심중격의 선천기형 (심중격선천기형)(Congenital malformations of cardiac septa)

목차 및 주요 내용
항목내용
A. 분류 코드ICD-10: Q21 (심중격의 선천기형)  |  산정특례: V192 (심장질환 산정특례: 등록일로부터 최대 30일간 본인부담 5%)
B. 동의어심실 중격 결손(VSD), 심방 중격 결손(ASD), 방실 중격 결손(AVSD), 심내막 쿠션 결손
C. 성인기 발현소형 VSD/ASD는 무증상으로 성인기에 우연히 발견되며, 미교정 중등도 이상 결손은 성인기 폐동맥 고혈압 및 심부전으로 이행한다.
1. 역사1879년 Roger가 VSD를 기술(maladie de Roger), 1953년 Gibbon이 체외 순환하 ASD 직접 봉합 성공
2. 원인심내막 쿠션 융합 실패(ASD·AVSD), 근성 또는 막 주위 심실 중격 발달 이상(VSD)
3. 유전학GATA4, NKX2-5, TBX5(Holt-Oram), 21번 삼염색체(다운 증후군)와 AVSD 연관
4. 일반 역학VSD 1/1000 출생아(가장 흔한 선천 심기형), ASD 0.9/1000; AVSD 0.2~0.35/1000
5. 발생기전심내막 쿠션 형성 불전 또는 근성·막성 심실 중격 성분 간 융합 실패
6. 증상소형 VSD: 무증상; 대형 VSD/AVSD: 영아기 수유 곤란·체중 증가 불량·호흡 빠름; ASD: 성인기까지 무증상 가능
7. 징후VSD: 범수축기 잡음 흉골 좌연 3-4늑간; ASD: 고정 분리 제2심음; AVSD: 범수축기 잡음+심잡음 복합
8. 선별 검사 방법신생아 청진, 맥박산소측정, 산전 태아 심초음파, 흉부 X선
9. 진단법경흉부/경식도 심초음파, 심장 MRI, 심도자(Qp/Qs, 폐혈관 저항), 3D 심초음파
10. 치료법경도 VSD/ASD: 경과 관찰; 중등도 이상: 경피적 기구 폐쇄(ASD·근성 VSD) 또는 외과적 패치 봉합
11. 예후조기 교정 시 정상에 가까운 기대 수명; 미교정 대형 결손은 Eisenmenger 증후군 위험
12. 예방법엽산 보충, 산전 진단 강화, 유전 상담(가족력·증후군 동반 시)
13. 참고문헌Genetic Insights into Congenital Cardiac Septal Defects — A Narrative Review … 외 9개 논문

1. 역사

심중격 결손의 의학적 기술은 17세기 Nicolas Stensen의 부검 기록까지 거슬러 올라가나, 임상적 중요성이 체계적으로 인식된 것은 19세기이다. 1879년 프랑스 소아과 의사 Henri-Louis Roger는 심실 중격 결손(VSD)을 가진 무증상 소아들을 임상적으로 기술하였으며, 흉골 좌연에서 들리는 특유의 거친 수축기 잡음이 이 기형의 표지 소견임을 보고하였다. 이 기여를 기리어 소형 근성 VSD는 오늘날에도 '로저병(maladie de Roger)'으로 불린다. 심방 중격 결손(ASD)은 1875년 Rokitansky가 병리학적 분류를 제안하였으며, 이후 이차공 결손(secundum), 일차공 결손(primum), 정맥동 결손(sinus venosus), 관상정맥동 결손(coronary sinus)의 아형 분류가 확립되었다.

20세기 전반기에는 개흉 수술이 선천 심기형 교정의 유일한 수단이었으며, 체외 순환(cardiopulmonary bypass) 없이는 심내 수술이 불가능하였다. 이 제약을 극복한 것은 1953년 John Gibbon이 개발한 심폐 바이패스 기계를 이용하여 ASD를 직접 봉합한 사례였으며, 이는 현대 개심술의 기념비적 출발점이 되었다. VSD의 완전 외과적 교정은 1954년 Lillehei와 동료들이 교차 순환(cross-circulation) 기법을 이용해 처음 성공하였다. 방실 중격 결손(AVSD)의 외과적 교정은 1966년 Rastelli 등이 심내막 쿠션 결손 수술 기법을 정립하면서 발전하였으며, 현재는 이엽 방실판막 재건과 중격 패치 봉합을 동시에 시행하는 표준 술식이 확립되어 있다.

중재 심장학의 발전은 1976년 King과 Mills가 최초의 경피적 ASD 폐쇄를 시행하면서 새 장을 열었다. 1997년 Amplatzer Septal Occluder가 임상에 도입된 이후 이차공 ASD와 일부 VSD의 경피적 기구 폐쇄가 표준 치료로 자리 잡았다. 오늘날에는 경피적 중재 시술이 선별된 환자에서 개심술을 대체하는 주요 치료 방법으로 확립되었으며, 로봇 보조 최소 침습 수술도 도입되어 심미적 결과와 회복 시간을 개선하고 있다.

2. 원인

심중격 결손의 원인은 배아 발생 중 심방 또는 심실 중격의 형성 과정에서 발생하는 이상이다. 심방 중격의 발달은 심방 공통 내강에서 두 개의 막성 구조—일차중격(septum primum)과 이차중격(septum secundum)—가 순차적으로 형성되고 부분적으로 겹쳐지는 복잡한 과정으로 이루어진다. 이 과정의 이상에 따라 이차공 ASD(oval fossa 결손), 일차공 ASD(심내막 쿠션 결손 동반), 정맥동형 ASD(상대정맥 또는 하대정맥 합류부 결손), 관상정맥동형 ASD가 각각 발생한다.

심실 중격은 근성 성분과 막성 성분으로 이루어지며, 각 성분의 성장과 융합이 결합되어야 완전한 격막이 형성된다. 막 주위형 VSD(perimembranous VSD)는 전체 VSD의 약 80%를 차지하며, 심내막 쿠션 조직, 근성 중격, 막성 중격 성분 간의 융합 실패가 원인이다. 근성형 VSD는 근성 중격 내 조직 소실 또는 불완전 성장에서 비롯되며, 다발성으로 나타날 수 있다('swiss cheese' VSD). 방실 중격 결손(AVSD)은 심내막 쿠션의 불완전 융합으로 일차공 ASD, 심실 중격 결손(입구부형), 방실 판막 이상(공통 방실판막)이 복합적으로 나타나는 기형이다.

다인성(multifactorial) 원인이 대부분이나, 유전적 소인과 환경적 요인이 기여한다. 환경 위험 인자로는 임신 초기의 풍진 감염, 알코올, 페니토인, 발프로산 등이 알려져 있다. 모성 당뇨는 AVSD를 포함한 심중격 결손 위험을 2~3배 증가시킨다. 다운 증후군(21번 삼염색체)은 AVSD와 특히 강하게 연관되어, 다운 증후군 환아의 약 45~50%에서 선천 심장기형이 동반되며 이 중 AVSD가 가장 흔하다.

3. 유전학

심중격 결손의 유전학은 단순하지 않으며, 단일 유전자 돌연변이에서 염색체 이상, 다인성 유전에 이르기까지 다양하다. NKX2-5 전사인자 변이는 심방 중격 결손(특히 이차공형)과 방실 전도 이상(방실 블록)을 함께 유발하는 상염색체 우성 형질로, 가족성 ASD의 중요한 원인이다. GATA4 변이는 이차공 ASD 및 VSD와 연관되며, 특히 8p23.1 결실에 의한 GATA4 반수 불충분이 심중격 결손의 원인이 된다.

TBX5 변이는 Holt-Oram 증후군의 원인 유전자로, 심방 중격 결손 또는 심실 중격 결손과 상지 기형(요골 결손, 무지 발달 이상 등)이 동반되는 표현형을 나타낸다. Holt-Oram 증후군은 심중격 결손 환자에서 반드시 감별해야 할 증후군이다. 21번 삼염색체(다운 증후군)는 AVSD와 가장 강한 연관성을 가지며, 21번 염색체의 DSCAM, COL6A1/A2, DSCR1 유전자들이 AVSD 발생에 관여하는 것으로 추정된다.

염색체 22q11.2 결실(DiGeorge 증후군)은 원추동맥간 기형 외에도 일부 VSD를 동반하며, 심중격 결손 환자에서 표준 FISH 또는 염색체 마이크로어레이 선별이 권고된다. 전장 유전체 연관 분석(GWAS)에서 MSX1, CRELD1, 및 기타 발달 관련 유전자 부근 다형성이 VSD 및 AVSD와 유의미한 연관을 보였다. 유전적으로 음성인 환자에서도 드 노보 돌연변이가 복잡 심중격 결손의 원인이 될 수 있으므로, 가족력이 없는 중증 기형에서 전장 엑솜 분석이 고려된다.

4. 일반 역학

심중격 결손은 심방 중격 결손과 심실 중격 결손을 포함하여 가장 흔한 선천 심기형 범주를 이룬다. 심실 중격 결손(VSD)은 선천 심장병 중 가장 흔한 단일 기형으로 1000 출생아당 약 0.99~3.5명의 발생률이 보고되며, 이는 관련 연구의 진단 기준과 소형 근성 VSD 포함 여부에 따라 차이가 있다. 심방 중격 결손(ASD)은 1000 출생아당 약 0.9~1.3명으로 VSD에 이어 두 번째로 흔한 기형이며, 여성에서 약 2배 빈도가 높다.

방실 중격 결손(AVSD)은 1000 출생아당 약 0.2~0.35명으로 비교적 드물지만, 다운 증후군 환아에서의 유병률이 훨씬 높아 다운 증후군 환자의 약 35~40%에서 완전형 AVSD가 동반된다. 국내에서는 건강보험 자료 분석에 따르면 영아기 선천 심기형 진단 건수의 상당 부분이 Q21 군에 해당하며, 수술 사례 중 개심술을 요하는 중등도 이상 결손이 지속적으로 보고되고 있다. 성인기에 우연히 발견되는 소형 이차공 ASD는 심초음파 검사 확대로 진단 빈도가 증가하는 추세이다.

팔로 4징(tetralogy of Fallot, TOF; Q21.3)은 Q21 군의 대표적 복합 기형으로, 1000 출생아당 약 0.3~0.4명의 빈도로 발생하며, 청색증형 선천 심장병 중 가장 흔하다. TOF는 폐동맥 협착, 심실 중격 결손(VSD), 대동맥 기승(overriding aorta), 우심실 비대의 4가지 구조 이상이 조합된 기형이다. 전반적으로 심중격 결손 군은 조기 진단 및 수술 기술의 발전으로 과거에 비해 합병증 발생률과 사망률이 크게 감소하였다.

5. 발생기전

심중격 결손의 발생기전은 배아 심장 발생의 분자 기전과 형태 형성 이상에 기반한다. ASD의 경우 일차중격(septum primum)과 이차중격(septum secundum) 형성 간의 시간적 또는 공간적 이상이 핵심이다. 일차중격이 충분히 성장하기 전에 일차구멍(ostium primum)이 과조기 폐쇄되거나, 이차구멍(ostium secundum)이 과대하게 형성되면 이차공 ASD가 발생한다. 이차중격이 충분히 성장하지 못하거나 심내막 쿠션 조직과의 융합이 실패하면 일차공 ASD와 AVSD가 야기된다.

VSD의 발생기전은 심실 중격의 복수 성분(근성 중격, 원추부 중격, 심내막 쿠션 유래 막성 성분)의 상호 성장 및 융합 실패이다. BMP(bone morphogenetic protein) 신호 경로와 Notch 신호 경로는 심내막 쿠션의 형성 및 심실 중격 완성에 핵심적이며, 이들 신호 경로의 이상은 막 주위형 VSD 및 방실 입구부 VSD 발생의 분자적 기반이 된다. 신경능(neural crest) 세포가 원추부 중격의 완성에 기여하므로 신경능 세포 이동 이상은 원추부 VSD(대혈관 하부 VSD, 팔로 4징의 VSD 포함)를 유발한다.

팔로 4징(TOF)은 원추부 중격의 전방 편위와 폐동맥 협착이 복합된 기형으로, VEGF 신호 결핍이나 22q11.2 결실에 의한 TBX1 반수 불충분이 원추부 발달 이상을 일으키는 것으로 이해된다. AVSD에서는 심내막 쿠션 세포의 증식·이동·분화에 관여하는 TGF-β, EGF, ErbB 수용체 신호 이상이 공통 방실판막과 심방·심실 중격의 복합 결손을 유발한다.

6. 증상

심중격 결손의 증상은 결손의 크기, 종류, 단락 방향 및 동반 기형에 따라 크게 다르다. 소형 VSD는 신생아기부터 청진으로 발견되지만 대부분 자연 폐쇄되며 임상 증상이 없다. 중등도 이상 대형 VSD는 생후 4~8주에 폐혈관 저항이 저하되면서 좌-우 단락이 증가하여 수유 곤란, 발한, 체중 증가 불량, 빈호흡, 반복 호흡기 감염 등 울혈성 심부전 증상이 나타난다.

ASD는 소아기까지 무증상인 경우가 대부분이며, 성인기에 운동 능력 감소, 피로, 심계항진(심방 세동·조동), 호흡 곤란이 처음 나타나기도 한다. 미교정 대형 ASD는 수십 년에 걸쳐 폐동맥 고혈압이 진행하여 Eisenmenger 증후군(우-좌 단락으로 전환되어 청색증 발생)으로 이행할 수 있다. AVSD는 영아기에 심한 울혈성 심부전 증상(수유 거부, 심한 빈호흡)이 조기에 나타나며, 다운 증후군 동반 시 폐고혈압 진행이 빠른 경향이 있다. 팔로 4징은 청색증, 청색 발작(tet spell, 우 심실 유출로 경련성 수축으로 인한 급성 저산소증 발작), 체위성 웅크림(squatting) 등이 특징적이다.

7. 징후

VSD의 전형적 청진 소견은 흉골 좌하연(제3~4늑간)에서 들리는 거칠고 높은 음조의 전수축기 잡음(holosystolic murmur)이다. 결손이 클수록 단락량이 많아 2차적으로 좌심실 비대와 폐동맥 고혈압이 발생하며, 제2심음의 폐동맥 성분(P2)이 증강된다. Eisenmenger 증후군으로 진행하면 잡음이 오히려 줄거나 소실되고, 청색증과 P2 증강이 두드러진다.

ASD의 특징적 청진 소견은 고정 분리 제2심음(fixed splitting of S2)으로, 호흡 주기와 무관하게 P2가 A2보다 지연되어 청진된다. 이는 우심실 박출 시간이 ASD 좌-우 단락으로 인한 우심실 용량 과부하로 연장되기 때문이다. AVSD에서는 VSD 잡음과 ASD의 고정 분리 제2심음이 복합되고, 공통 방실판막의 역류 잡음도 추가된다. 팔로 4징에서는 폐동맥 협착에 의한 수축기 사출성 잡음이 흉골 좌상연에서 청진되고, 청색증과 손가락·발가락 곤봉화가 관찰된다. 청색 발작 시에는 폐동맥 협착 잡음이 소실되고 심한 저산소증 소견이 나타난다.

8. 선별 검사 방법

심중격 결손의 선별은 신생아기부터 산전 단계까지 여러 수준에서 이루어진다. 산전에는 임신 18~22주 정밀 초음파에서 4방 단면도 및 대혈관 단면도를 포함하는 심장 구조 평가로 대형 VSD, AVSD, 팔로 4징 등을 선별할 수 있다. 산전 진단율은 기형의 종류에 따라 다르며, AVSD와 TOF는 각각 약 60~80%, 소형 VSD는 30% 미만이다.

출생 후에는 신생아 청진 검사와 맥박산소측정(pulse oximetry)이 선별의 기본이다. 맥박산소측정은 청색증형 선천 심기형(TOF 포함) 선별에 유용하지만 청색증을 유발하지 않는 VSD나 ASD는 조기 탐지가 어렵다. 이 경우 수유 곤란, 체중 증가 불량, 빈호흡 등의 임상 증상과 신체 청진이 중요한 단서를 제공한다. 흉부 X선에서 심비대(좌심실·우심실 비대), 폐혈관 증가(폐혈류 과잉), 또는 폐혈관 감소(TOF에서 부츠 모양 심장)가 관찰된다.

9. 진단법

경흉부 심초음파(TTE)는 심중격 결손의 일차 진단 도구로, 결손의 위치, 크기, 방향, 단락량(Qp/Qs), 심실 기능, 폐동맥 압력을 비침습적으로 평가한다. 도플러 초음파를 통해 단락 속도에서 우-좌 압력차를 산출하고, 폐동맥 고혈압 발생 여부를 추정할 수 있다. 경식도 심초음파(TEE)는 경피적 기구 폐쇄 시술 전 결손 테두리(rim) 평가, 이차공 ASD의 정밀 측정, 수술 중 monitoring에 필수적이다.

심장 MRI(CMR)는 Qp/Qs의 정확한 측정, 우심실 용적 및 기능 평가, 심근 섬유화 여부 확인에 사용된다. 특히 TOF 수술 후 폐동맥판 역류량과 우심실 기능의 정량 평가에 CMR이 표준 검사이다. 심도자(cardiac catheterization)는 폐혈관 저항 측정과 산소 반응 검사(oxygen reactivity test)를 통해 Eisenmenger 증후군으로의 이행 여부를 평가하고, 경피 시술의 적응증을 판단하는 데 사용된다. 유전자 검사는 다운 증후군(AVSD), Holt-Oram 증후군, DiGeorge 증후군 등 증후군성 선천 심기형 감별을 위해 시행한다.

10. 치료법

치료 방침은 결손의 크기, 종류, 혈역학적 영향, 환자 나이에 따라 결정된다. 소형 근성 VSD의 약 30~50%는 자연 폐쇄되므로 심부전이나 폐고혈압 소견이 없으면 경과 관찰이 적절하다. 임상적으로 유의한 VSD(Qp/Qs ≥2.0 또는 좌심실 비대, 수유 곤란)는 내과적으로 먼저 이뇨제, 칼로리 보충 등의 심부전 치료를 하고, 수술 교정은 가능하면 생후 3~6개월, 늦어도 1세 이전에 패치 봉합(patch repair)을 시행한다.

이차공 ASD는 결손 직경이 5 mm 이상이고 우심실 용량 과부하 증거가 있으면 교정이 적응증이다. 결손 테두리가 충분하면(≥5 mm) Amplatzer Septal Occluder 등 경피적 기구 폐쇄(transcatheter device closure)가 1차적으로 권고되며, 외과 수술보다 합병증이 적고 회복이 빠르다. 일차공 ASD와 AVSD는 경피 시술이 불가능하여 외과적 패치 봉합 및 방실판막 재건이 필요하다. 팔로 4징은 일반적으로 생후 3~12개월에 완전 교정술(total intracardiac repair)을 시행하며, 이는 VSD 패치 봉합과 우심실 유출로 확장을 포함한다.

11. 예후

조기 진단 및 적절한 교정 후 심중격 결손 환자의 장기 예후는 대체로 양호하다. 소형 VSD는 자연 폐쇄 또는 무증상 경과를 보이며 정상 생활이 가능하다. 중등도 이상 VSD의 외과적 교정 후 수술 사망률은 0.5~2% 미만이며, 10년 생존율은 95% 이상이다. 이차공 ASD 경피 폐쇄 후 기술 성공률은 95%를 상회하며, 부정맥(심방 세동)이 잔여 합병증으로 발생할 수 있어 성인기 추적이 필요하다.

AVSD 교정 수술의 30일 사망률은 2~5%이며, 주요 장기 합병증으로 방실판막 역류 재발(약 5~15%), 방실 블록, 좌심실 유출로 협착이 있다. 팔로 4징 완전 교정술 후 30년 생존율은 85~90%에 달하나, 폐동맥판 역류 누적으로 인한 우심실 부전과 심실 빈맥이 장기 합병증의 주요 원인이다. 미교정 대형 VSD/ASD에서 Eisenmenger 증후군으로 진행한 경우 내과적 치료(폐동맥 고혈압 표적 치료)만 가능하며, 폐-심장 복합 이식이 유일한 외과적 선택지가 되어 예후가 불량하다.

12. 예방법

심중격 결손의 절대적 예방은 현재 불가능하나, 위험 인자 감소와 산전 선별로 불량한 결과를 예방할 수 있다. 임신 전 및 임신 초기 엽산 보충(0.4~5 mg/일)은 선천 심기형 위험을 유의하게 감소시킨다. 모성 당뇨가 있는 산모에서는 수정 전부터 철저한 혈당 조절이 심기형 위험을 감소시키는 효과적 예방 전략이다. 임신 초기 풍진 예방접종 상태 확인과 임신 중 바이러스 감염 예방이 중요하다.

다운 증후군 가족력이 있거나 고령 산모에서는 산전 염색체 검사(양수 검사, 융모막 생검)와 정밀 태아 심초음파를 통해 AVSD 조기 발견이 가능하다. 선천 심장병 가족력이 있는 경우 재발 위험이 증가(부모 ASD 시 자녀 재발률 3~5%)하므로 임신 시 심장 전문 의료기관의 정밀 태아 심초음파가 강력히 권고된다. Holt-Oram 증후군(TBX5 변이) 및 NKX2-5 변이 보인자 가족은 유전 상담을 통해 발병 위험과 재발률을 평가받아야 한다. 성인 선천 심장병 환자는 임신 전 전문가와의 상담을 통해 모성 심혈관 위험과 태아 심기형 위험을 종합적으로 평가해야 한다.

13. 참고문헌

  1. Kalman JM, Bhatt DL, Bhave PD, et al. Genetic Insights into Congenital Cardiac Septal Defects: A Narrative Review. Biology. 2024;13(11):911. DOI: 10.3390/biology13110911. PMID: 39596866.

  2. Botto LD, Correa A, Erickson JD. Racial and temporal variations in the prevalence of heart defects. Pediatrics. 2001;107(3):E32. DOI: 10.1542/peds.107.3.e32. PMID: 11230618.

  3. Du ZD, Hijazi ZM, Kleinman CS, et al. Comparison between transcatheter and surgical closure of secundum atrial septal defect in children and adults: results of a multicenter nonrandomized trial. Journal of the American College of Cardiology. 2002;39(11):1836–1844. DOI: 10.1016/s0735-1097(02)01862-4. PMID: 12039492.

  4. Stout KK, Daniels CJ, Aboulhosn JA, et al. 2018 AHA/ACC guideline for the management of adults with congenital heart disease. Journal of the American College of Cardiology. 2019;73(12):e81–e192. DOI: 10.1016/j.jacc.2018.08.1029. PMID: 30121239.

  5. Jacobs JP, Burke RP, Quintessenza JA, et al. Congenital Heart Surgery Nomenclature and Database Project: ventricular septal defect. Annals of Thoracic Surgery. 2000;69(4 Suppl):S25–S35. DOI: 10.1016/s0003-4975(99)01270-9. PMID: 10798418.

  6. Lindinger A, Schwedler G, Hense HW. Prevalence of congenital heart defects in newborns in Germany: Results of the first registration year of the PAN Study. Klinische Pädiatrie. 2010;222(5):321–326. DOI: 10.1055/s-0030-1254155. PMID: 20799151.

  7. Lange R, Herer B, Müller C, et al. Outcomes after atrioventricular septal defect repair. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 2014;45(3):501–509. DOI: 10.1093/ejcts/ezt438. PMID: 24014661.

  8. Pierpont ME, Brueckner M, Chung WK, et al. Genetic basis for congenital heart disease: Revisited: A scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2018;138(21):e653–e711. DOI: 10.1161/CIR.0000000000000606. PMID: 30571578.

  9. Hoffman JI, Kaplan S. The incidence of congenital heart disease. Journal of the American College of Cardiology. 2002;39(12):1890–1900. DOI: 10.1016/s0735-1097(02)01886-7. PMID: 12084585.

  10. Zhao QM, Liu F, Wu L, et al. Prevalence of congenital heart disease at live birth in China. Journal of Pediatrics. 2019;204:53–58. DOI: 10.1016/j.jpeds.2018.08.040. PMID: 30274736.