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Role of Endoscopy in the Treatment of Bariatric and Metabolic Disease
J Metab Bariatr Surg 2018;7(1):37-47
Published online June 30, 2018
© 2018 The Korean Society for Metabolic and Bariatric Surgery.

Kyung Uk Jung

Department of Surgery, Kangbuk Samsung Hospital, Sungkyunkwan University School of Medicine, Seoul, Korea
Correspondence to: 정경욱, 서울시 종로구 새문안로 29 성균관대학교 의과대학 강북삼성병원 외과 우: 03181 Tel: 02-2001-8408, Fax: 02-2001-8360, E-mail: sahelgrean@gmail.com
Received May 28, 2018; Revised June 9, 2018; Accepted June 11, 2018.
This is an open access journal distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract

Obesity is a complex metabolic disease caused by excess body fat, which can be associated with many health problems. Bariatric surgery is the most effective treatment for morbid obesity. However, only small number of patients undergo surgery despite definite benefits. The upper gastrointestinal endoscopy with flexible device is an essential tool in the evaluation of post bariatric surgery patient. It plays an important role in treating complications occurring after bariatric surgery. Recently, there has been active research and development on endoscopic procedures to achieve similar effects with bariatric surgery in less invasive ways. Endoluminal interventions performed using flexible endoscopy might be less effective than current surgical approaches, but it can offer alternative approaches to the treatment of obesity that are safer and more cost-effective. This article provides an overview of endoscopic procedures for postoperative complication and new emerging endoscopic techniques for primary endoscopic bariatric therapies. Knowing the type, indication, expected effect, and development potential of endoscopic procedures might be of great help to surgeons performing bariatric procedures.

Keywords : Endoscopy, Bariatrics, Endoscopic bariatric treatment, Obesity
서론

비만은 체지방이 과다 축적되어 발생하는 복합적인 대사 질환으로, 독립적으로 또는 다른 질환과 연관되어 수많은 건강 관련 문제를 일으킨다. 비만은 골관절염, 수면무호흡증, 요실금 등 몸무게 증가에 따른 물리적 부담에 의해 발생하는 질환과 포도당불내성 또는 2형 당뇨, 고지혈증, 고혈압, 심혈관 질환, 비 알코올성 간질환과 일부 악성종양 등 지방조직의 염증작용 및 대사이상과 관련된 여러 질환을 일으키며[1-5], 이는 개인의 삶의 질을 저해하고 의료비용을 증가시킬 뿐 아니라 수명을 단축시키는 결과를 초래한다. 비만의 유병률은 전 세계에서 지속적으로 증가하고 있으며 우리나라도 예외가 아니다. 세계보건기구(World Health Organization, WHO)의 아시아-태평양 지역 비만 정의에 따라 체질량지수 25 kg/m2 이상을 기준으로 하였을 때 2016년 국민건강영양조사 결과에서 19세 이상 성인의 비만 유병률은 35.5%로, 이는 약 20년 전인 1998년에 비해 9.7%, 약 10년 전인 2005년에 비해서는 4.1% 증가한 수치이다[6]. 비만의 유병률이 증가하는 원인은 논란의 여지가 있으나 ‘서구화된 식생활’로 지칭되는 지방과 탄수화물 함량이 높은 고칼로리 식이의 증가와 산업화에 따른 신체활동 감소가 주 요인으로 생각되며, 특정한 유전적 소인이 이환에 중요한 역할을 할 것으로 생각되나 아직 명확히 증명되어 있지는 않다.

비만 치료는 식이요법과 운동을 포함한 생활습관 개선으로부터 시작하는 것이 원칙이나 실제 고도 비만 환자에서의 효과는 제한적이다. 약물치료는 치료 전 체중으로부터 10% 내외의 체중감소만을 보일 뿐더러 추적관찰 시 체중이 다시 증가하는 경우가 대부분이며, 심혈관 및 신경계 부작용을 일으킬 수 있어 장기 사용이 어렵다. 비만대사수술은 현존하는 가장 효과적인 비만 치료 방법으로, 평균 35% 가량의 초기 체중감소를 보이며 이 중 75-80% 가량이 장기 유지에 성공하여 10년 추적관찰 시 25% 가량의 체중감소가 유지되는 것으로 알려져 있다[7]. 비만대사수술의 효과는 단순 체중 감량에 머물지 않고 비만 환자의 대사 기능을 개선시켜 동반질환의 호전 또는 치유를 가져오며, 결과적으로 전체 사망률 및 당뇨, 심혈관 질환, 암 등 동반질환에 의한 사망률을 극적으로 감소시킨다[8]. 그러나 이러한 이점에도 불구하고 실제 수술을 받는 환자는 매우 소수에 불과하다. 비교적 최근 비만대사수술이 시작된 우리나라의 경우는 물론, 세계적으로 수술 적응증에 해당하는 비만 인구 중 불과 1%만이 수술을 받고 있다[9]. 비만과 동반된 대사질환의 병태생리에 대한 몰이해, 여러 무작위연구로 밝혀진 수술의 효과에 대한 낮은 인식 외에도 근본적으로 침습적일 수밖에 없는 수술에 대한 두려움, 복강경 수술의 도입과 기술의 축적으로 급격히 줄어들었으나 여전히 존재하는 합병증과 사망률, 위장관 우회 및 절제의 비가역성에 대한 거부감이 수술적 치료를 선택하는 데 주요한 장해 요인일 것이다.

연성 기기를 사용한 상부위장관 내시경은 비만 환자의 수술 전후 평가에 필수적이며, 비만대사수술 후 발생하는 합병증의 치료에도 중요한 역할을 담당하고 있다. 비만대사 수술 후에는 문합부 누출, 출혈, 협착, 변연부 궤양, 위공장 문합부 혹은 위낭의 확장에 의한 체중 재증가와 위 밴드에 의한 궤양 등 다양한 합병증이 일정 비율 발생할 수밖에 없으며, 이 중 일부는 진단과 치료가 지연되는 경우 치명적인 결과를 초래하게 된다. 과거에는 재수술이나 영상학적 중재 시술이 합병증 치료에 주로 사용되었으나, 최근에는 스텐트, 봉합 시스템, 클립 및 풍선 확장기 등 다양한 도구를 활용한 내시경적 시술이 활발히 이루어지고 있다. 합병증이 발생한 장관 내부를 직접 관찰함으로써 진단과 치료가 동시에 가능하며, 대부분 마취가 필요 없고 복벽의 상처가 아닌 자연 개구부를 통해 병변에 접근하므로 환자의 부담이 적고 덜 침습적이라는 점이 내시경적 시술의 큰 장점이다. 그러나 때로는 결국 재수술이 필요한 환자에서 내시경적 시술을 시도하느라 치료를 지연시키게 되는 경우도 있으므로, 내시경적 합병증 치료의 적응증과 기대 효과에 대해 정확히 알고 있어야 할 필요가 있다.

최근에는 비만대사수술보다 덜 침습적인 방법으로 수술과 유사한 효과를 얻기 위한 내시경 시술에 대한 연구 개발도 활발히 이루어지고 있으며, 미국 소화기내시경학회에서도 여러 연구결과를 바탕으로 내시경 비만대사 시술의 적응증, 기술적 요소, 합병증, 효과 등에 대한 의견을 개진하고 있다[10]. 내시경을 이용한 비만대사 시술은 체중감량과 대사 개선 효과는 수술에 미치지 못하나 통상적으로 수술보다 덜 침습적이고 합병증 발생률이 낮아 수술 위험도가 높은 비만 환자에서 수술 전 치료 혹은 단독 치료로 고려할 수 있으며, 수술에 대한 거부감이 큰 환자들이 좀 더 부담없이 접근할 수 있는 선택지가 될 수 있다.

본 논문에서는 비만대사 질환의 치료 전반에 걸친 내시경의 역할을 확인하고, 수술 후 합병증 치료에서부터 체중감량과 대사 개선을 위한 일차적 비만대사 시술에 이르기까지 현재까지 확립된 방법과 연구 중인 방법에 대해 살펴보고자 한다.

본론

1. 비만대사 수술 후 내시경 치료

내시경은 비만대사 수술 환자의 추적관찰 및 합병증의 진단과 치료에 매우 중요한 역할을 한다. 비만대사 수술 후의 환자에게 내시경을 시행할 때는 이전까지의 모든 수술기록을 숙지해야 하며, 시술 목적에 따라 적절한 굵기와 채널을 가진 기구를 선택해야 한다. 내시경 시 사용하는 가스는 쉽게 흡수되어 지나친 위장관 팽만을 방지할 수 있는 이산화탄소가 추천된다.

1) 궤양과 출혈

변연부 궤양은 루와이위우회술을 시행받은 환자의 15-20% 가량에서 발생한다[11]. 변연부궤양은 위공장문합부에 발생한 궤양으로 정의되며 문합부 중 공장 쪽에 발생하는 것이 전형적 소견이다. 위산 분비 증가, 조직 허혈, 비스테로이드소염제(NSAIDs) 사용, 흡연, 헬리코박터 필로리균 감염 등이 궤양 형성의 위험 요소로 생각되며[12], 이중 가장 강력한 예측 인자는 흡연과 NSAIDs 사용이다[13]. 궤양의 치료는 기저의 병태생리에 따라 달라지며, 대부분의 경우 양성자펌프 억제제 사용이 필요하다. NSAIDs를 사용하고 있는 경우 중단해야 하고 금연이 필수적이다. 내시경 검사는 궤양을 진단하고 심한 정도를 평가하는데 유용하다. 궤양 기저부에 이전 수술 시 사용된 봉합사나 자동문합기의 심과 같은 이물질이 노출되어 있는 경우 제거하는 것이 치유에 도움이 된다[14]. 이중채널 내시경을 사용하면 하나의 채널로는 봉합사 등의 이물질을 잡고 다른 한쪽 채널로 가위를 사용할 수 있어 조작이 편리하다. 출혈을 동반한 궤양의 경우 정도에 따라 치료 방법을 결정하며, 통상 문합부 주변 혹은 문합부 바로 위에 발생하는 궤양의 취약하고 종종 허혈성 변화를 동반한 조직에 천공이 발생하지 않도록 유의하여 접근해야 한다. 활동성 출혈과 혈관이 확인되는 경우 위궤양 치료 시에 그리 하듯이 에피네프린 주입과 클립을 이용한 물리적 지혈을 동시에 시행하는 것이 좋다. 투약 또는 내시경 시술 후 4-6주 경 추적 검사가 권장되며, 지속적인 치료에도 불구하고 오랫동안 치유되지 않는 궤양의 경우 내시경적 위 봉합 기구를 이용하여 치료한 연구 보고가 있으나[15] 현재까지의 표준 치료는 수술적 교정이다[16].

2) 문합부 누출

문합부 누출은 수술 술기의 향상과 자동문합기의 발달로 점점 감소하고 있으나 여전히 존재하는 심각한 합병증 중 하나이며 복강경 위소매절제술 혹은 루와이위우회술 후 0-5% 가량 발생하는 것으로 보고되고 있다[17,18]. 위소매절제술의 경우 히스 각(angle of His) 부위에, 루와이위우회술의 경우 위공장문합술 부위에 가장 빈발한다[18,19]. 누출의 치료는 발생 시기와 위치, 누공의 크기와 복강 내 오염정도 및 환자의 염증반응에 따라 매우 다양하나, 문합부 누출의 크기가 작고 이미 누출된 장 내용물이 매우 적거나 효과적인 배액이 가능한 상태이고 전신 염증 반응이 심하지 않은 경우 내시경적 처치를 고려해 볼 수 있다. 내시경을 이용하여 누공 부위를 완전히 덮는 스텐트를 삽입하면 음식물이 누공을 통해 누출되지 않으므로 회복 기간 동안 환자가 비위관 없이 경구로 음식을 섭취할 수 있다. 누공 주변에 누출액이 고여 있거나 농양이 존재하는 경우 스텐트를 배치하기 전 반드시 투시검사나 CT 유도 하에 배액관을 거치해야 한다. 위장 점막이 스텐트 안으로 자라 들어가는 것을 방지하고 추후 손쉽게 제거할 수 있도록 피복형 스텐트를 사용하는 것이 좋다. 스텐트를 거치하는 기간에는 문헌마다 큰 차이가 있으며, 10주 이상 거치가 필요했다는 보고도 있으나 2주 이하의 짧은 거치 기간으로도 충분했다는 연구 결과도 존재한다[18,20-23]. 루와이위우회술, 위소매절제술, 십이지장치환술 단독 혹은 담췌우회술, 위소매절제술과 십이지장치환술, 수직밴드위성형술 등 여러가지 비만대사수술 후 발생한 문합부 누출에 대한 메타분석 결과, 자가 팽창형 스텐트를 사용하였을 때 87.8%의 환자가 성공적으로 치료되었다[24,25]. 내시경 외피를 따라 삽입되는 대형 클립(the over- the-scope-clip, OTSC)을 이용하면 위장 벽의 전층 봉합이 가능하므로 비교적 큰 누공의 경우에도 내시경적 봉합을 시도해 볼 수 있다. 188명의 환자를 분석한 비교적 큰 다기관 연구에서 급성 천공의 90%, 문합부 누출의 73.3%, 누관의 42.9%가 OTSC를 이용해 성공적으로 치료되었다고 보고된 바 있다[26]. 식도 수술 후 누출에 주로 이용되는 내시경을 이용한 진공 치료(Endoscopic vacuum therapy, E-vac) 역시 성공적인 결과를 보이는 것으로 보고된다. 이는 누공의 크기에 맞추어 재단된 스폰지를 비위관의 끝부분에 봉합하여 내시경적으로 누출 부위에 거치한 후 코를 통해 빠져나온 비위관의 반대쪽 끝에 음압기를 연결하여 150-175 mmHg 압력을 지속적으로 가하는 방법이다[27]. 누공의 변화에 따라 크기를 조절해 가며 3-4일에 한 번 스폰지를 교체해야 하며 내시경과 위장관조영술 검사 결과 누공이 치유된 것을 확인한 후 완전히 제거하게 된다. 위소매절제술 후 누출이 발생한 9명의 환자에서 E-vac을 사용했을 때 100%의 환자에서 누공이 치유되었다는 보고가 있으며, 이 9명 중 5명은 자가팽창형 스텐트를 거치하여 치료를 시도했으나 실패한 환자들이었다. 누공이 막힐 때까지 걸린 시간은 평균 50일이었다.

3) 위-위 누공

루와이위우회술을 시행받은 환자의 경우 위낭과 잔위 사이에 누공이 발생할 수 있다. 루와이위우회술 후 위-위 누공은 과거에는 전체 증례의 50%까지도 높게 나타나는 것으로 보고되었으나[28], 잔위에서 위낭을 완전히 절제해 내는 것이 일반적인 술식으로 확립된 후로는 0-6%까지 발생률이 감소하였다[29]. 환자들은 오심, 구토, 역류 및 명치 통증을 호소하며, 누공 크기가 크지 않은 경우에도 잔위와 십이지장으로 영양 성분이 흘러 들어가 수술의 대사 효과를 역전시킴으로써 체중 재증가를 일으킬 수 있다[30,31]. 드물게 위-위 누공과 함께 변연부 궤양에 의한 위공장문합부의 협착이 발생하여 수술로 이룬 해부학적 변형이 완전히 무효화 되는 예도 존재한다. T-tag (Wilson-Cook Medical Inc., USA)과 OSCT 등 내시경적 봉합 기구를 이용한 시술이 시도되고 있으나 아직까지는 증거가 부족하다[31]. 예를 들어 루와이위우회술 시행 후 위-위 누공이 확인된 95명의 환자에서 내시경적 위벽 봉합 기구 혹은 클립을 이용하여 누공 봉합을 시도하였을 때, 95%의 환자에서 성공적인 봉합이 가능하였으나 이 중 65%에서 다시 누출이 발생하는 결과를 보였다. 그러나 소수의 위-위 누공 환자를 대상으로 내시경적 봉합을 시도한 최근 연구에서는 67%에서 누공의 영구 폐쇄가 가능했다는 결과도 있어 지속적인 연구와 적절한 환자 선택이 중요할 것으로 생각된다.

4) 협착

루와이위우회술 후 협착은 위공장문합부에 가장 빈발하며 3%에서 28%까지 다양하게 보고된다[32,33]. 위소매절제술 후의 협착은 이보다 좀 더 드물게 나타나는 것으로 알려져 있다[34]. 문합부 협착은 흔히 내시경적으로 진단되며 일차적으로 내시경적 풍선 확장술을 이용해 치료한다. 풍선을 부풀리기 전에 적절한 위치 확인을 위해 탐침자와 투시조영을 사용하는 것이 좋다. 일반적으로 위공장문합부의 목표 내경은 10 mm 내외이나 협착 부위는 풍선 확장술 직후보다 좀 더 좁아지는 경우가 흔하므로 12-15 mm를 목표로 확장술을 시행한다. 대부분의 환자에서 한 번의 풍선 확장술로 증상이 호전되나 목표한 문합부 내경에 이르기까지 여러 번의 풍선 확장술이 필요한 경우도 10%가량 존재한다[35,36].

5) 위석

위석은 여러가지 비만대사 수술 후 발생할 수 있으나, 루와이위우회술과 위밴드수술 후 가장 흔히 발생한다[37]. 소화되지 않은 섬유질, 유제품 소화 과정에서 발생한 부산물, 머리카락과 약제 등이 위석의 재료가 되며[38], 위공장문합부, 공장-공장문합부, 과도하게 조여진 위밴드 거치부, 위소매절제술 후 발생한 위각의 협착부 등 다양한 협착 부위가 위에 열거한 물질들이 쌓여 위석이 발생하는 병소로 작용할 수 있다. 위석이 의심되는 경우 일차적으로 내시경적 치료를 도하며, 고압수(water jet)나 집게를 이용한 물리적 분쇄, 흡인이나 그물망을 이용한 경구 제거를 시도해 볼 수 있다.

6) 루와이위우회술 후 담췌관 병변 치료

루와이위우회술 후 담관결석과 같은 담췌관의 병변이 발생한 경우, 변화된 해부학적 구조로 인해 내시경적 치료가 제한될 수 있다. 소장내시경이나 소아용 대장내시경을 이용하여 역행성 담췌관 조영술을 시도해 볼 수 있으나, 루각이 짧은 환자에서만 시술이 용이한 단점이 있다[39]. 루와이위우회술이 시행된 환자에서 단일 혹은 이중 풍선 소장내시경을 이용하면 75-87%의 환자에서 의도한 바 대로 진단 및 치료 시술을 시행할 수 있다는 보고가 존재하지만[40], 실제로는 풍선 소장내시경의 내부 채널이 작기 때문에 치료적 시술에 큰 제한이 있다. 이러한 어려움이 있는 루와이위우회술 환자에서 내시경적 역행성 담췌관 조영술과 내시경적 치료가 반드시 필요할 경우 복강경 보조 내시경적 역행성 담췌관 조영술을 시도해 볼 수 있다. 복강경 보조 내시경적 역행성 담췌관 조영술은 잔위에 15 mm 가량의 투관침이나 위조루용 튜브를 설치하여 내시경을 시행하는 방법으로[41], 루와이위우회술 시행 후 담도 질환으로 내원한 환자에 적용하였을 때 모든 환자에서 담도 접근과 괄약근 절제술이 성공하였다는 보고가 있다[42].

7) 수술 후 체중 재증가

비만대사수술을 받은 환자의 20%가 수술 후 1년째 50%의 초과체중감소로 정의되는 ‘치료 성공’을 달성하는 데 실패하며, 30% 가량은 다양한 정도의 체중 재증가를 겪는다[43-45]. 체중 재증가에 대한 합의된 기준이나 분류는 아직 없으나, 수술 후 가장 낮았던 체중의 15% 이상 증가한 경우로 정의하는 것이 일반적이다[46]. 음료나 분쇄된 형태로 고칼로리 식품을 섭취하거나 정해진 시간에 고형 음식을 섭취하는 대신 소량을 지속적으로 섭취하는 잘못된 식습관과 움직임이 적은 생활습관이 체중 재증가의 큰 요인이겠으나, 교정 가능한 구조적 문제 역시 원인이 될 수 있다. 위소매절제술의 경우 추가적인 위소매절제술이나 루와이위우회술로의 전환이[47,48], 루와이위우회술의 경우 루각 혹은 췌담도각의 길이를 늘리고 공통장관의 길이를 줄여 우회되는 소장의 길이를 추가하는 방법이나 담췌우회술로의 전환이 효과적인 것으로 알려져 있다[49,50]. 그러나 이러한 교정수술은 수술 후 변형된 해부학적 구조와 복강 내 유착, 수술 부위 흉터 조직 등으로 인해 첫 번째 수술보다 어려우며 합병증 발생 가능성도 증가하기 마련이다[51-53]. 이러한 경우 확장된 위낭과 위공장문합부에 대한 내시경적 봉합과 성형술 그리고 전기소작술을 활용한 최소 침습적 내시경 시술을 고려할 수 있다.

(1) 아르곤 플라즈마 응고 요법(Argon Plasma Coagulation, APC): 루와이우회술 후 위공장문합부의 확장과 체중 재증가 사이에 유의한 관계가 있다는 연구결과에 따라, 문합부에 상처조직을 형성함으로써 직경을 감소시켜 체중 감소를 유도하는 방법이 개발되었다[54]. 초기에는 식도 정맥류의 치료에 사용되는 모루인산염(sodium morrhuate)을 점막하층에 주사하여 조직 부종과 상처조직을 형성하는 경화요법이 시도되었으나, 최근에는 좀 더 쉽고 안전한 아르곤 플라즈마 응고 요법이 널리 사용되고 있다[55,56]. 시술은 APC 카테터의 끝부분을 위공장문합부의 위 쪽 점막에 접촉한 채 소작 처리 하는 방법으로 이루어진다. 대부분의 APC 시술과 달리 의도적으로 카테터를 점막에 접촉함으로써 점막하층까지 국소적인 손상을 발생시켜 조직의 수축을 유도하는 것이 목적이며, 문합부 주변으로 두세개의 동심원을 그리듯 소작 처리를 시행한다. 궤양과 출혈을 방지하기 위해 PPI를 사용하며, 상처 수복 기간 중에는 액상 식이를 유지한다. 만족스러운 문합부 크기에 도달할 때까지 8-10주 간격으로 3-4회 되풀이하여 시술했을 때, 재증가 된 체중의 80% 가량이 감소했다는 연구 보고가 있다[56]. 문합부가 확장된 체중 재증가 환자에서 목표로 하는 문합부 직경은 8-10 mm이며, 드물게 과도한 상처조직 형성으로 인해 내시경적 풍선확장술과 같은 추가 시술이 필요한 문합부 협착이 발생하는 경우도 있다.

(2) The Transoral Outlet Reduction and Purse String (TORe): 내시경적 위 봉합 기구를 사용하여 문합부 크기를 줄이는 방법이다. 상처 수복 과정에서 봉합 부위가 좀 더 단단히 접합될 수 있도록 문합부 주변의 위점막에 APC를 이용해 상처를 만든 후 봉합을 시행하여 문합부 크기를 조정한다. 최초에는 위공장문합부의 한쪽 끝에 8자봉합을 시행하였으나 차츰 문합부 주변을 빙 둘러 쌈지봉합을 시행한 후 마지막에 내시경을 통한 식도 풍선을 삽입하여 일정 직경을 유지하면서 봉합사를 조여 문합부를 원하는 크기에 도달하게 하는 방법이 선호되고 있다. 초기에는 EndoCinch (C.R Bard Inc., USA)와 같이 비교적 얕은 위벽 봉합 기구가 사용되었으나, Overstitch (Apollo Endosurgery, USA)와 같은 전층 봉합이 가능한 기구를 사용했을 때 봉합 구조가 좀 더 오래 유지되며 체중 감소 면에서도 우월한 결과를 보이는 것으로 나타났다[57,58]. 시술 후 일정 기간 PPI를 사용하며, 조직이 완전히 아물 때까지 액상 식이가 추천된다.

(3) 루와이위우회술 후 확장된 위낭과 위소매절제술 후 확장된 위소매에 대한 내시경 시술: Incisionless Operating Platform (IOP, USGI Medical, USA)이라는 내시경 형태의 플랫폼을 이용, 루와이위우회술 후 늘어난 문합부와 위낭에 대해 위벽의 전층을 포함하는 봉합 성형을 가해 크기를 줄이는 시술에 대한 연구가 진행된 바 있으며 85-97%의 높은 기술적 성공률과 6개월간 재증가한 체중의 30% 이상이 감소되는 결과를 보고하였다[59,60]. 이외에 OTSC를 이용한 확장된 위낭 성형술과 고주파열치료 등 여러가지 시술 방법이 시도되고 있으나 추가적인 연구가 필요한 상태이다[61,62]. 마찬가지로 위소매술 후 확장된 위소매에 대한 내시경적 봉합 및 성형술에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다[63]. 이들 연구는 아직 초기 단계로 정규 치료의 선택지에 포함되기까지는 좀 더 시간이 걸릴 것으로 생각되나, 여러가지 도구와 기술의 발전에 힘입어 이어 서술할 일차적 내시경 비만대사 시술과 함께 미래가 기대되는 분야이다.

2. 체중감량과 대사 개선을 위한 내시경 비만대사 시술

체중감량을 목적으로 한 내시경 비만대사 시술은 비만의 동반질환으로 인해 수술 위험도가 높은 환자에서 초기 체중감량을 유도하여 동반질환을 조절한 후 수술적 치료로 넘어가기 위한 가교적 방법(bridge therapy)으로 시행되기도 하고, 체질량지수가 비교적 낮은 초기 비만 환자나 수술적 치료를 꺼리는 환자에게서 수술을 고려에 넣지 않은 일차적 치료 목적으로 시행되기도 한다. 내시경 시술은 일반적으로 수술보다 환자의 위험과 합병증 발생률이 낮으므로 시술의 효과를 판정하는 기준 역시 수술에 비해 완화되어야 할 필요가 있다는 주장에 따라, 2011년 미국소화기내시경학회와 미국비만대사외과학회는 일차적 내시경 비만대사 시술의 유효성 기준을 다음과 같이 제시하였다. 환자는 시술 후 12개월에 25% 이상의 초과체중감소를 보여야 하며 이는 대조군의 평균 초과체중감소율과 15% 이상의 차이가 있어야 한다. 또한 시술과 연관된 심각한 합병증 발생률이 5%를 넘어서는 안 된다[64].

1) 위내 풍선(Intragastric balloon)

비만 환자에서 체중감소를 위해 위 내에 기구를 삽입하는 시술은 1982년 처음 기술되었다[65]. 초창기의 위내 풍선은 효과가 없고 궤양, 천공 및 수술적 제거가 필요한 장관 협착을 일으키는 등의 합병증을 일으키기도 하였으나[66], 오랜 기간에 걸쳐 수많은 위내 풍선이 개발, 개량되어 현재에 와서는 비만 치료를 위해 가장 널리 이용되는 내시경적 시술이 되었다. 위내 풍선을 거치하는 방법은 위의 용량을 차지하는 제한술식의 효과뿐 아니라 위를 확장시켜 신경내분비적 변화를 유도하고, 위배출시간에도 영향을 미쳐 체중감소를 유도하는 것으로 생각된다[67,68]. 500-750 mL의 식염수가 들어가는 단일 실리콘 구체인 Orbera 풍선(Apollo Endosurgery, USA), 서로 독립된 채널을 가진 450 mL 용적의 구 두 개가 연결된 형태인 ReShape Duo 풍선(Reshape Medical, USA), 생리식염수를 넣을 수 있는 튜브를 통해 크기를 조절할 수 있도록 만들어진 Spatz 조절가능풍선 시스템(Spatz Medical, USA), 다른 풍선시스템과 같이 내시경적으로 거치하는 대신 위에서 녹아 없어지는 젤라틴 캡슐 형태로 경구 섭취 후 카테터를 통해 가스를 넣어 250 mL 크기로 부풀리게 되는 Obalon 풍선(Obalon Therapeutics, USA) 등이 현재 주로 사용되는 위내 풍선들이다. 대부분 6개월 가량 유지하며 제거 시 내시경 시술이 필요하다.

이 중 가장 흔히 사용되는 위내 풍선은 Orbera로 1996년 이후 25만건 이상이 시술된 것으로 알려져 있으며, 6개월간 거치했을 때 12%의 총체중감소율, 32.1%의 초과체중감소율을 보였고[69], 6개월째 풍선을 제거한 후 추가 6개월간 추적관찰 한 연구에서는 거치 후 12개월째 25.4%의 초과체중감소율을 보였다. 이처럼 풍선 제거 후에 체중이 다시 늘어나는 경향을 보이기는 하나, 풍선 제거 1년 후 47%의 환자에서 처음 체중의 10% 이상 체중감량이 지속되었다는 보고와 시술 5년 후 환자를 추적 관찰했을 때도 7% 가량의 총체중감소율을 보였다는 결과도 있어 제한적이지만 장기적인 체중감소 효과도 기대할 수 있는 것으로 보인다[70,71]. Orbera 풍선의 가장 흔한 합병증은 통증과 오심으로, 약 7.5%의 환자에서는 이로 인해 풍선을 조기 제거해야 했다. 심각한 부작용은 흔치 않아 소장으로의 이동이 1.4%, 위천공이 0.1% 정도로 보고되었다[69].

2) 풍선 이외의 위 거치물/위 시술

(1) 위배출 시간에 영향을 미치는 시술

보툴리늄 독소 주사: 보툴리늄 독소 A는 수의근과 평활근의 수축을 억제하여 마비 작용을 일으키는 지속성 아세틸콜린에스테라아제 억제제이다. 위 유문의 평활근에 주사하는 경우 위배출 시간을 지연시키고 포만감을 증대시키며 그렐린 분비를 억제함으로써 경구섭취를 줄이고 궁극적으로 체중감소를 유도할 것으로 기대되었다. 그러나 2000년대 중반 이후 시행된 여러 인간대상 연구 결과는 크게 유의하지 않았으며, 많은 연구가 서로 상반된 결과를 보였다[72,73]. 현재 보툴리늄 독소 주사는 미국 내 사용이 허가된 상태이나, 실제 임상에는 매우 제한적으로 사용되고 있다.

Transpyloric Shuttle: TransPyloric Shuttle (Baronova Inc., USA)은 큰 실리콘 구와 작은 원통형 실리콘 구가 유연한 튜브로 연결되어 있는 기구로, 위내 풍선과 달리 위의 공간을 차지하는 것이 아니라 십이지장으로의 음식 이동을 지연시키는 역할을 한다. 오버튜브를 통해 경구 삽입되며, 일단 위 내에 삽입되면 자연적인 연동운동에 의해 원위부의 원통형 구가 근위부 십이지장으로 넘어가게 되고, 근위부의 큰 구는 위 내에 머무르며 간헐적으로 유문을 막아 위배출을 지연시킨다. 삽입 후 6-12개월 후에는 제거해야 하며, 오버튜브를 이용한 경구 제거가 가능하다. 20명의 환자를 대상으로 시행한 예비연구에서 심각한 합병증 없이 3개월 및 6개월에 각각 25.1%, 44.0%의 초과체중감소를 보였으며[74], 이후 미국에서 진행된 다기관 무작위연구가 모집을 완료하고 추적관찰 중으로, 상당히 좋은 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

(2) 위의 용적을 제한하는 기구/시술

Transoral endoscopic restrictive system device: Transoral endoscopic restrictive system (TERIS) device (BaroSense, USA)는 10 mm의 구멍이 뚫린 실리콘 격막으로, 삽입 후 위 분문부에 내시경적 스테이플링 기구를 이용해 고정된다. 결과적으로 위식도접합부에서 약 3 cm 하방의 분문부에 위밴드를 시술했을 때와 같은 협착부가 만들어지게 된다. 내시경적으로 격막-위벽 접합부의 고정 장치를 끊고 오버튜브를 통해 격막을 끄집어내는 방식으로 제거 가능하다. 최초의 인간연구에서 기복 2건과 천공 1건 등 심각한 합병증이 발생하였으며, 18명의 환자를 대상으로 시행한 추적 연구에서 6개월째의 초과체중감소는 30.1%로 비교적 높게 나타났으나 62.5%의 환자에서 격막의 고정이 유지되지 않는 결과를 보여 현재는 더 이상의 연구가 중단된 상태이다[75].

Articulating Circular Endoscopic Stapler: Articulating circular endoscopic stapler (ACE stapler, Boston Scientific Co., USA)는 회전과 반전이 가능한 내시경 스테이플러로, 최초에는 TERIS 기구를 고정하기 위한 용도로 개발되었으나 위에 기술한 이유로 TERIS 연구가 폐기된 후 Boston Scientific에 의해 개량되었다. 진공 흡인으로 조직을 당겨 링 형태의 스테이플러를 적용하는 방식으로 위 전층 봉합 성형술을 시행하여 위 용적을 줄이게 되며, 17명을 대상으로 한 1상 연구에서 12개월째에 34.9%의 초과체중감소와 동반질환의 개선 효과를 보였으며, 내시경 추적관찰에서 성형술 부위도 잘 보존되어 있는 것이 확인되었다[76].

Gelesis100 hydrogel capsule: Gelesis100 (Gelesis, USA)은 수천개의 작은 히드로겔이 담긴 경구섭취 가능한 캡슐로써, 친수성 격자구조의 입자가 물을 흡수하여 급속히 팽창하게 된다. 각 입자들은 물을 흡수하여 100배 가량 부피가 증가하며, 외부 입자층은 견고하게 원래의 구조와 탄성을 유지하여 음식물과 섞이지 않도록 한다. 식전에 캡슐의 형태로 물과 함께 복용하며, 일단 위에 들어오면 캡슐은 녹아 없어지고 내부의 히드로겔 입자가 물과 반응하여 팽창하게 된다. 히드로겔은 위에 머무르는 동안은 위내 풍선처럼 일시적인 용적 제한 기구로 작용하며, 십이지장 및 소장에서는 가성 격막처럼 작용하여 당 섭취를 떨어트린다. 히드로겔 입자는 대장의 물 흡수 작용에 따라 축소되고 분쇄되어 몸 밖으로 배출된다. 2014년 2.25 g 그리고 3.75 g Gelesis100을 12주간 하루 2회 복용한 군과 위약군의 3개 군을 비교한 무작위맹검연구가 시행되었으며, 2.25 g 군에서 위약군에 비해 유의하게 높은 체중감소를 보였다. 3.75 g군의 성적이 좋지 않았던 이유는 복용 순응도의 차이에 기인한 결과로 생각된다[77].

3) 내시경 위 성형술

내시경 위 성형술은 내시경적 시술을 통해 위의 해부학적 구조를 변형시켜 용적을 줄이는 방법으로, 특수하게 설계된 봉합 기기를 이용하여 외과 수술의 기법과 비슷하게 내시경 봉합을 시행하여 위 용적을 감소시키게 된다[78,79]. 최초에는 위식도 역류질환의 내시경적 치료를 위해 고안된 EndoCinch 등 비교적 얕은 위벽 봉합 기구가 사용되었으나, 곧 좀 더 깊은 봉합이 가능하고 봉합사의 재장전을 위해 기계를 넣었다 뺐다 하지 않아도 되는 RESTORe (Davol, USA), 내시경적 전층 봉합이 가능한 Overstitch와 같이 좀 더 발전된 기구로 이행되었다. 시술 형태 역시 현재는 시행되지 않는 수술 방법인 수직밴드위성형술의 수술 후 해부 구조를 흉내낸 형태에서, 위의 대만을 따라 주름을 잡거나 나란한 2열의 전층 봉합을 시행하여 위소매절제술과 유사한 형태로 만드는 내시경 위소매성형술로 이행되었다. 최근에는 여러 채널 접근이 가능한 기구와 내시경 조직 집게, 봉합 앵커로 이루어진 무절개 수술 플랫폼(Incisionless Operating Platform, IOP, USGI Medical, USA)을 이용해 위체부의 여러 부분을 전층 봉합함으로써 위의 총 면적을 줄이는 Primary Obesity Endoluminal (POSE) 시술도 널리 시행되고 있다. 다기관 연구를 포함한 여러 연구에서 내시경 위소매 성형술 후 1년째의 초과체중감소율이 50%를 상회하는 우수한 결과를 보였다[13,17,18]. 심각한 합병증은 0에서 2% 가량 보고되었으며, 경피배액과 항생제 치료가 필요했던 위 주변 누출액 저류, 비장 손상으로 인한 복강 내 출혈, 폐색전증, 기복과 기흉 등이었다[80]. POSE 시술을 이용한 전향적 관찰 연구 역시 6개월 후 초과체중감소가 49.7%, 1년 후 44.9%로 우수한 체중감량효과를 보였다[81]. 아직 임상에 활발히 이용되고 있지는 못하지만 추후 장기 연구 결과가 축적되고 기술과 술기가 향상되면 효과적인 최소 침습적 치료로 큰 역할을 할 수 있을 것이라 기대된다.

4) 흡인 치료

흡인 치료는 경피적 내시경 위루를 만들고 튜브를 넣어 식사 후 위 내용물을 밖으로 빼내 제거하는 방법이다. 위루에 이용되는 튜브는 30 프렌치 굵기이며 설치 2주 후 튜브의 외부 부분은 짧게 재단되어 피부에 부착된다. Aspire Assist device (Aspire Bariatrics, USA)를 위루 튜브에 연결하여 흡입을 시행하며, 식사 20분 후 흡입 시 섭취 열량의 30% 가량이 제거된다. 여러 연구에서 1년간 사용했을 때 12%에서 21%의 총체중감소율을 얻었으며, 이는 대조군의 3.5-5.9%에 비해 월등한 수치이다. 보고된 이상반응은 수술 전후 복통과 튜브 주위 피부의 자극증상 및 감염 등이었으며 흡입된 열량을 만회하기 위해 칼로리 높은 식품의 섭취가 늘어나는 등의 비정상적인 식이 습관이 새롭게 발생하는 일도 없었다[82,83].

5) 십이지장 및 소장을 목표로 한 기구와 시술

비만대사수술과 여타 상부위장관 수술에 대한 연구 결과, 십이지장과 근위부 소장이 인슐린 작용을 조절하는데 주요한 대사 신호 센터로 작용한다는 사실이 밝혀지고 있다. 특히 이 부위의 점막 내 위치한 장내분비 세포가 장관 내의 영양소를 감지하여 포만감이나 인슐린 분비와 관련된 펩타이드를 내는 것으로 생각되기에, 이 부위를 우회하여 영양소와 장내분비 세포의 접촉을 제한하거나 장내분비 세포 자체에 대한 시술을 시행하여 체중 감소 및 대사적 치료 효과를 거두려는 시도가 이루어지고 있다.

(1) 내강 우회 소매

십이지장-공장 우회 소매: EndoBarrier (GI Dynamics, USA)는 십이지장과 근위부 소장의 점막이 음식과 접촉하지 못하도록 감싸 주는 우회 기구로, 니티놀(nitinol)로 된 왕관 모양의 지지대 끝에 60 cm의 테플론 복합체 소매가 연결되어 있는 형태이다. 기구는 캡슐에 싸인 채로 전신마취 하에 내시경 및 투시 유도 하에 삽입되며, 십이지장 구부에 도달하면 소매 부분은 근위부 소장으로 내려가고 지지대 부분은 펼쳐져 고정된다. 기구가 설치되어 있는 동안 음식물은 소매 안을 통과하며 십이지장 및 근위부 소장의 점막과 췌담도에서 분비되는 소화 효소로부터 분리된다. 기구는 3개월에서 12개월까지 거치 가능하며, 특별히 제작된 기구를 사용하면 니티놀 지지부가 접히게 되므로 위장관의 손상 없이 경구 제거할 수 있다. 초기 연구에서 3개월 이상 기구를 거치했을 때 초과체중감소율은 25%에서 35% 가량이었으며[84-86], 기구를 거치함과 동시에 당화혈색소 수치가 유의하게 감소하였다는 보고도 있었다. 여러 연구에서 1년간 기구를 거치했을 때 초과체중감소율은 30%에서 47%, 당화혈색소는 1.1- 2.3% 감소하였으며 무작위전향적 연구를 시행한 경우에도 겉보기시술을 시행한 군에 비해 유의하게 좋은 결과를 보였다[85, 87,88]. 그러나 기구에 대한 환자의 순응도가 다양하며 일정 비율의 환자에서 통증과 오심/구토 등 불편감 및 합병증으로 인해 계획보다 일찍 제거하게 되는 단점이 있다. 소매 이동, 위장관출혈, 소매 폐색, 간농양, 담관염, 급성담낭염과 기구 제거 시의 손상에 의한 식도 천공이 보고된 바 있으며, 일부 상용 허가를 받은 지역도 있으나 미국 다기관 연구에서는 325명 중 4명에서 간농양이 발생하여 연구 진행이 중단되어 아직 상용 허가를 받지 못한 상태로, 추후 안전성 문제에 대한 보완이 필요할 것으로 생각된다.

위십이지장공장 우회 소매: ValenTx 관내 우회 소매(ValenTx Inc., USA)는 EndoBarrier와 유사한 개념으로 개발된 우회 소매로, 120 cm의 불소중합체 소매를 내시경적으로 장관 내 삽입한 후 복강경으로 위식도접합부를 확인하며 전층 봉합을 통해 고정하는 시술이다[89]. 삽입된 소매는 위식도접합부로부터 공장까지 펼쳐지며, 경구 섭취된 모든 음식물은 근위부 소장 점막 및 췌담도 분비물과 격리된 채 원위부 공장에 도달하게 된다. 기구 제거는 내시경 가위로 봉합사를 끊고 집게로 소매를 끄집어내는 방식으로 가능하며, 시술된 모든 환자에서 수술적 보조 없이 경구 제거가 가능하였다. 고도비만 환자에서 시행된 초기 연구에서 초과체중감소는 12주간 기구를 유지한 경우 39.7%, 1년간 기구를 유지한 경우 54% 였으며 2형 당뇨 역시 호전되는 결과를 보였다[89,90]. 그러나 EndoBarrier와 마찬가지로 통증 또는 불편감으로 인해 조기 제거해야만 했던 경우가 20% 가량 존재하였고, 거치를 시도하였으나 불가능했던 경우도 8%에 달하였다. 또한 삽입 후 고정에 수술적 보조가 필요한 점도 큰 진입장벽으로 생각된다. 그러나 초기 연구에서 체중감소 및 대사 호전 모두에 매우 고무적인 결과를 보여주고 있어 고정 방법을 포함한 기구의 개량이 이루어지면 임상 활용도가 높아질 것으로 생각된다.

(2) 열수작용을 이용한 십이지장 점막 재상피화(Hydrothermal duodenal mucosal resurfacing): Revita DMR system (Fractyl Laboratories, USA)이라는 내시경적 카테터 시스템을 통해 십이지장 점막에 열수를 공급하여 병적인 세포들로 구성된 표면조직을 사멸시키고 새롭게 정상적인 세포로 구성된 점막 재생을 유도함으로써 정상 대사에 유리한 신호전달체계가 회복되도록 하는 시술이다. 내시경이 십이지장에 도달하면 점막하층에 식염수를 주사하여 점막층을 골고루 띄워 근층에서 분리한 후 탐침 유도 풍선 카테터의 형태로 이루어진 DMR system의 풍선 부분에 90°C 가량의 열수를 10초 가량 공급하여 풍선과 접촉한 점막층의 세포를 사멸시킨다. 십이지장 유두 직하방으로부터 트라이츠 인대에 이르기까지 9-10 cm 가량의 십이지장 점막 세포를 사멸시키는 것이 목표이며 약 5회 가량의 시술이 필요하다. 시술은 전신마취 하에 이루어지며 전체 시술 시간은 60분을 넘지 않는다. 시술 24시간 후 경구섭취가 가능하며 이후 2주간 분쇄형 식이가 추천된다. 남미에서 시행된 첫번째 인간대상 연구 결과, 2형당뇨를 앓고 있는 40명의 환자에서 시술은 출혈, 천공, 감염 또는 췌장염 등의 합병증 없이 성공적으로 시행되었다. 20%의 환자가 시술 후 경도의 복통을 호소하였으나 특별한 치료 없이 호전되었다. 3명에서 십이지장 협착이 발생하였으나 풍선확장술로 쉽게 치료되었다. 6개월 추적관찰에서 대상군의 몸무게는 시술 전과 크게 변화가 없었으나 당화혈색소와 HOMA-IR은 유의한 호전을 보였으며 간효소치의 감소도 관찰되었다[91,92]. 십이지장 점막 재상피화는 아직 초기 연구 단계의 시술이며 몸무게 감소 효과가 없으므로 고도 비만 환자에서의 수요는 제한적일 것으로 생각되나, 향후 2형 당뇨를 동반한 정상체중과 비교적 초기 비만 환자에서 크게 도움이 될 것으로 생각된다.

(3) 내시경적 장관 우회술 (Partial stream intestinal bypass procedures): 자가조립 자석으로 된 무절개 자석 문합기구(Incisionless magnetic anastomosis system, IMAS, GI windows, USA)를 이용하여 수술 없이 내시경적으로 근위부 공장과 회장 사이에 장관문합을 형성하여 음식물이 우회되도록 하는 시술로[93], 두 명의 의사가 내시경을 이용해 8각 고리 모양으로 생긴 자석을 각각 근위부 공장과 회장에 위치시켜 서로 달라붙게 만들면, 이후 수일에 걸쳐 압력 허혈에 의한 조절된 괴사와 조직 치유가 동시에 발생하며 장관이 문합되는 방식이다. 문합이 완료되면 자석은 서로 결합된 형태로 자연스럽게 배설된다. 수술적 우회술과 달리 원래의 장관 내공을 폐쇄할 수 없으므로 우회된 장관 외에 원래의 장관으로도 음식물이 지나가게 되는 부분적 우회술이라는 한계가 있으나 스텐트나 기구의 거치가 필요 없고 이론적으로는 수술적 보조 역시 필요 없다는 장점이 있다. 복강경적 감시 하에 이루어진 10명의 고도비만 환자를 대상으로 한 예비연구 결과, 모든 환자에서 누출이나 협착 등의 합병증 없이 성공적으로 문합이 이루어졌으며 6개월 후 초과체중감소는 28.3%였으며 2형 당뇨 역시 유의한 호전을 보였다[94].

결론

내시경 시술은 비만대사 수술 후 합병증 치료에 필수 불가결한 도구이며 최근에는 일차적인 치료목적을 위한 시술이 활발히 개발되고 있다. 위내 풍선 삽입술과 같이 널리 이용되는 시술이 있는가 하면 아직 임상 연구 단계이거나 임상 성적이 풍부하지 않은 시술도 다수 존재하나, 수술에 비해 합병증이 적고 환자의 부담과 거부감이 덜하다는 특성에 힘입어 향후 발전 가능성이 높은 분야로 생각된다. 현재까지 개발된 내시경 시술의 종류, 적응증, 기대 효과와 발전 가능성을 아는 것은 비만대사 수술을 시행하는 외과의사에게도 큰 도움이 될 것이다.

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June 2018, 7 (1)
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