비반세포 및 비반세포 관련 질환에 대한 집중 탐구
고신대학교 의과대학 내과학교실
김 희 규
Figure 1. 비반세포 유래의 활성 매개 물질(Immunology &
Cell Biology 2010).
비반세포는 호흡기, 소화기 그리고 비뇨생식기, 진피, 혈 관을 둘러싸고 있는 점막 내에 위치하면서 인체에서 면역 계 통 유지 및 방어에 중요한 역할을 한다. 비반세포 활성 질환 은 비반 세포의 비정상적인 증식 및 침윤, 과도한 매개물질 분비를 특징으로 하며 인체의 모든 기관을 침범할 수 있다.
이 질환 범주에는 전형적인 알레르기 반응 이외에도 다양한 비반세포 관련 질환이 포함되어 있다. 이번 주제는 비반세포 의 일반적인 특징, 관련 질환 그리고 이에 대한 치료에 대해 다루도록 하겠다.
비반세포의 특징과 활성
1. 비반세포의 생물학적인 특성
비반세포는 골수와 비장에 존재하는 미분화 CD34+ 줄기 세포(pluripotent stem cell)에서 기원하고 골수성 경로를 따라 분화한다. 비반세포의 주요 성장 인자는 줄기 세포 인자(stem cell factor)이며 이와 결합하는 비반 세포의 표면 수용체는 tyrosine kinase kit (CD117)로 불린다. 미성숙 세포 또는 전구 세포는 여러 케모카인에 의해 표적기관으로 이동하게 되며 각 조직으로 이동한 후 주위 미세환경의 영향을 받으며 성숙 하게 된다.
비반세포의 일차적인 역할은 선천면역과 획득면역의 주 요작동 반응을 담당하여 일부 세균이나 바이러스 그리고 기 생충에 대한 방어에 관여한다. 또한, 아섬유세포 증식 및 콜 라겐 합성 등을 자극하여 상처 회복과 반흔 형성을 통해 조 직재생에도 관여하는 것으로 알려져 있다. 한편, 병적으로 활성화될 경우 각종 알레르기질환을 비롯하여 비반세포증, 죽상동맥경화, 자가면역질환 그리고 화상부위 염증 반응 악 화 등을 유발할 수 있다.
2. 비반세포 형태 및 주요 활성 매개물질
성숙한 비반세포는 정상적으로는 원형 또는 방추형의 단
핵 형태를 취하고 있다. 세포질내에는 수많은 과립이 존재하 고 있으며 변색성(metachromatic) 세포질 염색으로 발현된다.
또한, IgE나 kit 등에 대한 세포막 수용체나 과립 단백분해효 소(특히 tryptase)에 대한 단클론성 항체도 비반세포를 확인 하는데 도움이 된다.
비반세포에는 활성화되면 다양한 염증 매개 물질을 생성 및 분비한다. 이러한 매개 물질은 기생성된 매체(preformed mediators), 새롭게 생성된 매체(newly-synthesized mediators), 그리고 사이토카인과 케모카인 등 크게 3가지로 나뉜다(Fig.
1). 기생성된 매체는 세포내 과립에 저장되어 있다가 자극에 의해 세포외부 환경으로 급속하게(수초에서 수분이내) 분비 된다. 새로 생성되는 매체는 세포막의 인지질을 이용해서 아 라키돈산이 생성되어 다양한 후속 물질들(eicosanoids)이 합 성된다. 비반세포에서 만들어진 다기능성 사이토카인과 케 모카인들은 다른 염증 세포들을 모집하고 활성화시켜 염증 을 증폭시킨다.
Figure 2. 비 IgE 의존성 경로에 의한 비반세포 활성 인자.
Table 1. 비반세포증의 WHO 분류 기준 Cutaneous mastocytosis
Typical clinical findings of urticaria pigmentosa/maculopapular cutaneous mastocytosis (UP/MPCM), diffuse cutaneous mastocytosis (DCM), or solitary mastocytoma, with typical infiltrates of mast cells in a multifocal or diffuse pattern on skin biopsy.
Systemic mastocytosis
Diagnosis is made if one major and one minor criterion are present, or if three minor criteria are met
Major Criterion Multifocal, dense infiltrates of mast cells (≥15 in aggregates) detected in sections of bone marrow and/or another ex- tracutaneous organ and confirmed by tryptase immunohistochemistry or other special stains
Minor Criteria a. In biopsy sections of bone marrow or other extracutaneous organs, more than 25% of the mast cells in the infiltrate are spindle shaped or have atypical morphology, or of all mast cells in bone marrow aspirates smears, more than 25% are immature or atypical mast cells.
b. Detection of an activating point mutation at codon 816 of KIT in bone marrow, blood, or another extracutaneous organ.
c. Mast cells in bone marrow, blood, or another extracutaneous organ express CD117 with CD2 and/or CD25.
d. Serum total tryptase persistently greater than 20 ng/mL in the absence of an associated clonal myeloid disorder.
3. 비반세포 활성 및 탈과립과정
1) IgE 매개 활성
고전적인 비반세포 활성화는 FcεRI이라는 고 친화성 IgE 수용체를 통해 일어난다. 이 수용체에 결합되어 있는 IgE들 이 알레르겐과 같은 항원에 결합되면 교차 연결을 통해 활성 화가 일어나며 이것은 탈과립의 강력한 자극원이 된다. 교차 연결된 FcεRI는 β 및 γ사슬의 세포내 영역인 immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM)의 인산화를 유도하고 Lyn이라는 tyrosine kinase를 활성화시키고 이는 또 다른 tyrosine kinase인 Syk의 활성화를 통해 MAPK경로와 PKC 및 Ca의존
성 경로를 활성화시킨다. PKC 활성화는 myosin 경쇄(light chain)을 포함한 다양한 단백질을 인산화시켜 비반세포의 탈 과립 및 세포외 유출에 관여하는 것으로 알려져 있다.
2) 비IgE 매개 활성
IgE 비의존성 비반세포 활성 과정에 관여하는 물질로 pro- tease, cytokine, complement, adenosine 등이 있다(Fig. 2). 또한, SHIP (src homology 2-containing inositol phosphatase)과 같이 음성 조절(negative regulation)을 시키는 물질의 결핍으로 인 해 비반 세포 활성을 유발하는 역치가 낮아질 수도 있다.
비반세포증 및 비반세포 관련 질환
비반세포 질환은 비반세포의 활성화 및 매개 물질 분비에 의한 반복적인 증상을 보이는 형태를 보이며 비반세포의 증 가 여부, 원인 물질 여부 등에 따라 일차성, 이차성 그리고 특발성으로 나뉜다.
1. 비반세포증(일차성)
비반세포증은 한가지 이상의 조직에 과도한 비반세포가 축척되는 특징을 가진 질환이다. 비반세포증은 크게 피부국 한형와 전신형으로 나뉘며 각각 형태는 임상적 특징, 병리 그리고 예후에 따라 몇 가지 아형으로 분류할 수 있다. 대표 적인 WHO분류는 표 1과 같다.
비반세포증은 드문 질환이며 성별로는 소아에서는 남아 가 성인에서는 여성에서 다소 빈도가 높게 보고되고 있다.
발생 연령은 신생아부터 성인에 이르기까지 가능하다. 국내
에서는 아직 증례 형태로만 보고되고 있어 서구에 비해 환자 수가 훨씬 적을 것으로 추정된다.
비반세포증은 피부 가려움증, 피부홍조, 오심, 구토, 설사, 복통 그리고 혈관성 불안증 등의 다양한 임상적인 특징을 보 일 수 있다. 특징적인 병리 특징은 피부, 위장관, 골수, 간, 비장 그리고 임파선에서 비반세포의 과증식이 특징이며 흔 히 혈액학적인 이상과 동반된다.
비반세포의 비정상적인 증식은 성장 인자 중 하나인 stem cell factor에 반응하는 비반세포 수용체 KIT (CD117)의 변이 와 관련이 있다. 예후는 피부국한형 비반세포증 환자가 가장 좋으며 전신형 중에서는 비활동성(indolent)이 그 뒤를 따른 다. 하지만, 비비만세포 계통성(non-mast cell lineage) 질환, 활동성(aggressive) 비반세포증 및 비반세포 백혈병(mast cell leukemia)은 예후가 좋지 않다.
1) 피부국한형 비반세포증(Cutaneous Mastocytosis)
성인보다 소아 연령대에서 흔하다. 가장 흔한 증상은 가려 움이다. 주로 다발성의 과색소성 반점 또는 구진성의 피부 병변이 관찰되며 그 부위를 문지르거나 긁으면 두드러기 형 태를 보인다(Darier's Sign). 소아 환자들은 청소년이 되면서 소실 또는 호전되는 경우가 많다. 피부국한형 비반세포증은 3가지 아형으로 분류될 수 있으며 그중 색소성 담마진(urticaria pigmentosa)이 가장 흔하다. 일반적으로 피부국한형은 전신 증상은 잘 나타나지 않으나 때때로 위장관 경련, 아나필락시 스와 같은 증상이 발생할 수 있다. 이런 증상은 육체적인 자 극, 스트레스 그리고 운동 등에 의해 촉발될 수 있다.약 60-80% 환자들에게서 기능획득(gain-of-function) KIT 변이(mutation)와 관련이 있다. 소아에서는 간비대, 림프비대, 또는 말초혈액 이상이 없다면 전신 비반세포증을 진단하기 위해 골수 검사를 시행할 필요는 없다.
진단은 임상적인 증상과 피부조직검사로 할 수 있으며 전 형적인 피부의 반점과 다리에 징후(Darier's Sign) 양성인 경 우 임상 진단이 가능하다. 피부조직 검사상 방추형 모양과 이염색과립을 가지고 있는 비반세포 침윤이 있으나 다른 염 증 세포들의 축적이 없는 것이 전형적인 특징이다.
2) 전신 비반세포증(Systemic Mastocytosis)
(1) 임상 특징전신 비반세포증 환자들은 흔히 혈관 불안정, 안면 홍조, 삽화적인 저혈압, 설사, 두통 등을 경험하며, 이러한 증상은 술, 아스피린, 곤충교상, 감염, 또는 조영제 노출에 의해 유발
될 수 있다. 하지만, 비반세포증 환자들에서 세균, 진균 또는 바이러스 감염이 증가되지는 않는다. 약 80% 환자에게서 색 소성 담마진이 동반된다.
(2) 주요 검사 소견
증상 삽화가 없는 상태에서도 혈청 총 트립신 분해 효소 (tryptase)의 증가(정상 1-11.4 ng/mL)가 있을 경우 강하게 의 심할 수 있다. 전신 비반세포증 환자에서는 ＞20 ng/mL이 전 형적이라고 볼 수 있다. 성인 90% 이상에서 c-kit 유전자에서 exon 17번의 점 돌연변이(point mutation, D816V)를 가지고 있다.
(3) 진단 기준(Table 1)
WHO 분류에 따라 주요 기준 1개 및 2차 기준 1개를 만족 하거나 2차 기준 3개 이상을 만족하면 전신 비반세포증으로 진단할 수 있다.
(4) 감별 질환
단순 두드러기, 홍조의 경우 카르시노이드 증후군, 갈색세 포종, 다른 원에 의한 아나필락시스 그리고 소화기 증상으로 는 염증성 장질환, 자극성 장 증후군, 흡수 장애 증후군, 졸린 거-엘리슨 증후군 및 골수 증식성 질환 등과 감별을 요한다.
3) 진단적인 접근(Fig. 3)
비반세포증이 의심되는 모든 환자에서 총 혈청 트립신 분 해효소를 측정해야 한다. 증상이 있을 때 그 수치가 올라가 있다면 증상이 소실된 후 적어도 24시간 이내에 재측정을 해 서 올라가 있는지를 확인해야 한다. 그렇지 않다면 단순 아 나필락시스일 가능성이 높다.
2. 이차성 및 특발성 비반세포 관련 질환
이차성 비반세포 활성 질환은 비반 세포의 양이나 기능은 정상이며 알레르겐, 자가항체, 약물, 또는 보체 활성 물질에 의해 비반 세포가 반응하는 질환이며 IgE 매개 알레르기 질 환, 일부 두드러기 등이 이에 속한다. 특발성은 원인을 밝힐 수 없을 때 붙여지며 특발성 두드러기, 특발성 혈관부종, 특 발성 아나필락시스 등이 이 범주에 속한다. 새로운 유전 결 핍이 밝혀지면 일차성 비반세포 질환으로 분류될 가능성도 있다.
Figure 3. 비반세포증 평가 알고리즘(N Eng J Med 2015).
비반세포 활성 질환의 치료
비반세포 활성을 유발하는 물질이나 환경을 회피하는 것 이 일차적으로 필요하다. 급성 아나필락시스가 발생하면 즉 시 에피네프린을 근주한다. 이어 항히스타민제 및 당류코르 티코이드를 정주한다. 증상완화, 비반세포 활성 저해 또는 증식 억제에 작용하는 치료가 시도되고 있다.
1. 증상 조절 치료
흔한 증상에 대해 완화 치료제로는 비진정 지속성 H1 수 용체 길항제(로라타딘, 세티리진, 펙소페나딘 등)이 추천된 다. Cyproheptadine은 H1 및 seretonin 수용체 복합 길항제는 설사, 홍조 그리고 두통이 있는 환자에게 고려될 수 있다. H2 수용체 길항제인 famotidine이나 ranitidine은 속쓰림, 오심, 복 부 경련 그리고 설사 등의 소화기 증상이 있는 환자들에게 도움이 될 수 있다. 류코트리엔 조절제는 H1 및 H2수용체 길항제와 병합 사용시 도움이 될 수 있다. 아세틸살리실릭산 은 홍조와 혈관부종이 있는 일부 환자에서 NSAIDs 부작용 이 없다면 유용할 수 있다. 삼환계 항우울제는 H1 수용체 길 항과 비반세포 활성을 저해할 수 있는 성질이 있다. 솔라렌 (psoralen) 투여를 하면서 UV (ultraviolet) A 또는 협대역 UVB를 조사하는 광화학요법은 소양감 감소 및 일시적인 피 부 병변을 줄이는데 도움이 될 수 있다. 국소 스테로이드는 일반적으로 권고되지 않는다.
2. Anti IgE 치료를 포함한 비반세포 활성 저해 약물 Ketotifen과 Disodium cromolycate은 비반세포를 활성화 차 단하는 효과가 있다. 항 IgE 단클론성 항체는 비반세포 안정 화를 통해 매개물의 분비를 저해할 수 있는 것으로 보이며 천식, 만성 두드러기에 주로 사용하지만, 재발성 아나필락시 스 삽화를 방지할 수 있었던 증례들이 보고되고 있다.
3. 비반세포 증식 및 생존 방해 약물
활성 비반세포증과 비반세포 백혈병에 대한 세포감소요 법이 적응증이 될 수 있으나 아직 대규모 임상시험은 없다.
Imatinib이 KIT D816V변이가 없는 전신 비반세포증 환자 소 수에서 비반세포 존재량을 줄였다는 보고가 있다. 한 In vitro 실험에서 PKC412라는 multikinase inhibitor가 IgE의존 비반
세포의 활성 뿐만 아니라 성장과 생존을 억제시켰다. 활동성 전신 비반세포증 환자를 대상으로 한 소규모 연구에서 cladiribine 으로 비반세포 존재량 및 증상을 감소시켰다. 골수 이식 시 도 및 몇 가지 표적 치료제도 개발되고 있으나 아직은 그 성 과가 미미하다.
맺는 말
비반세포 활성 질환이 매우 드물지 않을 것으로 보이나 아직 그 인식이 부족하여 전형적인 알레르기 질환 이외에는 진단되는 경우가 적은 편이다. 특히 중증의 알레르기 증상을 보이며 다발성 전신 증상을 보일 때 비반세포증에 대한 의심 을 해 볼 필요가 있다.
향후 과제로는 비반세포 활성에 대한 보다 실용적이고 신 뢰할만한 생물학적 표식자를 발견할 필요가 있으며 중증 질 환에 대한 효과적인 치료제가 개발되어야 하겠다.
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