에 진단받으면 더 심각해질 위험이 있다. 시력은 몇 달 동안 변동하여 렌즈 처방을 자주 바꾸게 되지만, 상태가 악화되면 콘택트 렌즈가 필요하다. 질환의 경과는 다양하여, 일부는 수년 또는 영구적으로 안정되지만, 다른 일부는 빠르게 진행되거나 장기간에 걸쳐 가끔 악화된다. 보통 10~20년 동안 진행되다가 30~40대에 진행이 멈춘다.
--
각막 팽대로 데스메막(각막 안쪽 층)이 파열될 수 있다. 전방에서 방수가 침투하면, 통증과 시야 흐림이 발생하고 각막이 반투명한 유백색을 띠는 "급성 수종"이 나타난다. 이는 대개 6~8주 후 회복되지만, 흰 혼탁 부위를 남기기도 한다. 연고나 안대로 회복을 촉진할 수 있다. 급성 수종은 각막 상처를 늘리지만, 원추가 평탄해져 콘택트렌즈 피팅이 좋아지기도 한다. 극히 드물게 각막 천공이 발생하지만, 실명하는 경우는 거의 없다.
과거에는 원추각막이 실명을 유발한다고 여겨 각막 이식을 시행했지만, 이후 연구에서 실명하는 경우는 거의 없는 것으로 밝혀졌다.
9. 합병증
--
진행된 원추각막의 경우, 각막이 팽창하여 각막 내층인 데스메막에 국소적인 파열이 발생할 수 있다. 이때 눈의 전방에서 방수가 스며들어 데스메막이 봉합되기 전까지 각막으로 유입된다. 환자는 통증과 함께 갑작스럽고 심한 시야 흐림을 겪으며, 각막은 각막 수종이라는 반투명한 유백색을 띠게 된다.
이러한 현상은 환자에게 당혹스러울 수 있으나, 대개 일시적이며 6~8주 후에는 각막이 이전의 투명도를 회복한다. 삼투압 생리식염수 용액을 이용한 붕대 처치는 비수술적 회복에 도움을 줄 수 있다. 각막 수종은 보통 각막에 흉터를 남기지만, 때로는 원뿔 모양을 더 평평하게 만들어 콘택트 렌즈 착용을 용이하게 하는 긍정적인 효과를 가져오기도 한다. 일반적으로 각막 수종이 발생한 경우에는 각막 이식을 하지 않는다.
--
각막 팽대로 인해 데스메막 파열이 발생하면 전방에서 방수가 침투하여 환자는 갑작스러운 통증과 시야 흐림을 겪는다. 이때 각막은 반투명한 유백색을 띠는데, 이를 "급성 수종"이라고 한다. 급성 수종은 대개 6~8주 후 자연적으로 회복되며 각막의 투명성을 되찾지만, 흰 혼탁 부위를 남기기도 한다. 연고나 안대를 사용하면 회복을 촉진할 수 있다. 급성 수종은 각막 표면에 상처를 남기지만, 원추를 평평하게 만들어 콘택트렌즈 착용을 돕는 경우도 있다. 매우 드물게 각막이 얇아져 부분적으로 천공되면 액체가 찬 구슬 같은 돌출물이 각막 표면에 나타나기도 하지만, 이로 인해 실명하는 경우는 거의 없다.
10. 관련 질환
다른 여러 각막 확장 질환도 각막의 얇아짐을 유발한다.
* 각막구는 매우 드문 질환으로, 주로 가장자리에서 각막이 얇아져 구형으로 약간 커진 눈을 유발한다. 각막구는 각막원추와 유전적으로 관련이 있을 수 있다.
* 투명변연각막퇴행은 각막의 좁은 띠(1–2 mm)가 얇아지는 현상을 유발하며, 일반적으로 아래쪽 각막 가장자리를 따라 나타난다. 이 질환은 불규칙한 난시를 유발하며, 질병의 초기 단계에서는 안경으로 교정할 수 있다. 세극등 검사를 통해 감별 진단을 할 수 있다.
* 후방 각막원추는 이름은 비슷하지만, 구별되는 질환으로, 드물게 선천적으로 발생하며, 각막의 앞면 곡률은 정상인 상태에서 각막의 내면이 비진행적으로 얇아지는 현상을 유발한다. 일반적으로 한쪽 눈에만 영향을 미친다.
* 후-라식 확장증은 라식 수술의 합병증이다.
그 외에도 각막의 얇아짐을 유발하는 비염증성 안질환이 있다. 이들은 일반적으로 원추각막보다 드물다.
;구상각막 (Keratoglobus)
: 구상각막은 매우 드물며, 유전적으로 원추각막과 관련이 있다. 각막 변연부에서 얇아짐이 일어나, 구형으로 약간 확대된 눈이 된다.
;투명변연각막변성 (Pellucid marginal corneal degeneration)
: 투명변연각막변성은 각막의 띠 모양 얇아짐을 유발하는 질환이다. 얇아지는 띠는 1mm-2mm로 폭이 좁고, 보통 각막 하부 변연을 따라 나타난다. 원추각막보다 병변 부위가 변연에 가깝기 때문에, 각막 이식에 의한 치료 성적이 떨어진다. 부정난시를 동반하지만, 안경으로 교정 시력은 다른 각막 변성 질환보다 비교적 잘 나오는 편이다.
;후부원추각막 (Posterior keratoconus)
: 이름은 유사하지만, 원추각막과 후부원추각막은 별개의 질환이다. 후부원추각막은 드문 이상으로, 보통 선천성이다. 이 질환에서는 각막 내측 표면(후면)의 비진행성 얇아짐이 일어난다. 일반적으로는 한쪽 눈에만 나타난다.
11. 사회 및 문화
Collaborative Longitudinal Evaluation of Keratoconus(CLEK) 연구에 따르면, 원추각막 환자는 진단 후 평생 동안 25000USD 이상을 지출할 것으로 예상되며, 표준 편차는 19396USD이다. 각막 교차 결합술 비용에 대한 증거는 제한적이며, 한 비용 효과 연구에서는 영국의 국민 보건 서비스에서 한 사람의 총 치료 비용을 928GBP (1392USD)로 추정했지만, 다른 국가에서는 눈당 6500USD까지 높을 수 있다. 2013년 Lewin Group이 미국 안구 은행 협회를 위해 실시한 비용 편익 분석에서는 각 각막 이식 비용이 평균 16500USD로 추정되었다.