| Effects of Oral Corticosteroids on the Lymphocyte Subsets in Nasal Polyps. |
| Seung Heon Shin, Tae Hyun Shin, Yong Jin Kim |
1Department of Otolaryngology, School of Medicine, Catholic University of Taegu-Hyosung, Taegu, Korea. hsseung@cuth.cataegu.ac.kr
2Department of Pathology, School of Medicine, Catholic University of Taegu-Hyosung, Taegu, Korea. |
| 경구용 스테로이드 치료가 비용종 림파구 아형의 분포에 미치는 영향 |
| 신승헌1 · 신태현1 · 김용진2 |
| 대구효성가톨릭대학교 의과대학 이비인후과학교실1;병리학교실2; |
|
|
|
|
|
| 주제어:
비용종ㆍ림프구ㆍ면역조직화학적 검사. |
| ABSTRACT |
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
The etiology and pathogenesis of nasal polyps are still not fully understood. In nasal polyps, infiltration of lymphocytes is one of the characteristic findings. The purpose of this study was to determine the lymphoid cell populations in various nasal polyps and the effect of corticosteroid on the lymphocytes of nasal polyps.
MATERIALS AND METHODS:
We carried out immunohistochemical staining for CD3, CD4, CD8, CD20, and HLA-DR monoclonal antibodies using five allergic polyps, five non-allergic polyps, five antrochoanal polyps and five steroid treated non-allergic polyps, and four normal inferior turbinates tissues. The number of positive cells in three subepithelial and three periglandular areas were counted by light microscopy at x 400 magnification in each section.
RESULTS:
There were no significant difference among lymphocyte subsets at different levels of nasal polyp. The proportion of CD8+ was significantly higher than that of CD4+ cells in the tissues of every nasal polyp, and CD20+ cells were rare. Corticosteroid significantly influenced the proportion of CD4+ cells. There was no difference among lymphocyte subsets between allergic and non-allergic polyps.
The incidence of HLA-DR+ cells were much lower in antrochoanal polyps and inferior turbinates than in nasal polyps.
CONCLUSION:
The proportion of low CD4+cells, high CD8+ cells, and high HLA-DR+ cells in nasal polyp may be responsible for chronic inflammation, which would be important for the formation of nasal polyps. The difference of lymphocyte subsets and low HLA-DR+ cells may reflect the different pathogenesis of antrochoanal polyp from other nasal polyps. |
| Keywords:
Nasal polypㆍLymphocyteㆍImmunohistochemical study |
서론
비용종은 가중층원주상피로 이루어진 부종성 점막이 비도에서 비강으로 탈출한 것으로 비강폐쇄, 비루, 후각장애 등의 증상을 나타내며, 기관지 천식, 알레르기성 비염, 만성 부비동염 등의 질환과 동반되는 경우가 많다. 비용종의 원인과 발병기전은 명확히 밝혀지지는 않았으나 알레르기성 및 비알레르기성 염증반응,1) 해부학적 구조의 이상,2) 신경혈관 이상3) 등의 다양한 주장이 있다.
최근 들어 비강점막의 염증반응이 비용종의 형성에 중요한 역할을 담당하는 것으로 알려졌으며,4), 조직학적으로도 호산구, 다형핵구, T 및 B 림프구 등의 염증세포가 침윤되어 염증반응의 중요성을 대변해주고 있다.5)6) 비강점막에 염증이 발생하면 조직내 림프구가 특징적으로 증가하며, 이들 림프구들은 복잡한 염증반응의 효과기 세포와 조절기 세포로서의 기능을 담당한다.
림프구는 각종 사이토카인과 체액 물질을 분비하여 비용종 형성에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌으나7) 림프구가 비용종형성에 관여하는 정확한 기전은 밝혀져 있지 않다. 저자들은 다양한 비용종 조직에서의 림프구 아형을 비교 분석함과 동시에 경구용 스테로이드에 의한 비용종 조직 림프구의 변화를 조사하여 각각의 비용종에서 나타나는 림프구 구성의 특징을 알아보고자 하였다.
대상 및 방법
대상
비용종으로 진단받은 20명의 환자(남자 10명, 여자 10명, 평균연령 39.7세)에서 부비동 내시경수술시 조직을 얻었으며, 알레르기성 비용종 5례, 비알레르기성 비용종 5례, 수술전 스테로이드를 사용한 비알레르기성 비용종 5례, 상악동성 후비강 비용종 5례를 대상으로 하였으며, 대조군으로 정상 하비갑개 4례를 사용하였다. 모든 대상 환자들은 피부단자검사, MAST CLA allergy system(MAST Immunosystem, CA, USA), 비강 및 혈중 호산성구, 혈중 총 IgE를 시행하여 알레르기 유무를 판단하였으며, 수술 전 스테로이드는 프레드니솔론(prednisolone)을 1 kg당 1 mg을 3일간 경구투여 후 4일간 점진적으로 감량하였다.
면역조직화학 염색
수술시 채취한 조직은 10% 중성 포르말린 고정과 통상적인 파라핀 포매 과정을 거쳐 보관하였으며, 면역조직화학적 검사를 위하여 6∼8 μm의 두께로 절편을 만들었다. 사용된 일차 항체는 CD3, CD4, CD8(Novooastra Lab., Newcastle, UK)과 CD20, HLA-DR(Zymed Lab., San Francisco, CA)를 사용하였으며, 실험시 0.5% bovine serum albumin을 함유한 Tris-HCl buffer(Dako, USA, pH 7.6)에 CD3, CD8은 1：100, CD20과 HLA-DR은 1：50, CD4는 1：20으로 희석하여 사용하였다. 각각의 항체에 대한 ABC염색은 Zymed사(San Francisco, CA)의 histostain kit를 사용하였다. 실험방법을 간략히 요약하면, hydrogen peroxidase로 5분 처리 후 phosphate buffer(PBS, pH 7.4)로 세 번 헹군 후 pepsin으로 10분간 처치하고 PBS로 세 번 헹구었다. 단 CD20과 HLA-DR은 이 과정을 생략하였다. Protein blocker로 20분 처리한 후 앞에서 기술한 희석비율로 만든 일차 항원을 4℃에서 12시간 처리한 다음 PBS로 세 번 헹군 후 이차 항체에 10분간, 단 CD4는 30분간 결합하도록 하였다. 다시 PBS로 세 번 헹군 뒤 streptoviridin에 결합시키었고 3-amino-9-ethylcarbazole로 발색을 유도하였으며 Mayer씨의 hematoxylin으로 3분간 염색하여 검경하였다. 양성 대조 염색으로는 사람 편도선을, 음성 대조 염색으로는 신세포암종을 사용하였다.
결과 분석
조직은 단크론 항체에 염색된 세포를 400배 광학 현미경으로 3구역의 상피하층과 3구역의 선 주위를 관찰하여 각 시야에서 관찰되는 단핵구의 수에 대한 양성 세포의 비를 구하여 평균하였으며, 각 단크론 항체의 양성율을 비용종의 종류 및 조직의 부위에 따른 차이점을 알아보았다. 비용종의 종류에 따른 차이는 Wilcoxon signed-ranks test를 사용하였고 같은 조직에서 부위에 따른 림프구의 분석은 Multiple range Scheffe test를 사용하여 통계학적 검정을 하였고, 유의성은 0.05 미만으로 하였다.
결과
비용종 종류에 따른 림프구 분석(Table 1)
CD3＋ 세포는 알레르기성 및 비알레르기성 비용종과 상악동성 후비강 비용종에서 많았으며 특히 정상 하비갑개의 양성 세포와는 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). CD4＋ 세포는 알레르기성 비용종과 스테로이드를 사용한 비용종에서 유의한 차이를 보였으며, CD8＋ 세포는 정상 하비갑개와 다른 모든 비용종 조직과 유의한 차이를 보였다(p<0.05). CD20＋ 세포는 대부분의 비용종 조직에서 관찰하기 어려웠으며 정상 하비갑개에서 5%정도의 양성율을 보였으나 통계학적 의미는 없었다(p>0.05)(Fig. 1). HLA-DR＋ 세포는 알레르기성 비용종과 정상 하비갑개 및 상악동성 후비강 비용종과 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 알레르기성 비용종과 비알레르기성 비용종의 림프구 아형 표현에는 차이가 없었다(p>0.05)(Fig. 2).
조직 부위에 따른 림프구 분석(Table 1)
상피하층과 선 주위 림프구 아형 분포의 차이는 알레르기성 비용종의 CD3＋ 세포(p＝0.043)와 비알레르기성 비용종의 HLA-DR＋세포(p＝0.043) 외에는 조직 부위에 따른 림프구 아형의 분포양상에는 차이가 없었다(Fig. 3).
고찰
림프구는 호흡기 점막에 정상적으로 존재하는 세포로 각종 외부물질이 침입하는 경우 그 방어기전으로 나타나는 세포중 가장 많이 증가하는 세포의 하나로 비용종의 형성에도 중요한 역할을 담당한다.8) 이처럼 림프구는 조직 염증반응 소견을 반영할 뿐 아니라 각종 사이토카인과 화학매개물질을 분비하여 복잡한 염증반응과 면역반응을 조절하는 기능을 담당하고 있으며, 비용종 조직에서 발견되는 IL-3, IL-4, IL-5, GM-CSF, INF-γ, TGF-β 등의 물질들은 호산구의 분화, 증식 및 생존능을 향상시켜 조직내 호산구의 증가를 가져오며 그 외 비만세포, 호염구 등의 세포에도 영향을 주어 비점막 염증반응을 일으키는 것으로 알려져 있다.9)10)
Stoop11) 등은 비용종 환자에서 CD8＋세포가 CD4＋세포보다 많았으나 B림프구는 찾기 어려웠으며, HLA-DR＋세포는 정상 비강점막과 비용종의 상피층에서 발견되며 중비갑개가 하비갑개에 비해 높은 양성율을 보인다고 하였다. 본 연구에서도 비용종 뿐 아니라 정상 하비갑개에서 CD20＋세포의 발견율은 매우 낮았으며 T림프구는 비용종의 경우 CD8＋세포가 많았으나, 정상 하비갑개에는 CD4＋세포가 많았다. CD4＋세포는 대부분의 면역반응의 유도체로 작용하며 이는 면역 반응이 진행되고 있음을 나타낸다. 또한 CD8＋세포는 바이러스에 감염된 세포를 제거하는 살세포의 기능을 가지나 주된 기능은 면역반응의 음성되먹이기로 작용하여, 조직내 이들 두 세포의 구성은 면역학적인 상태를 반영해 주고있다. 비용조직에서 CD8＋세포가 많은 것은 국소 면역반응의 변화를 의미하며, 이는 비강점막이 외부 자극물질에 계속적으로 노출되어 발생하는 국소 항원-항체 반응을 억제하여 항원제시세포의 생성을 억제하고 비강에서의 지나친 면역반응의 발생을 방지하기 위한 현상으로 생각된다. Pan T cell marker인 CD3＋세포의 수보다 CD4＋세포와 CD8＋세포의 합이 많은 것은 항 CD4 항체의 일부가 대식세포에 염색되거나, 항 CD3 항체가 조직의 모든 T 림프구에 반응하지 않는 등의 원인에서 기인한다고 본다.12) HLA-DR＋세포는 B림프구, 활성화된 T림프구, 대식세포, 각종 염증 및 자가면역 질환의 상피세포를 나타내는 것으로 면역반응의 항원유도세포로 작용한다. 본 연구에서는 HLA- DR＋세포가 이중 어떤 세포인지 알아보지는 않았으나 비용종에서 정상 하비갑개 조직에 비해 양성률이 높은 것으로 보아 조직내 면역반응이 왕성하게 일어남을 알 수 있었다.
비용종은 크게 특이 항원에 대한 양성 반응 유무로 알레르기성 비용종과 비알레르기성 비용종으로 구분하나, 이들 비용종의 특성에 대해서는 많은 논란이 있다.13)14) 저자의 경우 알레르기성 비용종과 비알레르기성 비용종에서 림프구 아형 구성의 차이점을 찾을 수 없었다. 이는 비용종 형성과정에 비강 점막의 알레르기 반응 이외에 다른 중요한 기전이 필요하며 이로 인해 림프구 구성이 거의 유사해지는 것으로 생각된다.
지금까지의 보고에는 비강 점막의 림프구는 상피하층에 많으며 특히 염증이나 비용종이 있는 경우 CD8＋세포가 CD4＋세포보다 많으며, 정상 비강 점막의 상피하층에는 CD4＋세포가, 선 주위에는 CD8＋세포가 많은데 이는 외부 자극이나 항원에 의한 분비형 면역글로불린의 합성을 조절하기 위함이라고 하였다.15)16) 그러나 본 연구에서는 상피하층과 선 주위 조직내 림프구의 분포는 알레르기성 비용종의 CD3＋세포와 비알레르기성 비용종의 HLA-DR＋세포 외에는 차이를 보이지 않았는데 이는 염증반응이 있는 경우 염증세포에 대한 화학주성물질을 분비하기 위해 상피하층에 CD8＋가 상대적으로 증가하기 때문인 것으로 생각되며, 그 외 검사 대상자, 검사방법 및 검사결과의 판독기준 등에 차이에 의한 것이라고 생각된다.
코르티코스테로이드는 비용종의 치료에 효과가 있다고 알려진 유일한 약물로 수술적 치료와 거의 같은 결과를 얻을 수 있다는 보고도 있다.17) 이들 약물은 세포질내 특이 수용체와 반응하여 유전자 전사 및 단백질 합성과정에 변화를 유도하는 등 다양한 방법으로 비강 점막의 염증반응에 영향을 미쳐 치료효과를 나타내며 T림프구의 경우 세포 운동성, 활성화, 사이토카인 합성 등에 영향을 미친다.18) 또한 비용종에서 T림프구(CD3＋, CD4＋, CD8＋)의 수를 감소시킬 뿐 아니라 이들 세포에서 합성되는 사이토카인에 영향을 미쳐 비용종의 형성억제와 치료 효과를 가진다고 한다.18)19) 특히 IL-4, IL-5가 감소하고 INF-γ가 증가하는 등 비용종 조직의 중요한 형성요소인 호산구의 증가를 억제하여준다.20) 저자들이 수술전 프레드니솔론을 사용한 비용종에서 비알레르기성 비용종과 알레르기성 비용종에 비해 CD4＋세포가 감소하였으며 특히 알레르기성 비용종과 큰 차이를 보였는데 이는 알레르기성 비용종이 CD4＋세포가 많이 나타나는데 기인한 것으로 보인다. 다른 림프구에 비해 CD4＋세포가 코르티코스테로이드에 민감하게 반응하기 때문인 것으로 생각된다. 본 연구에서는 비알레르기성 비용종환자를 대상으로 수술전 프레드니솔론을 사용하였는데 이는 스테로이드가 알레르기 반응에 미치는 영향을 배제하기 위해서였다. 이처럼 다른 림프구에 비해 CD4＋세포가 코르티코스테로이드에 민감하게 반응하는 것을 알 수 있었으나 각각의 림프구에 대한 절대수를 조사하였다면 다른 연구와 같이 모든 T림프구의 수가 감소하였을 것으로 생각되며, 그중 CD4＋세포가 특히 영향을 받았을 것으로 본다.
결론
각종 비용종과 정상 하비갑개 점막에 침윤된 림프구 아형의 분석에서 알레르기성 비용종과 비알레르기성 비용종 간의 림프구 아형에는 차이가 없었다. 알레르기성 비용종, 비알레르기성 비용종과 상악동성 후비강 비용종 사이에는 HLA-DR＋세포의 출현율에 차이를 보였으며, 이는 상악동성 후비강 비용종의 발생기전이 다른 비용종과 차이가 있음을 추측할 수 있었다. 비용종 조직은 적은 CD4＋세포와 많은 CD8＋세포 및 HLA-DR＋세포를 관찰할 수 있었다. 이로 보아 임파구 아형의 차이가 비용종의 형성에 중요한 역할을 담당할 것으로 생각된다. 비용종의 치료에 사용되는 경구용 스테로이드는 특히 CD4＋세포를 감소시킴으로서 치료효과를 보이는 것을 알 수 있었다.
REFERENCES
1) John A, Merrett TG. The radioallergosorbent test (RAST) in nasal polyposis. J Laryngol Otol 1983;93:889-98.
2) Lloyd GAS. CT of the paranasal sinuses: study if a control series in relation to endoscopic sinus surgery. J Laryngol Otol 1990;104:477-81.
3) Larsen K, Tos M. Clinical course of patients with primary nasal polyps. Acta Otolaryngol 1994;114:556-9.
4) Mygind N. Nasal polyps. In: Nasal allergy. London: Blackwell Scientific Publications;1979. p.233-8.
5) Whiteside TL, Rabin BS, Zetterberg J, Criep L. The presence of IgE on the surface of lymphocytes in nasal polyps. J Allergy Clin Immunol 1975;55:186-94.
6) Kang HJ, Chun JG, Kim HS, Yoon JD, Lee SC, Yoon SW, et al. Analysis of lymphocytes subsets in nasal polyps. Korean J Otolaryngol 1993;36:1206-13.
7) Miller CH, Pudiak DR, Hatem F, Looney RJ. Accumulation of interferon gamma-producing TH1 helper cells in nasal polyps. Otolaryngol Head Neck Surg 1994;111:51-8.
8) Yen CH, Okuda M, Sakaguchi Y, Sakuma A. Migrating cells in the epithelium of allergic nasal mucosa. J Clin Ecectron Microscopy 1987;20:628-9.
9) Mosmann TR, Cherwinski H, Bond MW, Giedlin MA, Coffman RL. Two types of helper T cell clone. I. Definition according to profiles of lymphokine activities and secreted proteins. J Immunol 1986;136:2348-57.
10) Clutter buck EJ, Hirst EMA, Sanderson CJ. Human IL-5 regulates the production of eosinophils in human bone marrow cultures: comparison and interaction with IL-1, IL-3, IL-6 and GM-CSF. Blood 1988;73:1504-12.
11) Stoop AE, Hameleers DM, Run AEM, Biewenga J, van der Baan S. Lymphocytes and nonlymphoid cells in the nasal mucosa of patients with nasal polyps and of healthy subjects. J Allergy Clin Immunol 1989;84:734-41.
12) Cerf-Bensussan N, Schneeberger AK. Immunohistologic and immunoelectron microscopic characterization of the mucosal lymphocytes of human small intestine by the use of monoclonal antibodies. J Immunol 1983;130:2615-22.
13) Lee JH, Soh BS, Kang KW, Yoon SW, Choi BM, Kim HM, et al. Expression of cytokines in nasal polyps. Korean J Otolaryngol 1995;38:1195-200.
14) Hamilos DL, Leung DYM, Wood R, Cunningham L, Bean DK, Yasruel Z, et al. Evidence for distinct cytokine expression in allergic versus no-nallergic chronic sinusitis. J Allergy Clin Immunol 1995;96:537-44.
15) Winther B, Innes Jr DJ, Mills SE, Mygind N, Zito D, Hayden FG. Lymphocytes subsets in normal airway mucosa of human nose. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 1987;113:59-62.
16) Liu CM, Shun CT, Hsu MM. Lymphocyte subsets and antigen-specific IgE antibody in nasal polyps. Ann Allergy 1994;72:19-24.
17) Darke-Lee AB. Medical treatment of nasal polyps. Rhinology 1994;32:1-4.
18) Kanai N, Denburg J, Jordana M, Dolovich J. Nasal polyp inflammtion. effect of topical nasal steroid. Am J Respir Crit Care Med 1994;150:1094-100.
19) Jordana M, Dolovich J, Ohno I, Finotto S, Denburg J. Nasal polyposis: A model for chronic inflammation. In: Busse WW, Holgate ST, eds. Asthma and rhinitis. Boston: Blackwell Scientific Publications;1995. p.156-64.
20) Bentley AM, Hamid Q, Robinson DS, Schotman E, Meng Q, Assoufi B, et al. Prednisolone treatment in asthma: Reduction in the numbers of eosinophils, T cells, tryptase-only positive mast cells, and modulation of IL-4, IL-5, and interferon-gamma cytokine gene expression within the bronchial mucosa. Am J Respir Crit Care Med 1996;153:551-6.
|
|
PDF Links
Full text via DOI 
Download Citation 
