| Cytokine mRNA Expression of Otitis Media with Effusion in Children. |
| Jae Yeong Park, In Hee Moon, Byung Hoon Jun |
| Department of Otorhinolaryngology, College of Medicine, Inje University, Seoul Paik Hospital, Seoul, Korea. |
| 중이 저류액에서 Cytokine mRNA 발현에 관한 연구 |
| 박재영 · 문인희 · 전병훈 |
| 인제대학교 의과대학 이비인후과학교실 |
|
|
|
|
|
| ABSTRACT |
|
Otitis media with effusion(OME) is the most common cause of acquired hearing loss in children. Some children suffer from a chronic form of this disease known as chronic otitis media with effusion(COME), which is manifested by the retention of fluid and inflammatory products in the middle ear cleft and by the eustachian tube dysfunction. The etiology and pathogenesis of COME, however, have not been fully elucidated. Middle ear effusion(MEE) is a complex mixture of transudate, secretory products from glands of middle ear mucosa and products from inflammatory cells and infecting organisms. Recently, there has been a great interest in the pathogenetic roles of cytokines, a group of low molecular weight glycoproteins produced by macrophages, lymphocytes and other cells. Activities of cytokines include fever production, activation of osteoclasts, fibroblasts, phagocytes and cytotoxic cells, regulation of antibody formation and inhibition of growth of cartilage, bone and endothelial cells. In this study, we have utilized the reverse transcription polymerase chain reaction(RT-PCR) technique to determine accurately the existence of mRNAs for five cytokines in MEEs collected from 22 children with COME.
Messenger RNAs for TNF-alpha, IL-1beta, IL-2 and IL-8 were detected in 68%, 86%, 59% and 95% of specimens, respectively, Interleukin-4 mRNA was absent in all the specimens. The persistent production of cytokines by the inflammatory cells in MEE of COME due to sustained presence of antigens or most-recent antigenic stimuli may play the central role in prolonged OME and responsible for the mucosal damage, bone erosion, fibrosis and resulting hearing loss seen in some cases of COME. |
| Keywords:
Otitis media with effusionㆍCytokineㆍmRNAㆍReverse transcription polymerase chain reaction(RT-PCR) |
서론
삼출성 중이염(Otitis Media with Effusion, OME)은 소아시기에 흔히 발생할 수 있는 질환으로, 빈번하게 만성 삼출성 중이염(Chronic Otitis Media with Effusion, COME)으로 이환될 수 있다.3)19) OME를 일으키는 데는 여러 가지 요소들이 복합적으로 작용하는 것으로 생각되며, 일반적으로 알려진 요소들은 숙주 인자, 바이러스, 세균 및 내독소 등의 미생물적 요인, 이관의 문제, 그리고 염증 매개체 및 염증반응산물 등의 생화학적 인자 등이 있다.4)20) 그 중 가장 중요하게 생각하는 요소는 감염과 이관기능 장애로서, 이때 염증매개물질이 분비되고 이들에 의해 혈관의 투과성과 상피의 분비 세포 기능이 증가되어 중이강내에 염증과 저류액이 형성되게 된다.12)
만성적인 염증은 급성 염증을 일으킨 원인의 존재 유무에 관계없이 염증반응이 지속될 수 있으며 단핵구, 림프구, 호중구 등이 모이는 것으로 특징 지워진다. 이렇게 중이강내에 남아 있는 백혈구와 백혈구들이 생성하는 염증매개물질이 육아조직의 형성이나 증식, 섬유화 그리고 골파괴 등을 야기하게 되며, 숙주 조직세포도 많은 경우에 염증매개물질을 분비하는 능력이 있으므로 이러한 염증반응에 관여하게 된다.14) 그러므로, 이러한 염증 매개물질들이 만성화되는 OME의 병인에 중추적인 역할을 하는 것으로 생각되며, 급성 혹은 만성 염증반응과 그 후유증에 관여하는 염증매개물질들이 무엇이고 어떤기능들이 있는지에 관한 연구들이 집중적으로 진행되어 왔으며 항체와 면역복합체, 보체, 프로스타그란딘과 인지질 등이 COME의 중이 저류액에서 발견되기도 하였다.12)15) 최근에는 염증반응에 관여하는 분자들의 새로운 그룹인 cytokine이 COME의 병인에 중요한 역할을 할 것으로 생각되어 이들에 관한 연구들이 활발해 지고 있다.14)18)
Cytokine은 세균이나 내독소, 바이러스 등과 같은 항원의 자극에 반응하여 대식세포, 림프구, 호중구, 섬유아세포, 내피세포 등 다양한 세포들에서부터 분비되는 저분자량의 당단백으로, 강력한 염증매개체이 면역반응의 조절기능을 수행한다.2)18) 이들의 기능은 발열과 파골 세포의 활성화를 통한 골파괴, 섬유모세포의 자극으로 인한 섬유화, 골수내에서 세포 분화와 증식의 유도, 식세포의 활성화와 화학주성(chemotaxis) 등이 있으며, 세포의 세포독성, 항체형성의 조절, 혈관 내피세포와 골 및 연골의 증식억제 등에 관여한다.2)22)
Cytokine이 일반적으로 많은 질환의 염증반응과 관련되어 있을 것으로 생각되나, OME 환자의 중이 저류액에서도 cytokine이 존재하며, 알려진 염증 매개기능을 수행하는가에 대한 것은 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 본, 연구에서는 22례의 항생제 치료에 반응이 없는 COME 환아의 MEE를 대상으로 tumor necrosis factor-α(TNF-α), interleukin-1β(IL-1β), interleukin-8(IL-8), interleukin-2(IL-2) 및 interleukin-4(IL-4)의 OME의 발생에 대한 병인론적 역할을 규명하고, OME가 만성화 하는데 어떤 cytokine들이 염증매개물질로 작용하는가를 밝히기 위하여 COME 환자의 중이 저류액에서 종래의 기법보다 감수성과 특이성 측면에서 뛰어난 reverse transcription polymerase chain reaction(RT-PCR)기법을 이용하여 각각의 cytokine에 대한 mRNA 발현을 측정하였다. 이 연구를 통해 만성화되는 OME의 병인을 알아내고, 향후 OME를 예방하거나 만성화를 막을 수 있는 적절한 방법을 찾는데 있어서 기초 자료가 되고자 하였다.
대상 및 방법
1. 대상 및 검체보관
1993년 6월부터 1995년 6월까지 인제대학교 의과대학 부속 서울백병원 이비인후과에서 삼출성 중이염으로 진단 받고 2개월 이상 항생제 등 약물치료후 호전되지 않아 고막절개 및 환기튜브 유치술을 시행 받았던 4∼12세 소아환자 22명을 대상으로 하였고 이들은 술전 steroid 제제의 사용력은 없었다. 이들의 평균연령은 6.4세이었고, 성별로는 남자가 13명 여자가 9명이었으며 수집된 검체는 4, 5월에 다소 편중되어 있으나 연중 거의 고르게 분포되어 있다. 수술후 중이 삼출액은 즉시 저온상태에서 옮겨, 실험에 사용되기 전까지 -70℃에서 냉동보관하였다.
2. RNA 분리 및 정제
Chomczynski등6)이 개발한 방법을 변형하여 RNA를 분리 정제하였다. 50∼200μl 중이 삼출액을 lysis 용액(4M guanidinium thiocyanate, 25mM Na-citrate, pH7.0, 0.5% N-lauroylsarcosine, 0.1M β-mercaptoethanol) 1ml로 완전히 용해시킨 후 2M Na-acetate pH4.0 100μl, phenol 1ml, 그리고 chloroform 200μl로 처리하여 유기용매층의 DNA와 변성된 단백질을 제거하였다. 수용액층의 RNA는 동량의 isopropanol을 넣고 10,000g에서 20분간 원심분리하여 침전 회수하였다. 분리된 RNA는 microcentricon-10(Amicon, Beverly, MA, USA)을 사용하여 분자량 10kD 이하의 효소반응 억제요소들을 제거하는 방법으로 순수 정제하였다.
3. cDNA 합성
약 500ng의 전체 RNA에 oligo d(T) 16 1μg을 넣고 70℃에서 10분간 전처리한 후 1mM dNTP(Pharmacia, Uppsala, Sweden), 20U의 RNase inhibitor(Promega, Madison, WI, USA), 100U의 Moloney murine leukemia virus(MMLV) 역전사효소(Gibco BRL, Grand Island, NY, USA)와 1X 완충액(50mM Tris-HCl, pH 8.3, 75mM KCl, 3mM MgCl 2, 10mM DTT)을 최종 20μl되게 넣고 42℃에서 1시간동안 반응시키고, 역전사효소의 활성을 제거하기 위해 95℃에서 5분간 열변성하여 cDNA 합성반응을 종료하였다.
4. PCR
각각의 cytokine에 특이적인 primer 염기서열은 Table 1에 표시하였다. IL-1β, IL-2, IL-8 그리고 TNF-α에 대한 primer는 이전에 보고된 염기서열을 인용하였고, IL-4와 대조군 실험에 사용된 β-actin 그리고 T7 virus에 대한 primer를 선정하기 위해서는 oligomer 분석 프로그램을 사용하였으며, genomic DNA와 cDNA 간의 증폭을 구분하기 위해서 primer 위치는 적어도 하나이상의 intron 부위가 포함되도록 선정하였다(한국생공). 합성된 cDNA 전체량의 1/10인 2μl에 paired primer 0.5μM과 1X 완충액(50mM KCl, 10mM Tris-HCl, pH9.0, 0.1% Triton X-100, 1.5mM MgCl2)을 최종 50μl되게 첨가하고 95℃에서 5분간 열처리한 후 Taq 중합효소(Promega, Madison, WI, USA)를 첨가하는 hot-start 방법을 사용하였다. DNA 증폭은 Thermal cycler(Perkin-Elmer Corp., Norwalk, CT, USA)에서 95℃에서 1분간 denaturation, 58∼60℃에서 1분간 annealing, 72℃에서 3분간 extension하여 총 40∼45회 시행한 후 72℃에서 10분간 extension 반응을 추가하였다.
5. 전기영동
1.5% agarose gel은 0.5X Tris-boric acid-EDTA(TBE) 완충액과 최종농도 0.5μg/ml ethidium bromide를 사용하였으며, PCR 반응물 20μl와 100bp marker(Phamacia, Uppsala, Sweden) 1μg을 100V(12×14cm, 4.5V/cm) 직류 하에서 2시간 동안 전기영동 한 후 260nm 자외선하에서 사진으로 기록하였다.
6. 대조군
Cytokine에 대한 실험결과를 검증하기 위한 대조군으로 β-actin 유전자와 pDM75(Fig. 1, 2)를 사용하였다. in vitro에서 run-off transcript(1kb)를 만들기 위해서 1μg의 pDM75를 20u Bam HI(NEB, Beverly, MA, USA)으로 37℃에서 2시간 처리하여 선형화 한 후 T7 RNA polymerase(NEB, Beverly, MA, USA) 50U를 37℃에서 1시간 처리하였으며 DNA 증폭은 95℃에서 1분간 denaturation, 55℃에서 1분간 annealing, 72℃에서 1분 30초간 extension과정을 30회 시행하였다. β-actin 대조군의 DNA 증폭은 95℃에서 1분간 denaturation, 60℃에서 1분간 annealing, 72℃에서 1분 30초간 extension 과정을 30회 시행하였다.
결과
1. 대조군
Cytokine에 대한 실험결과를 검증하기 위한 대조군으로 β-actin mRNA를 측정하여, 검체 RNA 손상여부를 확인하였다(Fig. 4). 검체 RNA가 없는 음성대조군(NC)과 비교한 결과, 실험에 사용한 22례 모두에서 양성인 것으로 판명되어 수술후 검체 보관과정과 RNA 분리 및 정제과정에서의 RNA 손상 가능성은 배제되었다.
한편, RNA 정량이 불가능했던 검체와 RNA양은 측정되었으나 β-actin 증폭이 음성으로 판정되어 효소반응 저해요소의 존재가능성이 있는 검체는 cytokine 결과해석에서의 오류를
방지하기 위해 대상검체에서 제외하였다.
Fig. 4에서 β-actin mRNA에 대한 RT-PCR 결과 각 검체에서 증폭산물의 양적인 차이를 보이는데 이는 일부 검체에서 극소량의 RNA가 추출되어 cDNA 합성 과정에서 각 검체 RNA양을 동일조건으로 처리할 수 없었던 것과, 각 검체에서 일정량의 전체 RNA중에 β-actin mRNA와 다른 종류의 mRNA의 상대적인 적 차이가 있을 수 있는 두가지 가능성으로 해석할 수 있다.
in vitro transcript인 T7 RNA를 사용하여 검체 내에 효소반응 저해요소 존재가능성을 확인하고 RT-PCR 반응의 감수성을 측정하였다(Fig. 3). Panel A에서 lane C의 100pg T7 RNA 단독으로 DNA를 증폭한 생성물과 lane 1∼5의 서로 다른 검체 RNA 100ng을 혼합하여 DNA 증폭한 생성물을 비교한 결과 유사한 양상을 나타내었고, panel B에서 T7 RNA를 100pg에서 1pg까지 순차적으로 희석하여 단독으로 증폭한 반응물과 검체 RNA와 혼합하여 비교한 결과에서도 동일한 증폭양상을 확인하였다. 따라서, 실험에 사용된 검체간에는 효소반응에서 억제정도의 차이가 거의 없을 뿐만 아니라 검체 RNA의 유무에 관계없이 T7 RNA 대조군에서 유사한 증폭양상을 보이므로, 검체에 효소반응 저해요소의 잔존으로 인한 RT-PCR 반응의 억제 가능성은 배제할 수 있었다.
2. Cytokines mRNA 측정
중이저류액에서 비특이적 및 특이적 면역반응과 관련되어 있는 각각의 cytokine에 관한 mRNA 발현을 RT-PCR 방법으로 측정하였다(Fig. 4, Table 2). 총 22례의 중이 저류액 중 TNF-α는 15례에서 양성반응을 나타내었으며, IL-1β는 19례, IL-8은 21례, IL-2는 13례에서 각각 양성반응을 보였으나, IL-4는 22례 모두에서 음성인 것으로 측정되었다.
각각의 cytokine에 대해 최적 PCR 조건에서 음성으로 판정된 검체에 대해서는 PCR 반응을 5∼10회 추가하여, 총 45∼50회 시행한 후 음성판정을 재실시하였다. 그 결과 TNF-α, IL-1β, IL-8 및 IL-4에 대해 1회에서 음성 판정된 검체는 2회 PCR 반응에서도 음성인 것으로 나타났으나, IL-2에 대해서는 1회에서 음성으로 판정된 12례 중 3례(#5, 7, 10)에서 양성인 것으로 판명되었다.
또한, TNF-α와 IL-4에 대한 mRNA 측정결과 일부 검체에서 고분자량의 비특이적인 증폭산물이 측정되었는데 그 원인으로는 첫째, RNA 분리과정에서 genomic DNA가 완전히 제거되지 않았기 때문에 cDNA 증폭산물 이외에 genomic DNA 증폭산물이 일부 나타나는 것으로 해석할 수 있으며, 둘째 40∼45회 PCR 반응과정 중 후반부에 DNA 증폭산물이 증가되면서 mispriming에 의한 비특이적인 증폭산물들이 생성되는 것으로 볼 수 있다. 따라서 TNF-α와 IL-4에 대해서는 PCR 반응의 특이성을 높이기 위해 5% DMSO를 첨가하였다.
각각의 cytokine에 대한 mRNA 발현의 양성 백분율을 Fig. 5에 표시하였다. TNF-α는 68%(15/22)의 양성율을 나타내었으며, IL-1β는 86%(19/22), IL-8은 95%(21/22), 그리고 IL-2는 59%(13/22)의 양성율을 보였으나, IL-4에 대해서는 22례 모두에서 음성인 것으로 측정되었다.
고찰
Cytokine들은 세포사이의 신호전달 단백질로 10 -10∼10 -15M 농도에서 표적세포의 특이적인 표면 수용기와 결합함으로써 작용하는 강력한 염증매개체이다. 이들은 내분비 호르몬과는 다르게 특별한 분비선이 아닌 여러 조직 및 개개의 세포들로부터 분비된다. 분비된 cytokine의 대부분은 특별한 자극에 의해 인접세포 혹은 분비세포 자신에게 작용하고 원거리에 있는 표적세포에 영향을 미치기도 하여 소위 일련의 생물학적 cytokine network을 형성한다.17)
Interleukin-1은 분자량 18kD의 당단백질로 주로 세균의 내독소 lipopolysaccharide(LPS), leukotrienes, 면역 중합체, 자외선 조사 및 식작용을 유도하는 인자들에 의해 활성화된 대식세포에서 주로 분비된다.7) IL-1은 다양한 기능을 보이는데, 특히, 병원소나 자가면역반응등에 의해 야기되는 염증반응에 가장 핵심적으로 작용한다.2) IL-1은 내인성 발열물질로 작용하고, 결합조직세포의 성장과 교원질 형성, 파골기능(osteoclastic activity)을 증가시키며, 프로스타그란딘의 합성을 유도하고, tumor necrosis factor(TNF)의 조직이화(catabolism)를 증대시킨다. 그리고, 혈관계에 작용하여 염증세포들을 조직파괴나 병리현상이 일어나는 부위로 방출하는 작용을 하며, 혈관 내피세포의 증식이나 혈관확장물질의 분비 등을 일으킨다. 이런 작용들을 통하여 IL-1은 개체가 외부의 독소나 내부로부터의 손상을 극복하는 데에 중요한 역할을 하지만 숙주조직의 파괴를 야기하기도 한다.18)
IL-2는 15.4kD의 분자량을 가진 당단백질로, 활성화된 T 림프구, B 림프구, natural killer(NK) cell 및 흉선세포의 증식과 분화에 관여하며21), T 림프구와 NK cell, 그리고 단핵세포의 세포독성을 증진시키는 기능이 있다.18) IL-2는 특이 항원이나 비특이적인 자극물질에 의해 활성화된 T 림프구에서 분비된다.21)
IL-4는 분자량이 약 15kD인 당단백질로 T-helper2(Th2) 세포와 비만세포에서 분비되며, 생물학적으로 B 림프구의 성장을 자극하고, B 림프구에서 class II 주조직적합체의 표현을 유도하며, B 림프구 분화에서 IgE 및 IgG1의 표현에 필요한 전환요소로 작용한다. 또한 호중구와 비만세포의 증식과 활성을 조절하는 Th2 세포의 유도를 촉진하여 IgE 생산에 직접적인 영향을 끼치며, T-helper 1(Th1) 세포의 유도와 기능을 억제시키고, 세포독성 T 림프구의 활동을 증진시키는 등 세포성 면역을 다양하게 조절한다.18)
IL-8은 분자량이 8-10kD인 강력한 백혈구의 주화성 인자로 LPS나 IL-1과 TNF 같은 pro-inflammatory cytokines에 의해 자극받은 단핵구나 상피세포 등에서 분비되며, 주로 다핵백혈구와 T 림프구에 작용한다. 그 생물학적 작용으로는 백혈구의 화학주성, 활성화 및 탈과립, 유착분자의 발현 등이 있다.8)
TNF-α는 약 17kD의 분자량을 가지며, 세균의 LPS등에 의해 활성화된 대식세포에서 생산된다.5)18) 또, TNF-α는 만성질환에 동반되는 신체소모에 주된 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, IL-1과 더불어 강력한 내인성 발열원으로 작용하는 등 IL-1과 유사한 기능들을 보이며18), 체내의 염증반응에 중요한 요인으로 작용한다.
이러한 cytokine들이 여러 질병에서 분석되어 왔으나 OME에서의 역할에 대한 연구는 최근에서야 몇몇 연구에서 시도되었다. Yellon등이 OME 환자의 MEE에서 IL-1β, IL-2, TNF-α, IFN-γ22) 및 IL-623)를 증명하였고, Juhn등10)에 의하여 IL-1β가 MEE내에 존재한다는 것이 확인되었으며, 다른 연구들을 종합해 볼 때 IL-1β와 TNF-α가 OME의 중요한 매개체로 작용하리라는 것을 예측할 수 있다.9)10)
본 연구에서는 2개월 이상 항생제 투여와 보존적 요법으로 치료한 후에도 지속적인 MEE를 보이는 COME 환자 22명을 대상으로 감수성과 특이성 측면에서 가장 정확한 RT-PCR 기법을 사용하여 염증반응관련 cytokine들의 mRNA 발현을 측정하였다. 염증반응 초기에 분비되어 비특이적 면역반응의 매개체로 작용하는 TNF-α, IL-1β 및 IL-8에 대한 측정 결과 각각 68%, 86% 그리고 95% 양성율을 나타내었는데, 이는 이전에 Martich등13)이 IL-1β를 음성으로 측정한 결과와는 대조적이나 Yellon등22)이 보고한 TNF-α 63%, IL-1β 51%의 양성율과, Maxwell등14)의 TNF-α 77%, IL-1β 67%, IL-8 92%의 결과와 비교하면 전반적으로 높은 양성율을 보인다. 특히 IL-1β의 양성율에서 높은 측정치를 보이는데 이는 기존의 ELISA 방법에 의한 단백질 형태의 측정치보다 또는, Triton x-100을 사용하여 감도를 개선한 Maxwell등14)의 방법보다도 RT-PCR 방법이 감수성 측면에서 뛰어남을 알 수 있다. 본 연구결과 cytokine들은 단백질 형태로 MEE내에 남아있을 가능성뿐만 아니라, 중이강내에 모여진 염증세포들에서 각각의 cytokine에 대한 유전자발현이 지속적으로 유도되어 mRNA가 생성되는 것으로 보여진다. 따라서 이러한 전사 형태의 cytokine mRNA의 존재는 OME를 일으킨 항원이 중이강내에 지속적으로 남아서 염증세포를 자극한다고 볼 수 있다. 그리고, IL-8의 검출률이 95%로 거의 전 검체에서 발현되는 것으로 보아 대부분의 OME에서는 대식세포가 계속 활성화되고 있으며, 호중구가 OME의 비특이적인 면역반응에서 중요한 역할을 담당하리라는 것을 추론해 볼 수 있고, 계속 호중구가 모아지면 염증반응의 매개체와 세포 및 그 분비물이 증가되게 된다. 이 증가된 세포와 세포분비물의 양이 너무 많아지면 복원기능을 넘어서서 염증을 지속시키는 역할을 할 수 있을 것이다.
IL-2와 IL-4는 T-cell이 관여하는 특이적 면역반응에 관여하고, 특히 IL-2는 세포성 면역반응의 기점이라 볼 수 있다. 본 연구결과 IL-2는 59%의 양성율을 보였고, IL-4는 22례 모두에서 음성인 것으로 측정되었는데, 이전에 Okamoto등16)이 IL-2와 IL-4 모두에서 음성 판정한 결과와는 상반되며, 여 등 1)이 IL-2의 50%, IL-4의 33% 양성률을 보인 것과도 차이가 있었고, Yellon등22)은 비교적 만성화한 점액성의 MEE에서 IL-2의 54% 양성율, 그리고, IL-4 음성의 결과를 보여 본 실험의 결과와 유사한 양상을 보였다. 이로써 특이적 면역반응에 관여하는 IL-2와 IL-4의 생성은 OME에서 염증반응 초기보다는 다소 후반부에 작용할 것으로 추론되며, 림프구에 의한 세포성 면역반응 및 체액성 면역반응이 일어날 수 있는 가능성을 시사하므로 복원기전을 간접적으로 추측할 수 있다. 그리고, IL-2는 autocrine 기능이 있어 IL-2 수용체를 발현시키고 그 자체의 분비를 촉진시키는 등 세포활성의 첫번째 지표이므로 IL-2의 발현은 B 림프구 라인의 기능이 적절하여 항체생성이 제대로 될 것이라는 것을 예측할 수 있고, 이로써 그 숙주조직이 감염원에 대한 복원기능을 제대로 수행하리라 볼 수 있다. 즉, 이는 특이적인 면역반응의 활성도에 관한 척도로 생각할 수 있다.
그리고, 중이강내의 염증세포들에 관한 보고에서 OME 환자의 MEE에는 많은 염증세포들이 모여 있으며, 이러한 면역세포들의 반응에도 불구하고 왜 염증을 완화하지 못하고 만성화하는가에 대한 의문이 생긴다. 이는 항체형성과 Jun등11)의 T 림프구 아군에 관한 이전 연구에서 CD4 T 림프구가 60%, CD8 T 림프구가 20∼30%인 것으로 측정되어 면역반응의 전반에는 이상이 없으나, 식작용의 기능이 없는 호중구가 관여할 가능성과, 호중구가 너무 많거나 과다하게 활성화되어 병원소에 대한 제거기능을 하는데도 불구하고, 비특이적인 면역반응에 상관없이 그 분비물인 효소, cytokine 등의 염증매개물질로 인하여 숙주조직을 파괴시켜 중이염을 만성화시킬 가능성 등을 생각해 볼 수 있다. 그러라 IL-4가 발현되지 않은 결과에 대하여는 향후 더욱 연구되어야 할 것으로 사료된다.
지금까지의 OME 병인에 대한 연구들은 환자에게 항생제나 항 바이러스 제재 및 소염제의 사용 등에 대한 근거를 제시하였으나, 이런 면역학적인 연구의 결과를 토대로 OME 환자에서의 향후 면역치료의 가능성을 시사해 준다.
결론
생체 내에서 국소적 및 전신적으로 면역반응과 염증반응을 조절하는 기능을 갖고 있는 것으로 알려져 있는 TNF-α, IL-1β, IL-8, IL-2 및 IL-4의 OME의 발생에 대한 병인론적인 역할을 규명하기 위하여 OME로 진단받고 항생제 등 약물치료 후 호전되지 않아 고막절개 및 환기튜브 유치술을 시행받았던 소아 22례의 MEE를 대상으로 RT-PCR법을 이용하여 각각의 cytokine mRNA 발현을 측정하였다. 그 결과 총 22례의 MEE중 TNF-α는 15례(68%)에서 양성반응을 나타내었으며, IL-1β는 19례(86%), IL-8은 21례(95%), IL-2는 13례(59%)에서 각각 양성반응을 보였으나, IL-4는 22례 모두에서 음성인 것으로 측정되었다.
이 연구를 통하여 만성화하는 OME 환아의 중이강내에는 항원이 지속적으로 존재하고, TNF-α,IL- 1β, IL-8 및 IL-2등의 cytokine이 다른 염증매개체와 함께 중이강내의 면역학적 염증반응에 중요한 역할을 수행할 수 있음을 추정할 수 있었으며, 또한, MEE나 점막내의 염증세포들에 의해 지속적으로 분비된 cytokine이 염증세포의 주화성이나 그 자체의 조직파괴기능을 통하여 COME로 진행되는 데 중요한 역할을 할 수도 있을 것으로 생각되었다. 그리고 향후 OME에 대한 치료는 기존의 소염제나 항생제의 틀을 넘어서 실용적 면역치료의 가능성을 시사하여 준다.
맺음말
본 연구를 수행하는데 큰 도움을 주신 인제대학교 분자생물학 연구소 정연보 교수님께 감사드립니다.
REFERENCES
1) 여상원, 박경호, 이금형, 김규식, 안재신, 서병도:삼출성 중이염에서 interleukin 2, interleukin 4, interleukin 7 및 interleukin 2 수용체의 발현. 한이인지. 1995;38(4):501-505
2) Abbas AK, Lichtman AH, Pober JS:Cellular and molecular immunology. 2nd ed. Philadelphia, Saunders, 1994:240-260
3) Bernstein JM:Recent advances in otitis media with effusion. Ann Allergy. 1985;55:544-551
4) Bernstein JM:The pathogenesis of otitis media with effusion:The role of virus and bacteria. In:Mogi G. Recent advances in otitis media. Amsterdam/New York:Kugler. Pub, 1994:61-68
5) Beutler B, Cerami A:Cachectin and tumour necrosis factor as two sides of the same biological coin. Nature. 1986;320:584-588
6) Chomczynski P, Sacchi N:Single-step method of RNA isolation by acid guanidium thiocyanate-phenolchloroform extraction. Analytical Biochem. 1987;62:156-159
7) Durum SK, Schmidt JA, Oppenheim JJ:IL-1:An immunological prospective. Annu Rev Immunol. 1985;3:263-287
8) Gimbrone Jr MA, Obin MS, Brock AF, et al:Endothelial interleukin-8:A novel inhibitor of leukocyte-endothelial interactions. Science. 1989;246:1601
9) Himi T, Suzuki T, Kodama H, et al:Immunologic characteristics of cytokines in otitis media with effusion. Ann Otol Rhinol Laryngol. 1992;101:21-25
10) Juhn SK, Tolan CT, Garvis WJ, et al:The levels of IL-1 beta in human middle ear effusions. Acta Otolaryngol Suppl(Stockh). 1992;493:37-42
11) Jun BH, Park JY, Jung HS, et al:An analysis of lymphocyte subset distribution in children with otitis media with effusion. In:Recent advances in otitis media. Hanover:The Sheridan Press, 1997:180-182
12) Jung TTK:Prostaglandins, leukotrienes, and other arachidonic acid metabolites in the pathogenesis of otitis media. Laryngoscope. 1988;98:980-993
13) Martich BG, Danner RL, Ceska M, et al:Detection of interleukin-8 and tumor necrosis factor in normal humans after intravenous endotoxin:The effect of antiinflammatory agents. J Exp Med. 1991;173:1021-1024
14) Maxwell KS, Fitzgerald JE, Burleson JA, et al:Interleukin-8 expression in otitis media. Laryngoscope. 1994;104:989-995
15) Mogi G, Bernstein J:Immune mechanisms in otitis media with effusion. In:Bernstein J, Ogra P. Immunology of the ear. New York:Raven Press, 1987:279-299
16) Okamoto Y, Sarashina N, Matsuzaki Z, et al:Respiratory syncytial virus infection of the middle ear:The role of cytokines, cell adhesion molecules and virus antigen in otitis media. In:Mogi G. Recent advances in otitis media. Amsterdam/New York:Kugler Pub, 1994:643-646
17) Oppenheim JJ, Kovacs EJ, Mastshima K, et al:There is more than one interleukin 1. Immunol Today. 1986;7:45-56
18) Strober W, James SP:The interleukins. Pediatr Res. 1988;24:549-557
19) Teele DW, Klein JO, Rosner BA:Epidemiology of otitis media in children. Ann Otol Rhinol Laryngol. 1980;89(suppl 68):5-6
20) Tos M:Etiology of secretory otitis media:Tubal dysfunction or infection. In:Mogi G. Recent advances in otitis media. Amsterdam/New York:Kugler Pub, 1994:69-72
21) Watson J, Mochizuki:Interleukin 2 :A class of T cell growth factors. Immunol Rev. 1980;51:257-278
22) Yellon RF, Leonard GL, Marucha PT, et al:Characterization of cytokines present in middle ear effusions. Laryngoscope. 1991;101:165-169
23) Yellon RF, Leonard GL, Marucha PT, et al:Demonstration of interleukin 6 in middle ear effusions. Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 1992;118:745-748
|
|
PDF Links
Full text via DOI 
Download Citation 
