연속혈당측정기를 이용한 소아, 청소년 당뇨병환자에서 당뇨관리의 효과성 및 비용효과성 분석

Abstract

평가목적 연속혈당측정기(Continuous glucose monitoring, CGM)는 피부에 체내 혈당 수치를 측정할 수 있는 센서를 부착하여 실시간으로 혈당변화량을 측정하여 알려주는 기기로서, 저혈당 또는 고혈당의 위험을 낮추고 정상 혈당 수치에 도달할 수 있도록 해주는 의료기기이다. 본 연구를 통해 연속혈당측정기를 이용한 소아청소년 당뇨병 환자에서 당뇨관리의 효과성 및 비용효과성을 자가혈당측정(Self-monitoring of blood glucose, SMBG)와 비교하여 신속평가하고자 한다.

평가방법 연속혈당측정기의 효과성과 비용효과성은 체계적 문헌고찰 개관(overview of systematic reviews)을 통해 평가하였다. 효과성은 안전성과 유효성으로 나누어 안전성은 연속혈당측정기로 인한 합병증과 부작용, 유효성은 HbA1c 변화량, 고혈당 발생정도, 저혈당 발생정도, 정상혈당 유지(혈당관리) 정도, 치료결과에의 영향, 삶의 질로 평가하였다. 비용효과성은 점증적 비용효과비, 비용으로 평가하였다.

Overview of Systematic Reviews는 Ovid-MEDLINE, Ovid-EMBASE, Cochrane Library의 국외 데이터베이스로 제한하여 수행하였다. 효과성과 비용효과성 분석은 각 2명의 연구자(총 4명)가 각 과정을 독립적으로 수행하였으며, 이견이 생길 경우 1차 회의(효과성 또는 비용효과성 분과회의), 2차 회의(전체 연구진 회의) 등을 거쳐 연구자간 합의를 통해 중재하였다.

효과성 분석을 위한 문헌은 ‘{(Diabetes Mellitus) or (Type 1/) or (Type 2/)} AND {(Blood Glucose Self-Monitoring/ or Blood Glucose/ or glucose monitoring) AND (continuous)}’를 검색어로 하여 총 231편의 문헌을 검색하였고, 중복검색된 문헌(36편)을 포함하여 220편이 제외되어 총 11편의 연구가 최종 평가에 포함되었다. 문헌유형은 체계적 문헌고찰로 제한하였으며, 문헌의 질 평가는 AMSTAR(Assessment of multiple systematic review)를 활용하였다. 질평가 결과는 AMSTAR를 점수화하여 0~3점이면 낮은 질, 4~7점이면 중등도의 질, 8~11점은 높은 질로 분류하였다.

비용효과성 분석을 위한 문헌은 ‘{(Diabetes Mellitus) or (Type 1/) or (Type 2/)} AND {(Blood Glucose Self-Monitoring/ or Blood Glucose/ or glucose monitoring) AND (continuous)}’를 검색어로 하여 총 542편의 문헌을 검색하였다. 문헌석택기준에 따라 중복검색된 문헌(74편)을 포함하여 추출한 결과, 542편이 모두 제외되어 최종 평가에는 선택된 문헌이 없었다.

평가결과 Ⅰ. 효과성 1) 안전성 연속혈당측정기의 안전성은 총 3편의 연구에서 연속혈당측정기로 인한 부작용이 보고되었다. 보고된 부작용으로는 피부 농양(skin abcess), 피부 자극(skin irritation)이었으며, 보고된 일차문헌의 전체 환자 수 대비 연속혈당측정기로 인한 부작용은 매우 드물게 발생하였다. 본 연구에서는 보고된 부작용이 합병증으로 진행되는 사례가 보고되지 않았고, 대부분 자연치유되거나 경미한 수준으로서 임상적으로 수용가능한 수준이므로 소아청소년 당뇨병 환자에서 연속혈당측정기 사용은 안전한 기술로 평가하였다.

2) 유효성 연속혈당측정기의 유효성은 총 11편의 연구에서 HbA1c 변화량, 고혈당 발생정도, 저혈당 발생정도, 정상혈당 유지 또는 혈당관리 정도, 치료결과에의 영향, 삶의 질 등이 보고되었다.

HbA1c 변화량은 대부분의 연구(‘높은 질’: Chetty et al 2008; Langendam et al 2012; Poolsup et al 2013; Szypowska et al 2012; Wojciechowski et al 2011; Yeh et al 2012, ‘중등도의 질’: Medicall Advisory Secretariat 2011; Floyd et al 2012; Gandhi et al 2011; Golicki et al 2008; Hoeks et al 2011)에서 주요결과 지표로 보고하고 있었다. 각 연구에서 선택된 일차문헌으로부터 연구시작 시점과 연구종료 시점 또는 추적관찰 시점에서의 HbA1c 평균값을 평가하여 평균차이를 통해 감소효과를 확인하였다. 질 평가 결과, ‘높은 질’로 평가된 6편 중 5편의 문헌에서는 연속혈당측정을 수행한 중재군이 자가혈당측정을 수행한 대조군에 비하여 통계적으로 유의미한 HbA1c 0.05~0.5%의 감소효과를 보고하고 있다. 다만, 1편의 연구에서는 유의하지 않은 HbA1c 감소효과가 선택된 5편의 연구에서 –0.5~1.0%로 확인되었으나 샘플사이즈가 작아 신뢰구간이 넓고 통계적으로 유의하지 않다고 보고하고 있다. 통계적으로 유의한 HbA1c 감소효과(–0.13%, 95% CI [-0.38, 0.1])가 보고되었으나 Poolsup et al (2013)의 연구에서는 감소효과가 높지 않아 임상적으로 효과적이라는 결론을 도출하지는 않았다. 질 평가 결과, ‘중등도의 질’로 평가된 5편의 문헌에서는 1편의 문헌(Floyd et al 2012)에서 유의한 HbA1c 감소효과(-0.28%, 95% CI [-0.37, -0.19])를 보고하였다. 3편의 문헌(Medical Advisory Secretariat 2011; Gandhi et al 2012; Golicki et al 2012)에서는 유의하지는 않았으나 HbA1c 0.02~0.18%의 감소효과를 보고하고 있었다. 1편의 문헌에서는 포함된 개별 연구 6편 중 5편의 연구에서 HbA1c 감소효과를 확인하였고 통계적으로 유의한 결과는 2편의 연구(Back et al 2009; Tamborlane et al 2008)로 보고하였다. ‘높은 질’로 평가된 6편의 문헌 모두에서 연속혈당측정으로 인한 HbA1c 변화량은 자가혈당측정에 비교하여 통계적으로 유의한 감소효과를 보고하고 있었으며, ‘중등도의 질’로 평가된 5편의 연구 5편에서 대부분 통계적으로 유의하지는 않으나 감소효과가 있는 것으로 보고하였다. 따라서 연속혈당측정법이 자가혈당측정법에 비교하여 동등이상의 HbA1c 감소효과를 보고하고 있으므로 유용한 것으로 평가하였다.

고혈당 발생정도는 6편의 연구(‘높은 질’: Langendam et al 2012; Wojciechowski et al 2011; Yeh et al 2012, ‘중등도의 질’: Medical Advisory Secretariat 2011; Floyd et al 2012; Gandhi et al 2012)에서 AUC(Area under curve)값, 발생시간, 발생빈도 등으로 보고하고 있었다. 하지만 보고된 연구결과는 모두 통계적으로 유의하지 않았으며 고혈당과 관련된 정의 및 기준은 각 연구에서 선택된 문헌의 연구자에 따라 상이하였다. 따라서, 연속혈당측정으로 인한 고혈당 발생정도를 감소시킬 수 있다는 결론을 도출하기에는 근거가 부족한 것으로 평가하였다.

저혈당 발생정도는 총 10편의 연구(‘높은 질’: Chetty et al 2008; Langendam et al 2012; Szypowska et al 2012; Wojciechowski et al 2011; Yeh et al 2012, ‘중등도의 질’: Medicall Advisory Secretariat 2011; Floyd et al 2012; Gandhi et al 2011; Golicki et al 2008; Hoeks et al 2011)에서 정도 차이(심각한/경미한/야행성/합병증성/통증성)에 따라 발생빈도, 발생시간, 발생 위험비, 발생률, 일정 수준 이하의 혈당 AUC값 등으로 보고하고 있었다. 이 중 2편의 연구(‘높은 질’: Wojciechowski et al 2011; Yeh et al 2012)에서만 심각한 저혈당 발생빈도(Wojciechowski et al 2011: -0.32, 95% CI[-0.52, -0.13])와 상대 위험비(Yeh et al 2012: 0.88, 95% CI [0.53, 1.46])가 통계적으로 유의한 결과(로서 보고하고 있었으나, 나머지 8편의 연구(‘높은 질’: Chetty et al 2008, Langendam et al 2012; Szypowska et al 2012, ‘중등도의 질’: Medicall Advisory Secretariat 2011; Floyd et al 2012; Gandhi et al 2011; Golicki et al 2008; Hoeks et al 2011)에서는 통계적으로 유의하지 않은 결과를 보고하고 있었다. 다만, 1편의 연구(Chetty et al 2008)에서 연속혈당측정을 수행한 중재군에서 야행성 저혈당 발생이 적게 나타난 것은 임상적 의미가 있는 것으로 보고하고 있었다. 따라서, 연속혈당측정으로 인한 저혈당 발생정도를 감소시킬 수 있다는 결론을 도출하기에는 근거가 부족한 것으로 평가하였다.

정상혈당 유지 또는 혈당관리 정도는 1편의 ‘높은 질’ 연구(Wojciechowski et al 2011)에서 보고하고 있었다. 연속혈당측정을 수행한 중재군이 자가혈당측정을 수행한 대조군보다 목표 HbA1c 달성한 비율이 더 높은 결과(2.14, 95% CI[1.41, 3.26])를 보고하고 있었으나, 선택된 일차문헌 14편 중 9편에서 통계적인 유의성을 보고하고 있지 않았다. 따라서, 연속혈당측정으로 인한 정상혈당 유지 또는 혈당관리 정도가 자가혈당측정에 비해 효과적이라는 결론을 도출하기에는 근거가 부족한 것으로 평가하였다.

치료결과에의 영향은 1편의 ‘중등도의 질’ 연구(Golicki et al 2008)에서 보고하고 있었다. 인슐린 투여량과 관련하여 연속혈당측정을 수행한 중재군에서 자가혈당측정을 수행한 대조군보다 인슐린(프룩토사민) 투여용량이 늘어난 것으로 보고하고 있었으나, 선택된 일차문헌은 2편으로 결과에 대한 통계적 유의성을 보고하고 있지는 않았다. 따라서, 연속혈당측정으로 인한 치료결과에의 영향이 자가혈당측정에 비해 효과적이라는 결론을 도출하기에는 근거가 부족한 것으로 평가하였다.

연속혈당측정과 자가혈당측정으로 인한 삶의 질은 총 3편의 연구(‘높은 질’: Langendam et al 2012; Szypowska et al 2012, ‘중등도의 질’: Gandhi et al 2012)에서 보고하고 있었다. 평가도구는 설문지로 DCCT, WHO-5, DISABKIDS, KIDSCREEN-27, IDSRQ 등이 사용되었다. 1편의 문헌(Langendam et al 2012)에서만 연속혈당측정을 수행한 중재군과 자가혈당측정을 수행한 대조군 간의 표준평균차이를 제시하였으나 통계적으로 유의하지 않았다. 또한, 통계적으로 유의한 결과를 제시한 문헌(Szypowska et al 2012)은 1편이었으나 결과값을 제시하지 않았다. 따라서, 연속혈당측정이 자가혈당측정을 수행하는 것보다 삶의 질을 향상시킬 수 있는 결론을 도출하기에는 근거가 부족한 것으로 평가하였다.

Ⅱ. 비용효과성 연속혈당측정기의 비용효과성을 평가하기 위해 수행한 overview of systematic reviews 과정에서 문헌선택기준에 따라 2명의 평가자가 독립적으로 추출하고 이견이 생길 경우 합의과정을 거쳐 추출한 결과, 중복이 제거된 문헌 총 468편 중, 사전에 정의한 연구대상자가 아닌 경우(n=43, 9.2%), 사전에 정의한 중재법이 아닌 경우(n=231, 49.4%), 사전에 정의한 비교군이 아닌 경우(n=42, 9.0%), 사전에 정의한 결과지표가 없는 경우(n=117, 25.0%), 원저가 아닌 경우(n=22, 4.7%), 초록 또는 포스터만 발표된 연구(n=11, 2.3%), 한국어나 영어로 출판되지 않은 연구(n=2, 0.4%)로 총 468편의 문헌이 모두 배제기준에 의해 선택되지 않았다. 따라서 비용효과성에 포함된 연구는 현존하는 적절한 연구결과가 없어 평가를 수행하지는 못하였다.

결론 및 제언 소아청소년 당뇨병 환자에서 연속혈당측정기의 효과성은 안전성과 유효성으로 평가하였다. 연속혈당측정기로 인한 부작용은 선택된 문헌에서 합병증은 보고되지 않았다. 또한, 유효성에 포함된 총 11편의 연구들을 종합적으로 판단하여 볼 때, 연속혈당측정은 자가혈당측정을 수행하는 것과 동등 이상의 임상적 안전성과 유효성을 가진 것으로 볼 수 있다. 다만, 저혈당 및 고혈당에 대한 발생정도를 줄여주는 효과는 현존하는 근거를 기반으로 판단하기 어려운 실정이다. 연구에 포함된 대부분의 연구에서 1형 당뇨병 소아청소년을 대상으로 수행된 연구이기 때문에 2형 당뇨병 소아청소년을 대상으로 바로 적용할 수 있는 근거로서는 부족한 실정이다. 연속혈당측정기의 비용효과성에 포함된 연구는 현존하는 적절한 연구결과가 없어 평가를 수행하지는 못하였으나, Ontario Health Technology Advisory Committee에서 발간된 1형 당뇨에서의 연속혈당측정과 관련된 권고문을 통해 현존하는 연구문헌들을 통해 비용 대비 가치에 대한 객관적인 근거마련은 어려우나, 효과성, 안전성, 질병부담, 요구도 등을 고려하여 보건의료시스템으로의 도입에 대한 검토가 필요할 것으로 판단된다.

연구의 제한점으로는 정책결정을 위해 매우 짧은 연구기한에 맞추어 수행한 review of systematic reviews이기 때문에 1) 각 체계적 문헌고찰에서 선택된 연구들이 서로 1회 이상 중첩되어 있다는 점, 2) 중첩된 연구들이 가지는 통계적 효과 해석에 유의해야 한다는 점, 3) 포함된 일차 연구들에 대한 결과 결합과정을 별도로 수행하여야 한다는 점 등을 한계점으로 볼 수 있다.

주요어 당뇨병, 1형 당뇨, 2형 당뇨, 소아청소년, 연속혈당측정기 Diabetes Mellitus, Type 1, Type 2, pediatric, Continuous Glucose Monitoring, CGM

Analysis of the effectiveness and cost-effectiveness of diabetes management using continuous glucose monitoring in children and adolescents with diabetes mellitus

Objective Continuous glucose monitoring (CGM) devices contain a sensor attached to the skin to measure blood glucose levels in real time, thereby helping to reduce the risk of hypoglycemia or hyperglycemia and achieve normal blood glucose levels. The aim of this study was to conduct a rapid review of the effectiveness and cost-effectiveness of CGM in managing diabetes mellitus (DM) in pediatric patients compared with self-monitoring of blood glucose (SMBG).

Method The effectiveness and cost-effectiveness of CGM were assessed via an overview of systematic reviews. Effectiveness was assessed in terms of safety and efficacy. Safety was assessed based on the complications and side effects of CGM and efficacy was assessed by changes in HbA1c levels, incidence of hyperglycemia, incidence of hypoglycemia, maintenance of normal blood glucose level (glycemic control), effect on treatment outcomes, and quality of life. Cost-effectiveness was assessed using incremental cost-effectiveness ratios and overall cost.

The overview of systematic reviews was conducted using only international databases, including Ovid-MEDLINE, Ovid-EMBASE, and the Cochrane Library. The analysis of effectiveness and cost-effectiveness was independently conducted by two researchers for each process (a total of four researchers). Disagreements were resolved in a primary meeting (effectiveness or cost-effectiveness subcommittee) and secondary meeting (full research team meeting).

For the effectiveness analysis, a search was conducted using the terms {(Diabetes Mellitus) or (Type 1/) or (Type 2/)} AND {(Blood Glucose Self-Monitoring/ or Blood Glucose/ or glucose monitoring) AND (continuous)}. The search yielded 231 studies. After excluding duplicates (36 studies) and other irrelevant studies (220 studies), 11 studies were included in the final assessment. The included studies were limited to systematic reviews, and the quality of the literature was assessed using the Assessment of Multiple Systematic Reviews tool. Quality was scored and categorized as low quality (0–3 points), moderate quality (4–7 points), or high quality (8–11 points).

For the cost-effectiveness analysis, a search was conducted using the terms {(Diabetes Mellitus) or (Type 1/) or (Type 2/)} AND {(Blood Glucose Self-Monitoring/ or Blood Glucose/ or glucose monitoring) AND (continuous)}. The search yielded 542 studies. After applying the inclusion criteria and removing duplicates (74 studies), all 542 studies were excluded, resulting in no studies being selected for the final evaluation

Results I. Effectiveness 1) Safety The safety of CGM was reported in three studies as cases of adverse events. The reported adverse events included skin abscess and skin irritation. The incidence of these adverse events was extremely low considering the size of the total patient population of the primary studies. As the reported adverse events did not progress to complications, were mostly self-resolving or mild, and were clinically acceptable, the subcommittee determined that CGM is a safe technology for children and adolescents with DM.

2) Efficacy The efficacy of CGM was reported in 11 studies, in terms of changes in HbA1c levels, incidence of hyperglycemia, incidence of hypoglycemia, maintenance of normal blood glucose levels (glycemic control), effect on treatment outcomes, and quality of life.

Most studies (rated as high quality: Chetty et al 2008; Langendam et al 2012; Poolsup et al 2013; Szypowska et al 2012; Wojciechowski et al 2011; Yeh et al 2012; rated as moderate quality: Medical Advisory Secretariat 2011; Floyd et al 2012; Gandhi et al 2011; Golicki et al 2008; Hoeks et al 2011) used HbA1c changes as a primary outcome. The mean HbA1c values at the start or end of the study or at the follow-up reported in each primary study were assessed to determine the degree of reduction in HbA1c level. Of the six high-quality studies, five reported significant reductions in HbA1c level by 0.05%–0.5% in the intervention group using CGM compared with the control group using SMBG. However, in one study, the insignificant HbA1c reduction effect was found to be -0.5% to 1.0% in five selected studies, but it is reported that the confidence interval is wide and statistically insignificant due to the small sample size. In the study by Poolsup et al. (2013), the reduction in HbA1c level was statistically significant (-0.13%, 95% CI [-0.38, 0.1]) but deemed to be clinically insignificant. Among the five moderate-quality studies, one study (Floyd et al. 2012) reported a significant HbA1c level reduction (-0.28%, 95% CI [-0.37, -0.19]). Three studies (Medical Advisory Secretariat 2011; Gandhi et al 2012; Golicki et al 2012) reported insignificant reductions in HbA1c level of 0.02% to 0.18%. One review included six studies. Among these, five studies reported HbA1c level reductions, with two of these reporting significant reductions (Back et al 2009; Tamborlane et al 2008). All six high-quality studies reported significant reductions in HbA1c level with CGM compared with SMBG, and the five moderate-quality studies mostly reported reductions, although not always significant reductions. Overall, the Subcommittee determined that CGM is useful, as evidenced by its equivalent or superior efficacy to SMBG in reducing HbA1c levels.

Regarding the incidence of hyperglycemia, six studies (high quality: Langendam et al 2012; Wojciechowski et al 2011; Yeh et al 2012; moderate quality: Medical Advisory Secretariat 2011; Floyd et al 2012; Gandhi et al 2012) reported AUC (Area under curve) values, duration, and incidence. However, the results from these studies were not significant, and the definitions and criteria for hyperglycemia varied across studies. Therefore, the Subcommittee concluded that there is insufficient evidence to determine whether CGM reduces the incidence of hyperglycemia.

Regarding the incidence of hypoglycemia, 10 studies (high quality: Chetty et al 2008; Langendam et al 2012; Szypowska et al 2012; Wojciechowski et al 2011; Yeh et al 2012; moderate quality: Medical Advisory Secretariat 2011; Floyd et al 2012; Gandhi et al 2011; Golicki et al 2008; Hoeks et al 2011) reported frequency, duration, risk ratio, incidence rate, and AUC values for glucose levels below a certain threshold according to severity (severe, mild, nocturnal, complication-related, and painful hypoglycemia). Two of these studies (high quality: Wojciechowski et al 2011; Yeh et al 2012) reported significant results for the frequency of severe hypoglycemia (Wojciechowski et al 2011: -0.32, 95% CI [-0.52, -0.13]) and the risk ratio (Yeh et al 2012: 0.88, 95% CI [0.53, 1.46]), whereas the remaining eight studies (high quality: Chetty et al 2008; Langendam et al 2012; Szypowska et al 2012; moderate quality: Medical Advisory Secretariat 2011; Floyd et al 2012; Gandhi et al 2011; Golicki et al 2008; Hoeks et al 2011) did not report significant results. However, one study (Chetty et al. 2008) stated that the result showing that the intervention group using CGM had fewer cases of nocturnal hypoglycemia is clinically significant. Based on these results, the Subcommittee determined that there is insufficient evidence to conclude that CGM reduces the incidence of hypoglycemia.

One high-quality review (Wojciechowski et al 2011) reported data on the maintenance of normal glucose level or degree of glycemic control. Although the intervention group using the CGM had higher rates of achieving the target Hb1Ac level than the SMBG group (2.14, 95% CI [1.41, 3.26]), statistical significance was not reported in nine of 14 included primary studies. Thus, the evidence is insufficient to conclude that CGM is more effective in maintaining normoglycemia or glucose control than SMBG.

One moderate-quality review (Golicki et al 2008) reported data on the effect on treatment outcomes. The intervention group using CGM showed higher insulin (fructosamine) dosage than the SMBG group, but only two primary studies were included and statistical significance was not reported. Hence, the evidence is insufficient to conclude that CGM affects treatment outcomes more than SMBG.

Three reviews (high quality: Langendam et al 2012; Szypowska et al 2012; moderate quality: Gandhi et al 2012) reported the quality of life as a result of using CGM and SMBG. Quality of life was measured using questionnaires such as DCCT, WHO-5, DISABKIDS, KIDSCREEN-27, and IDSRQ. Only one study (Langendam et al 2012) presented standardized mean differences between the intervention group using CGM and control group using SMBG, but they were not significant. Another study (Szypowska et al 2012) reported significant results but did not provide specific values. Hence, the evidence is insufficient to conclude that CGM improves quality of life more than SMBG.

Ⅱ. Cost-effectiveness To assess the cost-effectiveness of CGM, an overview of systematic reviews was performed. Data were extracted independently by two reviewers, and disagreements were resolved through consensus. Of 468 screened studies (after removing duplicates), 43 (9.2%) were excluded for not meeting the predefined population criteria, 231 (49.4%) for not meeting the intervention criteria, 42 (9.0%) for not meeting the Comparison criteria, 117 (25.0%) for not meeting the outcome criteria, 22 (4.7%) for not being primary studies, 11 (2.3%) for being abstracts or posters, and 2 (0.4%) for not being published in Korean or English. As a result, no studies were included in the final evaluation of cost-effectiveness. Therefore, cost-effectiveness could not be assessed.

Conclusion and Recommendations The effectiveness of the CGM device for children and adolescents with DM was assessed in terms of safety and efficacy. There were no cases of CGM-related complications reported in the included studies. Additionally, based on an overview of the 11 reviews included in this assessment, CGM has equivalent or superior clinical safety and efficacy to SMBG. However, evidence regarding the reduction in hyperglycemia and hypoglycemia incidence was insufficient. Most reviews included in the assessment were conducted on children and adolescents with Type 1 DM; thus, there is insufficient evidence for children and adolescents with Type 2 DM.

The cost-effectiveness of CGM could not be assessed owing to the lack of relevant studies. However, the recommendations of the Ontario Health Technology Advisory Committee on CGM for Type 1 DM could be utilized to consider the effectiveness, safety, disease burden, and demands to review the implementation of the technique in the current healthcare system.

As this study was a review of systematic reviews conducted over a short study period to facilitate policy decision-making, it has a few limitations: 1) there was an overlap of primary studies included in each review; 2) the statistical effects of these overlapped studies should be interpreted with caution; 3) the synthesis of results reported by the included primary studies should be conducted separately.

Key words: diabetes mellitus, type 1, type 2, pediatric, continuous glucose monitoring