Ⅰ. 서 론
치아 우식증은 감염성 질환이며 우식을 유발하는 주된 원인균은 Mutans streptococci 로 알려져 있다[1]. S. mutans 의 감염은 생후 19 - 31개월 사이에 주로 어머니로부터 자녀에게 전이된다고 하였으며 이 시기를 감염의 창(The window of infectivity)이라고 명명하였다[2]. 입양아와 어머니 간에도 동일한 S. mutans 유전자형이 검출되므로 세균의 모계 전이는 출생 후 긴밀한 접촉을 통해 환경적으로 이루어진 것으로 여겨진다[3].
기존의 우식 활성 평가 연구는 주로 우식 원인균으로 알려진 S. mutans 또는 Lactobacilli 와 같은 특정 세균을 배양하는 방법을 이용해 왔다. 그러나 우식 발생과 S. mutans 의 집락 수 간에 절대적인 상관 관계가 관찰되진 않았다. 우식이 없는 곳에서 S. mutans 가 검출되기도 하고 S. mutans 가 검출되지 않은 곳에서 우식이 진행되기도 하였다[4]. 이는 S. mutans 외에 다양한 종들이 우식 발생에 관여한다는 것을 의미하며 실제로 최근 분자생물학적 분석에 의해 우식과 연관된 다양한 미생물의 존재 사실이 밝혀지고 있다.
생태적 치태 가설은 이러한 현상을 포괄적으로 설명하는 우식학 패러다임이다[5]. 이것은 치아 우식증이 특정 미생물에 의해 발생한다기 보다는 구강 내 미생물 간의 조화가 깨지면서 발생한다는 이론이다. Takahashi와 Nyvad[6]에 따르면 치태는 동적인 미생물 생태계로 평상시에는 non-mutans streptococci 와 Actinomyces 같은 non-mutans균에 의해 안정한 pH 상태를 유지한다(Dynamic stability stage). 그러나 설탕 섭취 빈도 증가 등으로 환경이 변하면 non-mutans균의 산 생성 및 내산성 능력이 커지면서 ‘low-pH’ non-mutans streptococci 와 Actinomyces 가 우세하게 된다. 그 결과 치태는 점점 산성화되고 치아의 재광화 및 탈회 기전 간의 균형이 깨지면서 우식이 시작된다(Acidogenic stage). 산성 환경이 지속되면 S. mutans 와 Lactobacilli 같은 내산성 균이 우세해지고 우식 진행은 가속화된다(Aciduric stage). 이와 같이 치아 우식 발생 과정은 다양한 미생물이 관여하며 구강 내 모든 미생물이 생산한 유기산의 총량과 직접적인 관련이 있다.
비색법은 생태적 치태 가설을 지지하는 우식 활성 검사법으로 치태를 배양하여 생산된 최종 유기산의 양을 pH 지시약을 첨가하여 시각적으로 밝힌다. 이 방법은 1994년 Snyder가 최초로 개발하였으며 당시에는 Lactobacilli 를 분리 배양하고 배양액의 색 변화를 관찰하였다[7]. 1974년 일본에서는 Cariostat이라는 이름의 비색 검사 제품이 출시되었다[8]. 본 연구에서는 2010년도 국내에서 개발된 Cariview® kit(Huneth, Seoul, Korea)을 사용하였다[9]. Cariview®의 특징은 첫째, 배지를 중성으로 만들어 치태 내 모든 세균의 배양이 가능하다는 점이다. 둘째, 지시약의 조성을 달리하여 파란색-초록색-노란색-주황색-붉은색까지 색 변화의 스펙트럼을 다양하게 하였다는 점이다. 셋째, 광학분석기를 이용하여 우식 활성도를 객관적으로 분석할 수 있다는 점이다. 2015년 조 등[10]은 Cariview® 점수가 어린이의 치아 우식 경험과 유의한 상관성을 나타냈으며 상관 정도는 기존의 S. mutans 배양법인 Dentocult SM® 보다 높다고 보고했다. 그러나 이러한 연구들을 제외하고 비색법을 이용한 우식 활성 연구 사례는 적으며 특히 모자간의 상관성 연구는 거의 없었다.
본 연구의 목적은 새로운 비색법인 Cariview®를 이용한 우식 활성 검사의 타당성 및 모자간 우식 활성의 상관성 평가를 기존의 특정 세균 배양법인 CRT® bacteria 검사와 비교하여 평가하는 것이다.
Ⅱ. 연구 재료 및 방법
1. 조사 대상
본 연구는 연세대학교 치과대학병원 임상연구윤리위원회(Institutional Review Board, IRB)로부터 승인을 받은 후 진행하였다(IRB No: 2-2013-0063). 2014년 12월부터 2015년 2월까지 Y 소아치과의원에 내원한 만 6세 미만 어린이 및 어머니를 대상으로 하였고 참여에 대한 사전 설명 및 서면 동의를 얻었다. 임상 시험 결과의 비교 대조를 위해 중증 유아기 우식증(Severe Early Childhood Caries; S - ECC)을 가진 어린이와 어머니군(S - ECC군) 및 치아 우식이 없는 어린이와 어머니군(비우식군)을 연구 대상으로 하였다. S - ECC의 판정 기준은 A. 3세 이전에 유치의 평활면 우식 징후를 보이는 경우 B. 3 - 5세에서 ① 상악 전치에 1개 이상의 와동이 형성된 우식, 우식에 의한 상실, 충전 평활면을 가지는 경우 ② 3세에서 4개 이상, 4세에서 5개 이상, 5세에서 6개 이상의 우식, 상실, 충전 치면수를 가지는 경우이다. 어린이와 어머니가 떨어져 사는 경우, 최근 2주 이내 항생제 복용 경험이 있는 경우, 전신 질환이 있는 경우는 결과에 영향을 줄 수 있으므로 연구 대상에서 제외하였다. Fisher Z transformation을 이용하여 가설 검정 결과 대상자 수는 피험자 30쌍이 필요하나 10% 탈락률을 고려하여 총 34쌍의 피험자를 모집하였다. 총 68명(어린이 - 어머니 34쌍)이 연구에 참여하였으며 S - ECC군은 20쌍, 비우식군은 14쌍이였다.
2. 조사 방법
1) 구강 검사
시진과 Q-ray view(AllinoneBio, Seoul, Korea)를 이용하여 어린이와 어머니의 구강 검사를 하였다. 검사의 일관성을 위하여 연구자 1인이 하였다. 미리 준비된 증례 기록지에 어린이는 S - ECC 판정을 위한 우식 경험 유치면수(dfs)와 우식 경험 유치수(dft)를 기록하였고 어머니는 우식 경험 영구치수(DMFT)를 기록하였다.
2) 우식 활성 검사
(1) Cariview®를 이용한 우식 활성 검사
치태 내 미생물이 분비한 유기산의 산도를 평가하기 위해 상품화된 Cariview® kit(Huneth, Seoul, Korea)을 이용하여 제조사의 지시대로 시행하였다. 먼저 멸균 면봉으로 대상자의 상악 협측 치경부 치태를 2 - 3회 강하게 문질러서 채취한 후 치태가 묻은 면봉을 배양액에 즉시 투입해 37℃ 배양기에서 48시간 동안 배양하였다. 배양이 완료된 후 배양액에 지시약을 첨가하여 색의 변화를 유도하였다. 이를 광학 분석기(AllinOne Bio, Seoul, Korea)로 촬영 후 제조사에 정밀 검사를 의뢰하여 0에서 100사이로 점수화하여 우식 위험도 평가 결과를 받았다(Table 1).
(2) CRT® bacteria를 이용한 우식 활성 검사
구강 내 S. mutans 와 Lactobacilli 집락수를 측정하기 위해 상품화된 CRT® bacteria kit(Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein)을 이용하여 제조사의 지시대로 시행하였다. 먼저 멸균 면봉으로 Cariview® 검사와 동일하게 대상자의 협측 치경부 치태를 채취하였다. 이 후 세균 배양액 캐리어를 꺼내어 S. mutans , Lactobacilli 세균 배양액 위에 치태를 각각 표면 긁힘이 없도록 도말했다. 어린이와 어머니의 샘플은 평행한 패턴으로 하나의 캐리어에 적용하였다. 시험 유리병 바닥에 약간 물을 묻힌 NaHCO3 정제를 놓은 후 도말한 배양액 캐리어를 다시 넣고 37℃ 배양기에서 48시간 동안 배양하였다. 이후 나온 군체들의 밀도를 제조사 결과표와 시각적으로 대조하여 3명의 검사자가 0 - 3점으로 평가하였다(Fig. 1, Table 2). 검사자 간 평가 점수가 다른 경우는 두 명 이상이 선택한 값을 점수로 하였다.
3. 통계 분석
수집된 모든 검사 자료는 SPSS 21.0(IBM, Chicago, U.S.A)을 이용하여 통계 분석 하였다. S - ECC군과 비우식군 간의 평균 나이, 우식 경험 및 우식 활성 검사 점수의 비교 분석에는 Mann-Whitney U test를 사용하였다. 개인별 치아 우식 경험과 우식 활성 검사 점수 간의 상관성 및 모자간 우식 활성 간의 상관성은 Spearman correlation coefficient를 계산하여 분석하였고 모자간 우식 경험의 상관성은 Pearson correlation coefficient를 계산하여 분석하였다. S - ECC군 및 비우식군과 우식 활성 검사 점수와의 연관성 분석은 Fisher’s exact test를 이용하여 분석하였다. 통계적 유의 수준은 0.05로 하였다.
Ⅲ. 연구 성적
1. S - ECC군과 비우식군 비교
피험자 34쌍 중, 각 군의 어린이 - 어머니 쌍의 평균 나이, 우식 경험, Cariview® 점수 및 CRT® bacteria 점수는 Table 3에 기술하였다. S - ECC군과 비우식군 비교 시 S - ECC군 어린이와 비우식군 어린이 간 우식 경험 유치수(dft), 우식 유치수(dt), Cariview® 점수 및 CRT® bacteria 점수에서 통계적으로 유의한 차이가 확인되었다(p < 0.05).
2. 우식 경험과 우식 활성 검사 간의 상관성
개인별 치아 우식 경험과 우식 활성 검사 점수 간의 상관 관계를 알아보기 위하여 Spearman’s rank correlation test를 시행한 결과 어린이의 치아 우식 경험과 두 우식 활성 검사 점수 간에 통계적으로 유의한 상관 관계가 나타났다. 상관 정도는 Cariview® 점수가 CRT® bacteria 점수보다 높았다. 어머니에서는 우식 영구치수(DT)와 Cariview® 점수 간에 통계적으로 유의한 음의 상관 관계가 관찰되었다(Table 4).
3. 모자간 우식 경험의 상관성
모자간 우식 경험의 상관 관계를 알아보기 위하여 Pearson correlation test를 시행한 결과 모자간 우식 경험은 통계적으로 유의한 상관성을 나타내지 않았다(Table 7).
4. 모자간 우식 활성의 상관성
모자간 우식 활성의 상관관계를 알아보기 위해 Spearman correlation test를 시행한 결과 모자간 우식 활성은 통계적으로 유의한 상관성을 나타내지 않았다(Table 8).
Ⅳ. 총괄 및 고찰
본 연구는 Cariview® 비색법을 특정 세균 배양법인 CRT® bacteria와 비교 평가하였다. 어린이의 경우 두 우식 활성 검사 모두 우식 경험 유치수(dft)와 통계적으로 유의한 양의 상관 관계를 나타냈고(p < 0.01) 상관 정도는 Cariview® 점수가 CRT® bacteria 점수보다 높았다. 이는 앞선 선행 연구 결과와 일치한다. 조 등[10]은 135명의 만 6세 미만 어린이를 대상으로 한 연구에서 어린이의 치아 우식 경험과 Cariview® 점수 간에 유의한 양의 상관성을 확인하였고(r = 0.43, p < 0.01) 상관 정도는 Cariview® 점수가 특정 세균 배양법인 Dentocult SM® 점수보다 높음을 확인하였다. 이러한 연구 결과로 볼 때 새로운 비색법인 Cariview® 우식 활성 검사는 기존의 특정 세균 배양법보다 어린이의 치아 우식 경험을 더 적절히 반영한다고 판단된다.
반면 어머니의 우식 경험 영구치수(DMFT)와 두 우식 활성 검사 간에는 통계적으로 유의한 상관성이 나타나지 않았다. 이는 성인은 어린이에 비해 구강 관리, 우식 치료 및 식이 습관 개선 등을 통해 우식 활성을 조절할 수 있는 능력이 높고 우식 진행 또한 느리기 때문인 것으로 생각된다. 기존의 성인을 대상으로 한 연구에서도 특정 세균 배양법을 이용한 우식 활성 검사 점수와 DMFT 사이에 유의한 상관성이 나타나지 않은 보고들이 있다[11-13]. 어머니의 우식 영구치수(DT)와 Cariview® 점수 간에 유의한 음의 상관 관계가 성립된 것도 이러한 추정의 연장선으로 설명 가능할 것이다.
본 연구에서 Cariview® 비색법의 비교 대조 검사로 시행한 CRT® bacteria 검사 결과 S - ECC군 어린이 중 Lactobacilli 는 60%, S. mutans 는 30%에서 배양이 되지 않았다. 어머니 경우도 Lactobacilli 는 74%, S. mutans 는 38%에서 배양이 되지 않았다. 이는 파라핀을 씹은 후 자극성 타액을 수집하는 방법 대신 제조사에서 제시한 변형된 CRT® bacteria 검사 방법인 치경부 치태를 채취한 것이 원인이라 여겨진다. 정[14]은 유치열기 다발성 치아 우식증 아동의 구강 내 세균 분포 연구에서 배양이 가능한 전체 혐기성 세균 중 Lactobacilli 의 비율은 1.75%였고 우식 치면에 2.9%, 건전 치면에 0.7% 존재했다고 보고하였다. 또한 Lactobacilli 는 평활면에 부착하기 어렵고 산에 의해 형성되어 기계적인 유지가 가능한 곳인 우식 부위에 집락을 이룬다고 하였다[15]. 따라서 우식 부위 여부와 상관 없이 치경부 치태를 채취한 본 연구의 CRT® bacteria 검사 방법은 특히 Lactobacilli 배양에 있어 실제 우식 양상을 반영하지 못할 개연성이 있다. 또한 S. mutans 검사가 Lactobacilli 검사보다 치아 우식 발생을 예측할 수 있는 더 믿을만한 검사법으로 여겨지므로[16] 본 연구에서는 Lactobacilli 점수는 배제하고 S. mutans 점수를 Cariview® 점수와의 비교에 이용하였다.
종합해 볼 때, Cariview® 비색법은 첫째, 기존의 특정 세균 배양법에 비해 우식 부위 유무와 상관 없이 치태 채취를 하더라도 결과에 미치는 영향이 더 적을 것으로 판단된다. 둘째, 기존의 특정 세균 배양법보다 어린이의 우식 경험과 더 높은 상관성을 나타낸다. 셋째, 기존의 특정 세균 배양법보다 개개인의 현재의 우식 상태를 더 적절히 반영한다. 넷째, 시행이 간편하고 소요시간이 적으므로 장애 환자, 소아 등 협조를 구하기 어려운 대상에 검사가 용이하다. 따라서 Cariview® 비색법은 소아치과에서 미래의 우식 위험도를 예측하고 예방 전략을 수립하는 데 있어 보다 활용도가 높은 우식 활성 검사 방법으로 판단된다.
한편 본 연구는 Cariview® 비색법을 이용하여 모자간 우식 경험 및 우식 활성의 상관성을 평가하였다. 일반적으로 치아 우식 위험 요인 중 미생물학적 관점에서는 S. mutans 의 감염 시기와 어머니로부터의 감염이 주요한 요인으로 지목되어 왔다. 다수의 논문에서 유아의 S. mutans 조기 감염은 주로 어머니로부터 전이된 것이고 어머니의 타액 내 세균 수가 어린이의 타액 내 세균 수 및 우식 발생률과 연관성이 있음을 주장하고 있다[17,18]. 안 등[19]은 18개월 유아 및 그의 어머니 60쌍을 대상으로 한 모자간 상관성 연구에서 어머니의 S. mutans 집락수가 높을수록 유아의 S. mutans 집락 수 및 어머니로부터의 S. mutans 전이 비율이 높다고 보고했고, 이 등[20]은 3 - 5세 어린이 및 어머니 30쌍을 대상으로 한 연구에서 모자간 S. mutans 집락수 및 우식 활성에서 유의한 양의 상관 관계를 보고했다.
그러나 본 연구 결과에서는 모자간 우식 경험이나 우식 활성에 통계적으로 유의한 상관성은 나타나지 않았다. 이러한 결과를 뒷받침하는 기존의 연구로는 다음과 같은 사례가 있다. Hirooka 등[21], Korenstein 등[22] 모자간 우식 경험의 상관성을 연구하였고 그 결과 모자간 우식 경험에서 통계적으로 유의한 상관성은 나타나지 않았다고 보고하였다. Alaluusua 등[23]은 92쌍의 유아 및 어머니를 대상으로 4개의 지표인 유아의 상악 전치 순면 치태 침착, 젖병 사용, 어머니의 우식 경험 및 S. mutans 집락 수 중 유아의 미래 우식 발생 예측력이 높은 지표가 무엇인지를 연구하였다. 그 결과 유아가 19개월 일 때 측정한 우식 위험 지표 중 36개월 때 유아의 우식 경험을 가장 잘 반영한 지표는 유아의 상악 전치 순면 치태 침착이였고 모자간 우식 경험은 위의 연구 사례와 마찬가지로 유의한 상관성을 나타내지 않았다고 보고하였다. 어머니의 S. mutans 집락 수도 유아의 우식 경험과 상관성이 낮아서 우식 위험 지표로는 매우 약하다고 하였다.
본 연구 결과는 구강 미생물학적 관점에서 어머니가 어린이에게 미치는 영향력이 가장 클 것은 분명하나 어머니 외에 어린이가 긴밀한 접촉을 할 대상이 많아지고 시기가 빨라진다면 유아기 때 성립된 모자간 구강 미생물학적 관계는 조기에 달라질 수 있을 수 있음을 시사한다[22]. 이러한 추론과 관련하여 본 연구대상 어린이의 보육 기관 이용률 조사 결과는 주목할 만하다. 전체 대상자 어린이의 85%가 보육 기관을 이용하고 있었고 이 중 반일반이 59%, 종일반이 41%였다. 취업주부 중 80%, 가사노동주부 중 89%가 보육 기관에 자녀를 맡기고 있었다. 2014년 서울시 보육 통계 공표에 따르면[24] 2012년 502,984명에서 2014년 480,047명으로 서울시 전체 영∙ 유아 인구수의 감소에도 불구하고, 어린이집을 이용하는 0 - 5세 영∙ 유아는 처음으로 전체 영∙유아의 절반을 넘었다. 보육 기관을 이용하는 0 - 5세 영∙ 유아는 어린이집 50%, 유치원 19%로 전체 영∙ 유아의 69%였다. 어린이집 이용자 중 0 - 2세 영아는 13만 9,314명(58%)이고 3 - 5세 유아는 10만 735명(42%)으로 나타났다. 이는 2012년부터 실시된 정부의 무상 보육 제도로 인해 어린이의 보육 기관 이용률이 높아진 추세가 반영된 것으로 보인다.
Alves 등[25]은 119명의 5 - 13개월 영 ∙ 유아를 대상으로 보육 기관을 다니는 어린이 사이에서의 S. mutans 감염에 대한 전향적 연구를 18개월 동안 실시하였고 그 결과 보육 기관 어린이 사이에서 수평적인 S. mutans 전이를 확인하였다. 또한 우식 활성이 높은 어린이와 어머니 사이의 S. mutans 유전자형을 분석한 결과 유전자형의 일치 수준이 낮음을 확인하였다. 따라서 정기적으로 보육 기관을 다니는 어린이가 집에 있는 어린이에 비하여 상대적으로 S. mutans 의 조기 집락 시기에 다양한 S. mutans 감염 경로에 노출되어 있다고 주장했다. Li 등[18]과 Tedjosasongko와 Kozai[26]도 어머니의 S. mutans 유전자형이 정기적으로 보육 기관을 다니는 어린이에서 집에 있는 어린이보다 적게 검출되었다고 보고하였다. 따라서 현 시점에서 본 연구의 모자간 우식 경험 및 활성의 상관성이 낮게 측정된 것은 최근 한국 사회의 높은 영∙ 유아 보육 기관 이용률 추세가 반영된 결과로 추정되며 더 큰 모집단 및 연령에 따른 보육 기관의 이용을 고려한 추가적인 모자간 상관성 연구 진행이 필요할 것으로 여겨진다.
Ⅴ. 결 론
본 연구는 만 6세 미만 어린이 - 어머니 34쌍을 대상으로 Cariview® 비색법을 이용한 우식 활성 검사의 타당성 및 모자간 우식 활성의 상관성 평가를 기존의 특정 세균 배양법인 CRT® bacteria 검사와 비교하여 평가하였다.
Cariview® 점수는 어린이의 우식 경험 유치수(dft)와 통계적으로 유의한 상관성을 나타냈고(r = 0.598, p < 0.01) 상관 정도는 CRT® bacteria 점수보다 높았다. Cariview® 점수는 어린이와 어머니의 현재 우식 치아수(DT, dt)와 통계적으로 유의한 상관성을 나타냈다(p < 0.05). Cariview®와 CRT® bacteria 검사 모두에서 모자간 우식 경험 및 우식 활성은 통계적으로 유의한 상관성을 나타나지 않았다.
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