폭발 유발 외상성 시신경병증

한눈에 보는 핵심

이 질환의 핵심

• 폭발 유발 외상성 시신경병증(BON)은 간접성 외상성 시신경병증의 한 아형으로, 폭발 과압으로 생긴 충격파만이 눈 구조를 통해 시신경으로 전달되어 손상되는 것이 특징이다.
• 관통 손상이나 둔상 없이도 나타날 수 있으므로, 겉으로 보이는 외상 흔적이 없어도 시신경 손상이 생길 수 있다.
• 군인, 응급대원, 폭발물에 노출된 민간인이 고위험군이다.
• 시력이 잘 유지되더라도 시야 이상, 공간 대비 민감도 저하, 색 구분 혼동이 생길 수 있다.
• 폭발 유발 외상성 시신경병증에 특화된 지침은 없으며, 보존적 치료와 시각 재활이 치료의 중심이다.
• 외상성 뇌손상(TBI)과 뇌진탕 후 증후군을 동반하는 경우가 많아, 종합적인 평가가 필수적이다.

1. 폭발 유발 외상성 시신경병증이란?

폭발 유발 외상성 시신경병증(Blast-Induced Traumatic Optic Neuropathy; BON)은 외상성 시신경병증(TON)의 한 아형이다. 관통 손상이나 심한 둔상 없이, 폭발 과압으로 인해 생긴 충격파가 눈 구조를 통해 시신경으로 전달되어 손상을 일으키는 것이 특징이다.

역학

폭발 유발 외상성 시신경병증은 군사·산업·민간 분야에서 문제가 되는 질환이다.

• 폭발로 다친 군인의 약 20%가 손상 후 2주에서 7년 사이에 안구 외상의 징후를 보였다는 연구 보고가 있다(2011년).
• 외상성 뇌손상(TBI)을 동반한 경우에는 시력이 비교적 보존되어 있어도 양안시 기능·시야·안구운동 등의 시각 기능 이상이 높은 비율로 관찰된다 ¹.
• 동물 모델에서는 폭발 노출 총횟수와 시신경의 신경변성 정도 사이에 용량-반응 관계가 확인되었다 ².

Q 폭발 유발 외상성 시신경병증(BON)은 일반 외상성 시신경병증(TON)과 어떻게 다른가?

A

외상성 시신경병증은 교통사고 같은 둔상이나 관통상으로 발생하는 경우가 많지만, 폭발 유발 외상성 시신경병증은 관통상이나 심한 둔상 없이 폭발 충격파만으로 시신경이 손상된다는 점이 특징이다. 겉으로 보이는 외상 흔적이 없어도 시신경 장애가 생길 수 있다.

주요 증상과 임상 소견

자각 증상

폭발 유발 외상성 시신경병증의 시각 장애는 경증부터 중증까지 매우 다양하다.

• 흐릿한 시야: 가장 흔히 보고되는 자각 증상 중 하나.
• 시야 결손: 범위와 양상이 다양하며, 중심암점부터 주변 시야 결손까지 나타날 수 있다.
• 색각 변화: 색을 구분하기 어려워지거나 색이 바래 보임.
• 시력 저하: 경미한 저하부터 심한 시력 상실까지 다양함.

임상 소견

다음과 같은 소견이 확인된다. 고대비 시력이 유지되어 있어도 여러 기능 이상이 숨어 있을 수 있다는 점에 주의해야 한다.

소견	내용
시력 저하	경도~고도, 개인차가 큼
색각 이상	색 혼동 및 색 구별 저하
RAPD	단안성 또는 양안 비대칭 사례에서 중요한 소견
시야 결손	Humphrey 시야검사로 정량 평가
RNFL 얇아짐	OCT에서 검출되는 망막신경섬유층 변화
VEP 잠복기 연장	시각계 전기 활동의 전도 지연
공간 대비 감도 저하	고대비 시력이 정상이어도 이상이 나타날 수 있음

시신경유두는 초기에는 부종을 보이다가 결국 시신경 위축과 OCT에서의 RNFL 소실로 진행한다. Cockerham 등은 고대비 시력뿐 아니라 공간 대비 감도, 시야 검사, 색각을 종합적으로 평가해야 한다고 권고했다¹. VFQ-25 조사에서는 폭발 노출 참전군인의 QOL이 건강한 사람과 당뇨병, 녹내장, 다발성 경화증 환자보다 유의하게 낮은 것으로 나타났다³.

Q 시력이 좋아도 폭발 유발 외상성 시신경병증이 있을 수 있나요?

A

있다. 고대비 시력이 유지되어도 시야 이상, 공간 대비 감도 저하, 색 구별 오류가 생길 수 있다. 고대비 시력만으로 평가하면 손상을 놓칠 수 있다.

3. 원인과 위험 요인

원인

폭발 과압(blast overpressure)으로 생긴 충격파가 눈의 구조를 통해 시신경으로 전달되고, 이때 발생하는 전단력과 스트레스로 시신경 섬유가 손상된다. 다른 외상성 시신경병증과 본질적으로 다른 점은 관통상이나 직접적인 둔상 없이 발생한다는 것이다.

위험 요인

• 직업적 노출: 군인, 응급구조대원, 폭발물 취급자
• 폭발원과의 근접성: IED(급조폭발물)와 대형 무기에 가까울수록
• 폭발 과압의 강도: 과압이 클수록 손상 위험이 높다
• 반복 노출: 동물 모델에서 용량-반응 관계가 나타났다
• 외상성 뇌손상 또는 뇌진탕 후 증후군의 동반: 시기능 장애의 발생률을 높인다

예방을 위해

특수 안경과 헬멧 같은 보호 장비를 착용하세요. 폭발 현장에서는 상황 인식을 높이고 불필요한 근접을 피하는 것이 중요합니다. 반복 노출은 신경퇴행 위험을 누적적으로 높이므로, 노출 횟수를 제한하는 것도 고려해야 합니다.

Q 폭발 유발 외상성 시신경병증의 위험을 줄이려면 어떻게 해야 하나요?

A

보호 장비(특수 안경과 헬멧) 착용이 기본입니다. 반복 노출은 동물 모델에서 신경퇴행과 용량-반응 관계가 있는 것으로 나타났으며, 노출 횟수를 제한하는 것도 중요한 예방책입니다.

4. 진단과 검사 방법

폭발 유발 외상성 시신경병증의 진단에는 종합적인 병력 청취와 다각적인 검사가 필요하다. 폭발 지점과의 거리, 노출 시간, 보호 장비 착용 여부, 기존 안질환, 외상성 뇌손상 여부를 자세히 확인한다.

임상 검사

시력 검사: 고대비 시력을 측정한다. 좋게 나와도 다른 기능 이상이 숨어 있을 수 있다.

동공 반응(RAPD): 한쪽이거나 양쪽이 비대칭인 경우의 중요한 객관적 소견이다.

안구 운동: 동반 손상을 배제하는 데 필요하다.

공간 대비 감도 검사: 폭발 유발 외상성 시신경병증에 특이적인 이상을 감지한다.

Humphrey 시야검사(HVF): 시야 결손의 양상과 범위를 정량적으로 평가한다.

VEP(시각유발전위): 시각계의 전기 활동을 평가한다. 폭발 유발 외상성 시신경병증에서 잠복기 연장이 확인되어 있다.

영상 검사

OCT: RNFL(망막 신경섬유층) 얇아짐과 시신경유두 변화를 비침습적으로 감지한다.

OCT-A: 간접 외상성 시신경병증에서 시간에 따른 망막층 얇아짐과 미세혈관 감소가 보고되었으며, 폭발 유발 외상성 시신경병증에서도 비슷한 양상이 시사된다.

안와 CT: 시신경관 골절, 골편, 시신경초 혈종을 배제하는 데 사용한다.

MRI: 수술로 치료 가능한 병변(관 골절, 초 혈종)을 배제하는 데 사용한다.

시기능 삶의 질 평가(VFQ-25 + NOS): Lemke 등은 폭발 노출 재향군인의 시력 관련 삶의 질을 평가하는 데 사용했다. 건강한 사람과 당뇨병, 녹내장, 다발성 경화증 환자보다 삶의 질이 유의하게 낮다고 보고되었다³.

감별 진단

다음 질환과의 감별이 중요하다.

• 외상성 시신경병증: 둔상 또는 관통상 외상에 의해 생긴다는 점이 다르다
• 외상성 뇌손상: 시각 증상이 겹치므로 항상 동반 여부를 고려해야 한다
• 시신경염: 자가면역 기전에 의한 염증성 질환. 갑작스러운 한쪽 눈 시력 저하와 눈 통증으로 시작하며, 다발성 경화증과 시신경척수염과의 동반에 주의해야 한다. Uhthoff 징후(목욕이나 운동 후 일시적 시력 저하)가 특징적이다
• 시신경 박리: 심한 외상으로 시신경이 끊어지는 것
• 비기질적 시력장애: 기능성 시력장애와 감별
• 망막 질환: 망막 전·내·하 출혈, 맥락막 파열, 망막박리, 망막진탕

5. 표준 치료법

폭발 유발 외상성 시신경병증에 특화된 가이드라인은 없다. 외상성 시신경병증의 의학적 치료에 대한 합의도 충분하지 않으며, 현재로서는 보존적 치료가 치료의 중심이다.

보존적 치료

• 안압 관리: 안압 상승이 있으면 안압을 낮추는 치료를 시행한다
• 염증 관리: 염증 정도에 따라 적절히 대응한다
• 시각 재활: 남아 있는 시기능을 최대한 활용하기 위한 재활
• 지속적 추적 관찰: 정기적인 안과 검사와 시야 검사가 필수적이다

코르티코스테로이드

외상성 시신경병증 환자에서 사용되지만, 폭발 유발 외상성 시신경병증에서의 치료적 역할은 논란이 있다. 덱사메타손과 메틸프레드니솔론의 정맥 투여를 비교한 연구에서는 시력 결과에 유의한 차이가 없었다.

예후

예후는 다양하며, 초기 손상의 중증도, 치료 개입의 효과, 개인의 반응에 따라 달라진다.

• 일반적인 외상성 시신경병증에서는 15~30%에서 자연 회복이 보고되었다
• 소아 외상성 시신경병증에서는 약 40%에서 자연적인 시력 호전이 보인다
• 물리적 외상이 동반되지 않기 때문에 폭발 유발 외상성 시신경병증의 전체적 예후가 외상성 시신경병증보다 더 좋을 수 있다고 여겨지지만, 이를 직접 뒷받침하는 근거는 현재 충분하지 않다.
• VFQ-25 조사에서 폭발 노출자의 삶의 질은 많은 만성 안질환 환자보다 낮았다.

치료 시 유의점

이 질환에 특화된 지침이 없으므로, 치료 방침은 외상성 시신경병증에 준해 개별적으로 판단해야 한다. 코르티코스테로이드의 치료적 역할은 확립되어 있지 않으며, 사용할 때는 전신 금기와 부작용을 충분히 고려해야 한다. 정기적인 안과 추적 관찰을 계속하는 것이 필수적이다.

Q 폭발 유발 외상성 시신경병증에 확립된 표준 치료가 있는가?

A

이 질환에 특화된 지침은 없다. 외상성 시신경병증 치료에 대한 합의도 충분하지 않으며, 현재는 지지 치료(안압 조절, 염증 조절, 시각 재활)가 중심이다. 코르티코스테로이드는 때때로 사용되지만, 그 유효성은 논란이 있다.

6. 병태생리학·상세한 발병 기전

충격파에 의한 손상 기전

폭발 과압이 만들어내는 충격파는 안구 구조를 통해 전파되어 시신경 섬유에 전단력과 스트레스를 유발한다. 이로 인해 전단성 축삭 손상이 생기고, 신경염증과 기능 장애로 진행한다. 육안으로 보이는 손상은 없지만, 조직 수준에서는 축삭 손상, 교세포증, 염증이 나타난다.

신경절세포층, 내핵층, 그리고 시신경은 특히 취약한 구조로 여겨진다(Wang et al.).

동물 모델에서의 소견

Bernardo-Colón et al.과 Rex et al.의 마우스 모델(가압 공기를 눈에 직접 가한 실험)에서 다음과 같은 결과가 밝혀졌다².

• 일시적인 안압 상승이 유발된다
• 망막신경절세포(RGC)의 사멸과 시신경 전체의 축삭 변성이 발생한다
• 상구로의 순행성 축삭 수송 장애가 주변부 망막의 투사 영역에서 먼저 나타난다
• 시신경의 교세포 영역 증가(성상세포 조직의 일시적 변화)
• IL-1α와 IL-1β가 시신경과 망막에서 증가한다(다른 사이토카인은 변화 없음)

Mohan 등의 또 다른 blast TBI 설치류 모델에서도 동공 빛 반사 저하, 이상성 pERG 이상(24시간 이내의 급성 감소와 4개월 후의 만성 감소), 3개월 시점의 RNFL 얇아짐이 확인되었고, 신경절세포층의 국소적 소실과 시신경 손상이 병리학적으로 뒷받침되었다⁴.

다른 시신경병증과의 병리학적 비교

녹내장

축삭 변성의 방향: 원위부→근위부 변성.

조직 변화: 성상세포 리모델링이 일어난다.

염증: 다양한 사이토카인이 증가한다.

직접 외상성 시신경병증

손상 부위: 분명한 손상 부위가 있습니다.

진행: 축삭 변성과 세포사가 빠르게 진행되며 점차 악화됩니다.

기전: 주로 직접적인 기계적 압박과 절단이 원인입니다.

폭발충격파 유발 외상성 시신경병증

손상 부위: 육안상 손상은 없습니다. 충격파에 의한 광범위한 영향이 있습니다.

염증: IL-1α와 IL-1β에 국한된 증가 양상.

특징: 녹내장 및 직접 외상성 시신경병증과는 다른 독특한 신경병리 소견을 보입니다.

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7. 최신 연구와 향후 전망(연구 단계 보고)

환자분께: 반드시 읽어 주세요

다음 내용은 현재 연구 단계이거나 임상시험 중인 것으로, 일반 병원에서 받을 수 있는 표준 치료가 아닙니다. 앞으로의 의료 발전에 관한 전문가용 참고 정보입니다.

연구 단계의 치료 후보를 아래에 제시합니다.

치료법	연구 현황	비고
에리트로포이에틴(EPO)	파일럿 연구	외상성 시신경병증 환자에서 결과 개선이 보고됨(Kashkouli 등)
유리체강내 주사(항-VEGF 포함)	동물 모델	급성기에는 해로울 수 있음(아래 참조)
카스파제-2 siRNA	동물 모델	공기 폭발 유발 안구 손상 모델에서 연구 중(Thomas 등)

적혈구생성인자(EPO)

Kashkouli 등은 간접 외상성 시신경병증 7례에 재조합 인간 EPO를 3일 연속 정맥 투여한 파일럿 연구에서, 관찰군 8례와 비교해 최종 시력이 유의하게 개선되었다(p=0.012)고 보고했다⁵. 폭발 유발 외상성 시신경병증에 대한 직접 적용은 추가 연구가 필요하다.

유리체내 주사

Naguib 등의 마우스 모델에서는 폐쇄성 외상 후 1일째에 완충액을 유리체내 주사한 군에서 ERG 저하, 시신경 손상 악화, 염증성 사이토카인(IL-1α 및 IL-1β)의 지속적 증가가 확인되었다⁶. 급성기 투여는 해로울 수 있으므로 투여 시기에 주의가 필요하다.

카스파제-2 siRNA

Thomas 등은 bITON 마우스 모델에서 항카스파제-2 siRNA를 평가했는데, 폭발 전 투여에서는 신경섬유 보호 경향이 보였지만 폭발 후 투여는 안구 내 염증을 악화시켰고 신경보호 효과는 얻지 못했다⁷.

신경보호 및 신경재생 인자를 강화하고, 신경변성 및 염증 인자를 억제하는 연구가 현재 진행 중이다.

참고문헌

Footnotes

1. Cockerham GC, Goodrich GL, Weichel ED, Orcutt JC, Rizzo JF, Bower KS, Schuchard RA. Eye and visual function in traumatic brain injury. J Rehabil Res Dev. 2009;46(6):811-818. PMID: 20104404 ↩ ↩²

2. Bernardo-Colón A, Vest V, Cooper ML, Naguib SA, Calkins DJ, Rex TS. Progression and Pathology of Traumatic Optic Neuropathy From Repeated Primary Blast Exposure. Front Neurosci. 2019;13:719. PMID: 31354422 ↩ ↩²

3. Lemke S, Cockerham GC, Glynn-Milley C, Cockerham KP. Visual quality of life in veterans with blast-induced traumatic brain injury. JAMA Ophthalmol. 2013;131(12):1602-1609. PMID: 24136237 ↩ ↩²

4. Mohan K, Kecova H, Hernandez-Merino E, Kardon RH, Harper MM. Retinal ganglion cell damage in an experimental rodent model of blast-mediated traumatic brain injury. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013;54(5):3440-3450. PMID: 23620426 / PMCID: PMC4597486 ↩

5. Kashkouli MB, Pakdel F, Sanjari MS, Haghighi A, Nojomi M, Homaee MH, Heirati A. Erythropoietin: a novel treatment for traumatic optic neuropathy-a pilot study. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2011;249(5):731-736. PMID: 20890611 ↩

6. Naguib SA, Bernardo-Colón A, Rex TS. Intravitreal injection worsens outcomes in a mouse model of indirect traumatic optic neuropathy from closed globe injury. Exp Eye Res. 2020;202:108369. PMID: 33238184 / PMCID: PMC8117180 ↩

7. Thomas CN, Bernardo-Colón A, Courtie E, Essex G, Rex TS, Blanch RJ, Ahmed Z. Effects of intravitreal injection of siRNA against caspase-2 on retinal and optic nerve degeneration in air blast induced ocular trauma. Sci Rep. 2021;11(1):16839. PMID: 34413361 ↩