교신저자：이재훈, 570-711 전북 익산시 신용동 344-2  원광대학교 의과대학 이비인후과학교실
교신저자：전화：(063) 850-1319 · 전송：(063) 841-6556 · E-mail：coolnose@wmc.wonkwang.ac.kr

서     론

   알레르기비염은 특정항원에 노출된 이후 IgE에 의해 매개된 과민성 면역반응에 의한 코의 염증반응으로 나타나는 질환으로 국소적인 증상만을 보이는 경우도 있으나, 흔히 다른 알레르기 질환과 동반되며 전신적 질환의 일부 발현으로 보기도 한다.^1,2) 따라서 다른 알레르기 질환과 공통된 병태생리적 특징을 갖는 것으로 여겨지고 있다.
   MCP-1(monocyte chemoattractant protein-1)은 단핵구 화학주성 물질 중 하나로 비만세포 탈과립 및 호염기구의 히스타민 분출, 미분화된 T 세포가 IL-4를 생산하는 Th2형의 세포로 진행하는 데 역할을 하며, 알레르기 항원에 의한 비강 자극 시 콧물에서 농도가 증가되는 것으로 알려져 있다.^3,4,5,6,7) RANTES(regulated upon activation, normal T-cell expressed and presumably secreted)는 호산구의 탈과립과 화학적 주성에 관여하는 주요 화학주성 물질로 알려져 있다.⁸⁾ IL-18은 전염증성(proinflammatory) 사이토카인으로 기존에는 IFN-γ(Interferon-gamma) 유도 인자로 IFN-γ와 밀접한 Th1 반응에 주로 관여하는 것으로 알려졌으나, 최근에는 Th2 반응과 관련 깊은 알레르기 질환에서 중요 역할을 수행하며, 알레르기비염 증상을 보이는 소아의 혈중에서 증가하는 것으로 보고된 바 있다.^9,10) 또한 동물 및 세포주 실험은 IL-18은 MCP-1과 IFN-γ의 발현과 관련 있고, IFN-γ는 MCP-1과 RANTES 발현을 유도하는 것으로 보고하고 있어^11,12) 이들 사이토카인들간 상호연관 가능성을 시사하고 있다. 
   상기 물질들의 병리적 중요성과 알레르기비염의 국소적 특징으로 인해 콧물, 비강 세척액에서 농도, 비강 내 조직 발현에 대해서는 많은 부분이 연구되었고, 특히 MCP-1과 RANTES는 알레르기비염의 후기 반응 및 비점막 염증세포 모집에 관련 깊다.^6,7,13,14) 이외에 천식과 아토피성 피부염과 같은 알레르기 질환에서 이들 사이토카인의 혈중 농도에 대해서는 많은 문헌보고가 있으며, 알레르기 반응에 관여하는 여러 CC 케모카인(Chemokine) 중 RANTES와 MCP-1의 혈중 농도가 다른 케모카인들보다 현저하게 증가하는 것으로 보고된 바 있다.^9,15,16) 그러나 국소적 염증 질환인 알레르기비염에서 이들 CC 케모카인 혈중 농도와 염증 반응은 아직 잘 알려지지 않았고, 혈중 IL-18과 알레르기비염도 대상 환자군에 따른 추가 규명이 필요하다.
   본 연구에서는 통년성 알레르기비염 환자를 대상으로 Th2 반응과 밀접한 알레르기비염의 비강 염증 반응에 관여하고, 역설적으로 IFN-γ에 의해 생성이 유도되거나 IFN -γ의 생성을 유도하여 Th1 반응과도 관련된 이들 사이토카인의 혈중 농도가 다른 알레르기 질환처럼 증가하는지, 증상의 중증 정도와도 관련이 있는지 알아보고자 하였다.

대상 및 방법

대  상
   알레르기비염 증상이 있어 본원 이비인후과를 방문하여 알레르기비염으로 진단 받은 환자 중, 피부반응 검사 혹은 MAST(multiple allergen simultaneous test) 검사상 집먼지 또는 집먼지 진드기에 적어도 하나 이상 양성 반응을 보이는 환자를 알레르기비염군으로 정하였다. 내원 4주 이내에 항히스타민제, 스테로이드 및 항생제를 사용한 경우나 과거에 비과적 수술을 받은 경우는 제외하였다. 대조군은 알레르기비염을 포함한 알레르기 질환의 가족력 및 병력이 없고 환자군과 연령이 비슷한 건강인을 대상으로 하였다.
   환자군은 설문지를 통해 코막힘, 콧물의 정도, 재채기 횟수에 대하여 각 증상을 0-3단계로 점수화(0：no symptom, 1：mild, 2：moderate, 3：severe [총점：0-9])하여¹⁷⁾ 증상 합산 점수에 따라 경도(1-3), 중등-중증도(4-9)의 두 군으로 분류하고, 천식 및 아토피성 피부염과 같은 알레르기 질환의 동반여부를 조사하였다. 본 연구는 병원 내 임상실험윤리위원회의 승인을 얻어 실시하였다.

방  법
   혈중 호산구는 자동혈구계산기인 Sysmex 9000(Toa Medical Electronics, Kobe, Japan)으로 분석하고, 혈중 IgE는 Cobas Integra 800(Roche Diagnostics, Basel, Switzerland)으로 분석하였다. 혈중 IgE가 측정범위(<2,000 U/mL)를 벗어나는 경우는 희석하여 측정하였다. 사이토카인들은 채혈 후 30분 내 혈장을 분리하여 -80℃로 동결 후 측정 직전 해동하여 분석하였다. 
   혈중 MCP-1, RANTES, IFN-γ는 Quantikine colorimetric sandwich ELISA kit(R & D systems, Minneapolis, MN, USA)를 이용하여 측정하였다. 각각 지정된 검체 희석액으로 2배, 4배, 1배로 희석하였다. anti-human MCP-1항체, anti-human RANTES항체, anti-human IFN-γ항체가 코팅된 microwell에 각 50 μL, 100 μL, 100 μL의 분석용 희석액을 첨가하고 희석된 검체를 각 200 μL, 100 μL, 100 μL을 첨가한 후 실온에 2시간 반응시켰다. 이후 3회, 3회, 4회씩 세척하고 다시 효소가 접합된 각각의 항체를 각 200 μL씩 첨가하여 각 2시간, 1시간, 2시간 동안 실온에서 반응시켰다.
   이후 3회씩 세척하고 공히 200 μL씩의 효소 기질액을 첨가하여 실온에 30분, 20분, 30분씩 반응시킨 후 50 μL씩의 반응 정지액을 첨가하였고, 450 nm에서 ELISA plate 판독기에 흡광도를 측정하고 표준곡선과 비교하여 계산하였다. IL-18은 Human IL-18 ELISA kit(MBL, Nakaku, Japan)를 이용하여 측정하였다. 검체를 희석액으로 5배 희석한 후 희석된 검체 100 μL를 anti-human IL-18 항체로 코팅된 microwell에 분주하고, 60분간 실온 반응 후 세척액으로 4번 세척하였다. 이후 효소가 접합된 항체 100 μL를 첨가하고, 동일 조건으로 반응시켜 4번 세척하였다. 100 μL의 효소 기질액 첨가 후 다시 동일조건으로 반응시킨 후 100 μL의 반응 정지액을 첨가하였고, 450 nm에서 흡광도를 측정하였다.
   알레르기 항원특이 IgE 항체는 Allergy Screen(R-Biopharm, Darmstadt, Germany)을 이용한 MAST 또는 Allergen extracts(Allergopharma, Reinbek, Germany)를 이용한 피부단자법으로 측정하였고 이들은 공히 미국 및 유럽 집먼지 진드기, 집먼지, 바퀴벌레, 개, 고양이, 개쑥, 쑥, 호밀, 자작나무, 오리나무 항원을 포함하였다. MAST는 알레르기 항원특이 IgE 항체가 class 2 이상인 경우 양성으로, 피부단자법은 10 mg/mL 농도의 히스타민 대조액에 의한 발적 또는 팽진의 직경과 비교하여 그 이상의 반응을 보이는 경우 양성으로 간주하였다.

통  계
   혈중 지표들은 정규분포화를 위해 로그치환하였고, 알레르기비염 환자군과 대조군 값의 두 군간 평균 비교는 student's t검정, 대조군, 경증, 중등-중증군 세 군간 평균 비교는 일원분산분석으로 검정하였다. 단, 혈중 지표들간 유의한 상관성을 보인 항목에 대해서는 혈중 지표들을 독립변수로 반복분산분석으로 검정하여 개체간 검정 효과(test of between subjects effect)의 유의성을 재확인하였다. 사후검정은 Bonferroni법으로 실시하였다. 혈중 지표들간 상관성 평가는 Pearson 상관계수로 평가하고 유의성은 p값이 0.05 미만인 경우, 통계적으로 유의하다고 판정하였다.

결     과

알레르기비염 환자와 대조군에서 혈중 호산구 수, IgE, MCP-1, RANTES, IL-18, IFN-γ
   알레르기비염 환자군은 대조군에 비해 혈중 호산구수 및 혈청 IgE가 유의하게 높았다(Table 1).
   MCP-1 농도는 알레르기비염 전체군(108±4 pg/mL)이 대조군(86±3 pg/mL)에 비해 유의하게 높았다. 중등-중증군(116±7 pg/mL)과 경증군(101±5 pg/mL) 모두 대조군에 비해 유의하게 높았다. 또한, 중등-중증군은 경증군에 비해 높은 경향을 보였으나 유의한 차이는 보이지 않았다(Fig. 1). 
   RANTES 농도는 알레르기비염 환자와 대조군 간에 유의한 차이가 없었으며, 중등-중증도군과 대조군 및 경증군과 중등-중증도 간에도 유의한 차이를 보이지 않았다(Fig. 1). 
   IL-18 농도는 알레르기비염 전체군(299±49 pg/mL)이 대조군(168±20 pg/mL)에 비해 유의하게 높았고, 중등-중증군(329±79 pg/mL) 역시 대조군에 비해 유의하게 높았다. 경증군(273±63 pg/mL)은 대조군에 비해 중등-중증군은 경증군에 비해 높은 경향을 보였으나 유의성은 없었다(Fig. 1).
   IFN-γ는 알레르기비염 환자와 대조군 모두 44%만 검출 하한점 이상(>8 pg/mL)을 보였다. 검출하한범위 이하를 1 pg/mL로 간주하여 평균을 구하였을 때 알레르기비염 환자의 평균은 대조군과 유의한 차이가 없었고, 중등-중증도군과 대조군 및 경증군과 중등-중증도 간에도 유의한 차이를 보이지 않았다(Fig. 1).

알레르기비염만 있는 군과 천식 혹은 아토피성 피부염을 동반한 알레르기비염군에서 혈중 지표들의 차이 
   알레르기비염군에서 알레르기비염만 있는 군과 천식 혹은 아토피성 피부염을 동반한 알레르기비염군과의 혈중 지표들의 관련성을 조사한 결과 어떤 항목도 두 군간 평균에 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 2).

혈중 지표들간의 상관성
   알레르기비염군과 대조군을 포함하여 6종의 혈중 지표, 즉 MCP-1, RANTES, IL-18, IFN-γ, 호산구수, IgE들 간에 상관성이 있는지 검토한 결과, MCP-1과 호산구수, 호산구수와 IgE 간에 유의한 상관성을 보였다(Table 3).

고     찰

   CC 케모카인은 히스타민 유출이나 호산구 주화성 모집에 관련된 대표주화성 사이토카인으로 본 연구에서는 알레르기비염의 반응에 관련되는 CC 케모카인 중^6,7,8,18,19) MCP-1과 RANTES의 혈중 농도를 분석한 결과, 알레르기비염 환자에서 MCP-1에서 유의한 증가를 관찰하였고, 동시에 전염증성 사이토카인인 IL-18의 농도 증가도 관찰할 수 있었다. 
   알레르기비염은 상부기도, 천식은 하부기도 질환으로 두 기관의 점막은 유사한 특징이 많아 두 질환 모두를 아토피 증후군의 발현으로 보는 견해 및 알레르기비염과 다른 알레르기 질환들이 동반되는 점은 알레르기 질환의 병태생리학적 반응이 유사함을 시사한다. 또한 아토피성 피부염에서 관찰되는 혈중 MCP-1 증가 반응을¹⁵⁾ 본 연구의 알레르기비염환자 검체에서도 관찰할 수 있었다. MCP-1은 알레르기비염 환자에서 농도가 증가하였을 뿐 아니라 증상이 심한 환자군의 평균이 경증 환자군보다 더 높은 경향을 보여 혈중 MCP-1은 알레르기비염에 밀접한 관련성이 있으리라 추측된다. 
   알레르기비염의 비강 내 조직에서 RANTES 증가,⁶⁾ 아토피성 피부염에서 혈중 농도 증가가 보고되었던 것과는¹⁵⁾ 달리 본 연구에서는 혈중 RANTES 농도는 알레르기비염 환자군과 대조군 간에 차이를 보이지 않아 혈중 RANTES 농도는 알레르기비염 염증반응에 영향을 주는 핵심요소이기보다는 주변적 요인으로 작용하며, 국소적 반응과 더 밀접한 케모카인으로 여겨진다. 
   IL-18은 알레르기비염 환자의 콧물에서 증가되었고,¹⁴⁾ 아토피성 피부염과 급성 천식에서 혈중 농도가 증가하고, 질환의 중증도와도 관련이 있는 전염증성 사이토카인으로 보고된 바 있다.^9,16) 본 연구에서, 알레르기비염 환자의 혈중 IL-18 농도는 증가되어 있고, 특히 증상이 심한 환자에서 더 유의한 증가반응을 보여 혈중 IL-18은 다른 알레르기 질환에서와 비슷하게 알레르기비염의 면역반응에 영향을 주는 인자로 고려되었다. 이외 최근 알레르기비염 증상을 보이는 소아를 대상으로 한 연구에서도 알레르기비염과 혈중 IL-18의 연관성을 제시하고 있는데¹⁰⁾ 이는 소아와 성인을 포함한 본 연구에서 얻은 혈중 IL-18의 결과와도 일치하였다. 
   본 연구에서 조사한 사이토카인들이 알레르기비염 환자 자체의 혈액 특성이 될 수 있는지, 알레르기비염 환자에서 천식 혹은 아토피성 피부염의 동반에 따라 혈중 지표가 영향을 받는지 알아보기 위해 알레르기비염만 있는 군과 천식 혹은 아토피성 피부염을 동반한 알레르기비염군을 비교하였다. 그 결과, 6종의 혈중 지표 중 어느 항목도 유의한 차이를 보이지 않았다.
   아토피성 피부염의 혈중 RANTES는 호산구 증가 및 IgE 농도와 관련이 있고,¹⁵⁾ IL-18은 IFN-γ와 MCP-1의 생성인자이고, 알레르기 질환은 IFN-γ 감소와 연관이 있으며,^9,11) IFN-γ와 RANTES는 양성적 상관성이 있다.¹²⁾ 본 연구에서는 혈중 MCP-1과 호산구가 유의한 양의 상관성을 보여 알레르기비염의 비강 내 후기 호산구증의 중요한 인자인 MCP-1이^7,19) 혈중 호산구 증가에도 관여하는 것으로 추정되었다. 반면, RANTES에 관련된 호산구 증가나 IgE는 발견할 수 없었다. 이는 MCP-1이 다른 CC 케모카인에 비해 저농도의 히스타민에 민감하게 반응하는 반면 다른 CC 케모카인은 히스타민 농도 의존적으로 반응하는 경향이 있어¹⁹⁾ 유발될 가능성이 있다. 즉, 국소의 염증 반응이 전신적으로 분포되면서 혈중 히스타민 농도가 낮아지고, RANTES의 생성을 유도하는 역치값에 도달하지 못하는 국소적 질환인 비염의 특성에 의한 가능성을 고려해 볼 수 있었다. IL-18과 IFN-γ간에도 유의한 상관성을 발견할 수 없었는데 이는 IL-12와 같은 Th1 반응 우세성 사이토카인을 비롯하여 체내 여러인자들이 IL-18의 IFN-γ 생성과정에 중요한 영향을 주었기 때문으로 여겨진다.¹¹⁾ 즉 Th1 반응보다는 Th2 반응이 우세한 알레르기 질환에서는 IL-18에 의한 생성작용이 변환되거나 약화되는 것으로 추정되며, 비슷한 병리기전을 갖는 아토피성 피부염 환자를 대상으로 한 Sohn 등의 연구에서 보여준 것과는 유사한 소견이었다.²⁰⁾ IL-18과 MCP-1, IFN-γ와 RANTES 간에도 세포주나 동물실험에서 보이는 유의한 관련성을 찾을 수 없었는데 이 역시 IL-18과 IFN-γ 간의 결과와 비슷한 경우로 혈중에 존재하는 여러 사이토카인의 영향에 의한 효과, 각 개체 상태, 질환의 특성에 따라 다른 양상을 보이기 때문으로 추측된다. 이외에 본 연구에서 IFN-γ의 값이 검출하한범위 이하를 보이는 낮은 경우, 일정 값으로 보정하여 산출한 효과가 상관성 평가에 영향을 미쳤을 가능성을 배제할 수 없었다.
   본 연구에서 통년성 알레르기비염 환자의 혈중 MCP-1과 IL-18의 농도는 정상인보다 유의하게 증가하였을 뿐 아니라, 증상이 심한 환자에서 p값은 더 작고, 평균은 더 높이 증가하는 경향을 관찰하여 이들 사이토카인의 혈중 농도와 알레르기비염 반응과 관련성 및 다른 알레르기 질환에서 갖는 병태 생리의 부분적 공유가능성을 제시할 수 있었다. 그러나 본 연구의 단면적인(cross-sectional) 분석만으로 이러한 물질의 혈중 증가가 국소적 비강조직의 알레르기 염증을 유발하는 인자인지, 비강조직에서 유리된 이들 물질이 혈중에 유입되어 증가하게 되는지, 두 작용의 복합적인 과정에 의한 것인지는 알 수 없었다. 이에 대한 기전 규명을 위해 추후 알레르기비염 환자들에서 콧물이나 비강 세척액과 혈액 사이토카인의 동시 및 연속 분석, 항원자극에 의한 혈액 면역 세포들의 사이토카인 분비 반응에 대한 연구가 추가되어야 할 것으로 사료된다.

결     론

   MCP-1와 IL-18는 알레르기 면역반응에 결정적 역할을 수행하는 사이토카인으로 알레르기비염 환자에서 비강 내 반응 연구를 통해 그 중요성이 보고된 것처럼 혈중 농도 역시 알레르기비염 반응과 관련성이 있음을 확인할 수 있었다. 추후, 알레르기비염 환자의 혈중에서 이들 사이토카인이 증가하는 명확한 기전규명과 알레르기비염 면역반응의 치료적 표적 및 생물학적 표지자로서 적용 가능성에 대한 연구가 더 필요한 것으로 사료된다.

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