Roche Modular Analytics E170을 이용한 풍진 특이 IgM 및 IgG 항체 검사의 평가
허지영․박은실․백진영․강명서
포천중문의대 진단검사의학 교실
Performance Evaluation of Anti-rubella IgM and IgG Antibodies by Roche Modulddar Analytics E170
Ji Young Huh, Eun Sil Park, Jin Young Baek, and Myung Seo Kang
Department of Laboratory Medicine, Pochon CHA University College of Medicine, Sungnam, Korea
Background: The tests for the anti-rubella antibodies are important in early pregnancies because the risk of congenital anomaly should be considered depending on the results. We would like to evaluate analytical performance of Roche Modular Analytics E170 (Roche Diagnostics, Mannheim, Germany; E170) for anti-rubella antibodies.
Methods: For the comparison studies, a total of 436 sera from pregnant or fertile women was used for the detection of anti-rubella antibodies by E170 and VIDAS analyzer. The precision of E170 for serum anti-rubella IgM and IgG were also evaluated.
Results: In the precision study, within-run and total CV of anti-rubella IgM and IgG were below 5%. In the comparison study, the agreement of E170 with VIDAS was above 90%.
Conclusions: The E170 showed a satisfactory precision for anti-rubella antibodies and a high level of concordance with VIDAS. Therefore, E170 would be useful as a routine immunoassay analyzer for measuring anti-rubella IgM and IgG antibodies.
Key Words：Congenital rubella, Anti-Rubella IgM antibody, Anti-Rubella IgG antibody
교신저자：허지영
우) 463-712 경기도 성남시 분당구 야탑동 351 분당차병원 포천중문 의과대학 진단검사의학교실 전화：031)780-5451, FAX：031)780-5476
E-mail：jiyoungh@cha.ac.kr
서 론
풍진은 Toga 바이러스에 속하는 RNA 바이러스로서 호 흡기를 통해 감염되는 경증의 질환을 일으킨다. 잠복기는 약 2주이며 주증상은 발진으로 3-5일 지속된다. 두부 및 체간에 생기는 발진 이외에 발열, 근육통, 관절통 등의 증 상을 동반할 수 있으나, 20-50%의 환자는 불현성 감염으 로 무증상으로 지나가는 경우도 흔히 발생한다. 일반적으로 풍진 바이러스는 발진이 생겼을 때부터 2주 후까지 비인두 분비물에서 배양이 가능하다. 풍진 특이 IgM은 발진이 생기 는 시기부터 검출되기 시작해서 평균 8주 정도까지 지속되
다가 사라지며, 풍진 특이 IgG는 증상이 사라진 수 주 후부 터 상승하여 일생동안 지속된다. 비록 경증의 바이러스 질 환이나 임신 초기의 산모가 감염될 경우 선천성 백내장, 심 장질환, 청각장애, 정신지체 등의 심각한 태아기형을 초래할 수 있다[1,2]. 산모가 임신초기에 감염될수록 선천성 풍진 감염률과 선천성 기형의 빈도가 증가한다고 알려져 있는데 Miller 등[3]은 선천성 풍진 감염률을 임신 12주까지는 80%, 13-14주 사이에는 54%, 임신 중기의 후반은 25%로 보고한 바 있다. 따라서 임신 중 풍진에 감염된 경우 치료적 유산 을 고려하게 된다.
국내에서는 1978년부터 소아들에게 풍진예방접종을 실
시하고 있으며 한국인 가임기 여성 또는 임산부의 풍진 항
체 양성률은 IgM이 0.73-1.5%, IgG가 80.5-89.6% 로 보고
된 바 있다[4, 5]. 미국의 경우도 1999년에서 2004년 사이에
가임기 여성의 풍진 특이 IgG 항체 양성률이 91.5%로 국내
와 유사하였다[6].
Table 1. Summary of enzyme immunoassays using for the anti-rubella IgM and IgG antibodies
Test Manufacturer Test
principle
Interpretation
Negative Equivocal Positive
VIDAS Rubella IgM assay BioMerieux ELFA <0.8 0.8≤OD<1.2 ≥ 1.2
VIDAS Rubella IgG assay BioMerieux ELFA <10 IU/mL 10≤titer<15 IU/mL ≥ 15 IU/mL
Elecsys Rubella IgM assay Roche ECLIA <0.8 0.8≤OD<1.0 ≥ 1.0
Elecsys Rubella IgG assay Roche ECLIA <10 IU/mL ≥ 10 IU/mL
Abbreviations: ELFA, enzyme linked fluorescent assay; ECLIA, electrochemiluminescence immunoassay.
풍진 항체 검사로 널리 사용되는 방법은 면역학적 방법 으로 효소면역측정법(enzyme immunoassay, EIA), 효소형광 측정법(enzyme linked fluorescent assay, ELFA), 미세입자 효소면역측정법(microparticle enzyme immunoassay, MEIA) 등이 있다. 최근 자동화 된 화학발광면역분석기인 Roche Modular Analytics E170 (Roche Diagnostics, Mannheim, Germany, 이후 E170) 장비를 이용하여 풍진항체를 측정할 수 있는 방법이 소개되었다. 저자들은 E170 장비를 이용하 여 풍진 특이 IgM 및 IgG 검사를 시행하고 그 결과를 평가 해보고자 하였다.
재료 및 방법
1. 대상환자
대상 환자들은 임신 전 또는 임신초기의 산모로 산전검 사를 위해 내원한 산부인과 환자들이었고 연령분포는 18세 에서 47세, 중앙연령은 31세였다.
2. 정밀도(precision)
NCCLS EP5-A[7]의 지침을 일부 변형하여 검사시약의 정밀도를 평가하였다. E170으로 측정하여 이미 결과를 알 고 있는 환자의 검체를 사용하여, 풍진 특이 IgM은 양성 및 음성군으로, IgG는 30-70 IU/mL, 200-250 IU/mL 의 서로 다른 농도 군으로 혼합한 다음 각각 20개로 분주 보관하여 평가하였다. 각 항목마다 하루 2회 중복 검사하여 5일간 검사를 시행하였고 각 농도에서의 평균, 표준편차를 이용하여 검사 내 정밀도(within-run precision) 및 총 정밀도(total precision)를 각각 평가하였다.
3. 상관성(comparison)
2007년 2월에서 3월 사이에 강남차병원 진단검사의학과 에 풍진바이러스 항체 검사가 의뢰된 436명의 검체를 대상 으로 하였다. VIDAS (BioMerieux, Marcy-l’Etoile, France) 장비로 우선 측정한 후 냉동보관 한 검체를 이용 하여 E170으로 다시 측정하였다. E170장비의 경우 IgM
은 재조합 rubella virus-like particle (RLP)을 항원으 로
μ-capture 원리를 이용하여 측정하고, IgG는 재조합 rubella virus-like particle (RLP), 풍진 바이러스 특이 재조합 항원 E1 (envelop 1)의 2가지를 항원으로 하고, 화학발광물질인 ruthenium으로 표지된 항체를 이용하여 전기적 화학발광법으로 항체를 측정하는 원리이다. 검사법 의 원리 및 결과 판정 기준은 Table 1 과 같다. 풍진 특이 IgM은 양성, 음성 또는 equivocal로, IgG는 정량 결과를 보고하고 있다. 측정 결과들에 대하여 양성일치율 및 음성 일치율을 비교하고 kappa 통계를 이용해 일치율을 평가하 였으며, 정량 결과로 보고하고 있는 IgG의 경우 두 방법간 에 회귀식과 상관계수를 구하여 비교하였다. 풍진 특이 IgM 이 양성 혹은 equivocal로 판정 받은 경우 대상환자 의 풍진예방접종여부, 임상증상여부, 임신지속여부, rheu- matoid factor 결과 등을 진료기록부를 통해 조사하였다.
결 과
1. 정밀도 검정
정밀도의 변이계수는 풍진특이 IgM 양성, IgM 음성, IgG 저농도군, IgG 고농도군에서 각각 0.75%, 0.85%, 0.88%, 1.08% 였으며, 총 정밀도의 변이계수는 각각 1.42%, 0.96%, 2.24%, 4.85%였다(Table 2).
2. 기존장비와의 상관성 검정
두 장비의 풍진특이 IgM 양성 검출률은 VIDAS 2.0%(9/436), E170 1.3%(6/436) 이었다. 두 장비에서 모두 양성 또는 equivocal 결과가 나온 경우는 4예 (0.9%), 모두 음성인 경우는 417예(95.6%)로 두 장비간 의 결과 일치율은 96.5%(421/436), kappa 값은 0.41이 었다(Table 3). 두 장비의 풍진 특이 IgG 항체 양성 검출 률은 VIDAS 85.3%(375/436), E170 89.4%(390/
436) 이었다. 두 장비 모두 양성 결과가 나온 경우는
85.1%, 모두 음성인 경우는 8.7%로 두 장비의 결과 일치
율은 94.0%(410/436), kappa 값은 0.83 이었다(Table
Table 2. Within-run and total precision of Roche Modular Analytics E170
Analytes Control level Mean ± SD (N=20) CV(%)
Within-run Total
Anti-rubella IgM antibody Positive 2.3 ± 0.02
*0.75 1.42
Negative 0.2 ± 0.00
*0.85 0.96
Anti-rubella IgG antibody Low (30-70 IU/mL) 45.4 ± 0.96
†0.88 2.24
High (200-250 IU/mL) 238.4 ± 11.68
†1.08 4.85
*
cutoff index;
†IU/mL.
y = 1.7567x + 9.6087 r = 0.5873
0 200 400 600 800
0 100 200 300 400
V IDAS Ru bella IgG [IU/mL]
E170 Rubella IgG [IU/mL]
Fig. 1. The correlation of anti-rubella IgG antibodies by VIDAS and E170.
Table 3. Comparison of anti-rubella IgM antibodies by VIDAS and Roche E170 Roche E170 anti-rubella IgM
Kappa
*Positive Indeterminate Negative Total
VIDAS anti-rubella IgM
Positive 3 2 4 9 0.41
†Indeterminate 1 1 3 5
Negative 2 3 417 422
Total 6 6 424 436
*
Standards for strength of agreement for the kappa coefficient: ≤0=poor, 0.01-0.20=fair, 0.41-0.60=moderate, 0.61-0.80=substantial, and 0.81-1.0=almost perfect[16];
†P <0.01.
Table 4. Comparison of anti-rubella IgG antibodies by VIDAS and Roche E170 Roche E170 anti-rubella IgG
Kappa
*†Positive Negative Total
VIDAS anti- rubella IgG
Positive 372 3 375 0.837
‡Indeterminate 13 5 18
Negative 5 38 43
Total 390 46 436
*
Standards for strength of agreement for the kappa coefficient:
≤0=poor, 0.01-0.20=fair, 0.41-0.60=moderate, 0.61-0.80=substantial, and 0.81-1.0=almost perfect[16];
†Two categories, anti-rubella IgG antibodies negative and non-negative groups, were used to calculate kappa coefficient;
‡P <0.01.
4). 풍진 특이 IgG 항체 간의 회귀 방정식은 y=1.7519x +10.328 이었고 상관계수(r)는 0.5873 이었다(Fig. 1).
E170 또는 VIDAS 중 한 장비에서라도 풍진 특이 IgM
이 양성 또는 equivocal 으로 나온 경우는 총 19건이었고,
그 중 3건은 두 장비에서 모두 양성, 1건은 모두
equivocal 이었다. 모두 양성으로 나온 3 건 중 2건은 이
전의 풍진 백신 접종으로 인한 것으로 생각되었다. 나머지
1건은 3주 후 재검에서도 풍진 특이 IgM이 검출되고 IgG
수치는 별다른 변화를 보이지 않아 지속적인 풍진 특이
IgM으로 생각되었다. 풍진 특이 IgM 이 양성이었던 환자
중 rheumatoid factor 검사를 시행하여 위양성 가능성을
확인한 환자는 없었고, 양수천자 또는 제대혈 천자를 시행
하여 확인 검사를 하거나 치료적 유산을 시행한 환자도 없
었다.
Table 5. Clinical outcome and laboratory results of patients with equivocal or positive anti-rubella IgM antibody and its concurrent IgG (IU/mL) by VIDAS or E170
Case
No. Age Pregnancy status VIDAS E170
Comments Termination
IgM IgG IgM IgG
1 28 Ongoing + 129 + 83 Vaccination 1 year ago; IgG avidity
test: equivocal No
2 31 Before + 190 + 338 Vaccination 6 months ago
3 28 Before + 138 + 288 IgM positive 3 weeks after the test
4 43 Ongoing + 14 ±
*284 No
5 30 Before + 139 ± 148
6 30 Ongoing ± 45 + 84 No
7 27 Ongoing ± 98 - 306 No
8 28 Before ± 131 - 70
9 40 Before ± 27 - 27
10 30 Before ± 202 ± 320
11 36 Before - 103 ± 225
12 28 Ongoing - 127 ± 123 No
13 44 Before - 27 ± 72
14 29 Ongoing - 108 + 365 No
15 30 Ongoing - 55 + 70 No
16 28 Ongoing + 99 - 188 No
17 31 Ongoing + 37 - 307 IgM positive 3 years ago No
18 32 Before + 106 - 139 IgM positive 2.4 years ago
19 28 Ongoing + 173 - 147 Vaccination 6 months ago; IgG avidity
test: equivocal No
*
± Equivocal.
3. 풍진 특이 IgM 의 결과가 일치하지 않는 경우 풍진 감염의 판정에 중요한 IgM 항체의 결과가 일치하 지 않는 경우는 15건(3.4%)이었으며 이중 equivocal로 나온 결과를 제외하고 결과가 양성과 음성으로 상반되게 나 온 경우는 6건(1.4%)이었다(Table 3). 이 6건에 대해 추 가 조사를 시행하였고, 풍진 특이 IgG는 두 장비에서 전부 양성이었다. 이전 검사여부를 확인한 결과 6건 중 2건은 지 속적으로 IgM이 양성으로 나타나는 경우(persistent IgM) 였고, 1건은 6개월 전 백신을 맞은 과거력이 있었으 며 IgG avidity 검사결과는 equivocal이었다. 나머지 3 건은 진료기록부상 특이 사항이 없었으며 모두 임신을 유지 하였다(Table 5).
고 찰
풍진은 비교적 경미한 감염성 질환이나 임산부에게 감염 될 경우 태아의 선천성기형을 유발할 수 있어 임신초기에 풍진을 의심할 수 있는 발진이 있거나, 발진환자와 접촉한 경우 정확하고 신속한 진단이 요구된다. 가장 확실한 풍진 의 혈청학적 진단은 감염 전 풍진항체가 음성이었던 산모가
양성으로 전환되는 것을 확인하는 것이다. 그러나 대부분의
경우에서 감염 전 항체 가를 확인하기 어려우므로 일반적으
로 감염이 의심되는 환자에서 풍진 특이 IgM을 검출함으로
써 진단이 가능하다. 그러나, 가끔 풍진감염이 아닌 경우에
도 풍진 특이 IgM이 검출되므로 산모를 대상으로 한 검사
에서 IgM이 1회 양성결과를 보인 것만으로 임신중절을 시
행하는 것은 적절하지 않다. 풍진 감염 이외에도 자가면역
질환이 있는 경우, 파보바이러스감염이 있거나, 이종항체가
양성일 경우, rheumatoid factor가 양성일 경우, 검사시약에
대한 항체가 환자혈청에 존재하는 경우 등에서 위양성을 보
일 수 있으며, 드물게 풍진 감염 10주 이후에도 계속 IgM
항체가 지속되는 경우(persistent IgM)도 있을 수 있다[1, 8,
9]. 특히 산모가 임신 전 풍진예방접종을 받았던 경우 IgM
항체가 지속되는 경우가 비교적 흔하다. 본 평가에서도 한
장비에서라도 IgM 이 검출된 환자의 20%는 이전에 풍진예
방접종을 받은 환자였다. 또한 검사에 사용되는 항원이나
검사방법에 따라서도 결과에 차이를 보일 수 있다. 따라서,
임신 초기 산모에서 풍진 특이 IgM 이 양성을 보이는 경우
곧바로 임신 중절을 고려하기보다는 다음의 사항을 확인해
보는 것이 유용할 것이다.
첫째, 2-3주 후 풍진 특이 IgM 및 IgG에 대해 추적검 사를 시행한다. IgM 항체가 낮은 역가로 급격히 떨어지거 나, IgG 항체가 4배이상 상승하면 급성 감염을 시사하는 소견이며, 산모가 풍진 예방주사를 최근에 맞은 경우 흔히 IgM 항체가 낮은 역가로 수개월 이상 지속되는 소견을 보 일 수 있다. 둘째, 다른 장비 또는 방법으로 재검 한 후 종 합하여 판정한다. 검사 시약에 따라 풍진항체 검사결과가 다를 수 있어 일부 보고에서는 풍진 특이 IgM을 4종류의 시약으로 검사 후 3종류 이상의 검사 결과가 일치할 때 양 성으로 판정할 것을 권고한 바 있다[10]. 셋째, 풍진 IgG avidity 검사를 시행한다. 바이러스 특이 IgG는 감염초기 에는 낮은 avidity를 보이다가 성숙되면서 avidity 가 점 점 증가하기 때문에 낮은 avidity를 보일 경우 최근 3개월 이내의 급성감염을 시사하는 소견이 된다[11]. 본원의 경우 풍진 특이 IgM 이 양성으로 나오면 우선 이전에 시행한 검 사 결과가 있는지 및 풍진 예방 접종 여부를 확인하고 타병 원으로 검사 의뢰를 보내어 다른 종류의 장비로 재검 한 후 종합하여 결과를 보고하고 있으며, 양성으로 보고된 환자가 임신 초기일 경우 주치의가 IgM 및 IgG에 대한 추적검사 를 시행하고 필요에 따라 IgG avidity 검사 결과를 시행하 여 종합적으로 판정하고 있다. 그 외에 일부 병원에서는 양 수 또는 제대혈을 이용한 풍진바이러스 PCR검사가 태아의 풍진감염판정에 유용하다고 보고한 바 있으나[12-15], 이 는 검체를 얻기가 용이하지 않은 단점이 있어 본원에서는 드물게 이용되고 있다.
본 연구에서 풍진 특이 IgM의 양성률은 1.4% (E170), 2.0% (VIDAS)였고, E170장비로 검사한 결과가 VIDAS에 비해 약간 낮게 나타났다. 제조사의 설명서에 따르면 로슈 사의 시약은 타 회사와 비교하여 persistent IgM에 대한 반 응도 및 풍진 감염 30일 이후의 IgM에 대한 반응도를 낮추 었기 때문에 위양성의 빈도가 낮은 장점이 있다고 설명하고 있다. 저자들은 VIDAS 장비에 비해 낮은 양성률을 보인 이 유가 이와 관련이 있는지 알아보기 위해 풍진 특이 IgM 양 성인 환자에 대해 진료기록부 등을 분석하였다(Table 5).
E170 또는 VIDAS 중 한 장비에서라도 풍진 특이 IgM 이 양성으로 나온 경우는 12건이었고, 그 중 3건은 persistent IgM, 3건은 이전의 풍진 예방접종 때문인 것으로 추정되었 으나, 나머지 6건은 특별한 원인을 찾지 못하였다. VIDAS 장비의 경우 persistent IgM 3건 및 풍진 예방접종을 받은 3건 모두에서 풍진 특이 IgM이 양성으로 나타났으나, E170 에서는 persistent IgM 1건과 풍진 예방접종을 받은 2건에 서만 양성이었다. 따라서, 제조사의 설명과 일정 부분 부합 하는 결과를 보여주고 있었으나, 본 연구에서 양성 건수의 수가 많지 않아 실제로 상기 설명과 같은 이유로 E170장비 로 검사한 풍진 특이 IgM 이 낮은 빈도를 나타내었는지를 확인하기 위해서는 향후 더 많은 검체에 대하여 검사한 결 과가 뒷받침되어야 할 것이다. 만약 타 장비와 비교해서 현
증감염이 아닌 경우의 풍진 특이 IgM의 양성 빈도를 줄일 수 있다면 이에 따른 불필요한 재검 및 추가 검사를 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
두 장비에서 IgM 항체가 양성과 음성으로 상반된 결과 를 보인 경우는 6건이었는데 VIDAS에서 양성이면서 E170에서 음성인 경우가 4건, 반대의 경우가 2건이었다.
이전 검사여부와 진료기록부를 확인한 결과 VIDAS장비에 서만 양성결과를 나타낸 4건 중 3건은 persistent IgM 또 는 수개월 전에 예방접종을 시행한 경우였고, 나머지 1건과 E170에서만 양성이었던 2건은 진료기록부상 특이 사항이 없었다. IgM이 E170에서만 양성이었던 경우 이를 설명한 만한 특별한 근거가 발견되지 않았으나, 본원이 현재까지 사용중인 장비가 VIDAS이므로 E170에서만 양성이었던 경우 환자의 검사결과가 음성으로 보고되어 주치의 및 진단 검사의학과에서 적극적으로 병력청취 및 예방접종 여부를 확인하는 등의 과정이 없었기 때문일 가능성이 있다.
풍진의 혈청학적 검사는 임신초기의 산모에서 특히 중요 하다. 풍진 감염이 의심될 경우 치료적 유산까지도 고려할 수 있기 때문에 민감도 뿐만 아니라 높은 특이도가 요구되 는 검사이다. 그러나, 면역검사의 특성상 교차 반응 등으로 인한 위양성의 가능성이나, 지속적인 IgM 의 가능성을 배 제할 수 없으므로 임산부의 풍진 진단을 위해서는 병력청 취, 풍진 예방 접종여부 확인, 추적 검사, IgG avidity 검 사, 다른 장비 또는 방법으로 검증 등의 추가적인 과정을 거쳐 모든 결과를 종합하여 판정할 필요가 있다. 이 과정에 서 높은 민감도 및 특이도를 가진 풍진 항체 검사의 시행은 풍진의 선별검사 및 추적검사에 필수적인데, 저자들이 평가 한 E170 장비를 이용한 풍진 특이 항체 검사는 낮은 정밀 도의 변이계수와 기존에 사용하고 있던 장비와 비교했을 때 높은 일치율을 보일 뿐만 아니라 persistent IgM 등에 의 한 위양성의 빈도를 줄이는 효과까지 기대할 수 있어 향후 풍진감염의 진단에 유용하게 이용될 수 있으리라 판단된다.
요 약
배 경: 풍진 검사는 결과에 따라 태아의 선천성 기형의 가능성을 고려해야 하므로 특히 임신 초기의 풍진진단에 중 요한 검사이다. 본 연구자들은 로슈 사의 Modular Analytics E170을 이용하여 풍진특이 IgM 및 IgG의 측정을 평가하고자 하였다.
방 법: 본원 진단검사의학과에 풍진바이러스 항체 검사 가 의뢰된 임신 전 또는 임신초기의 산모 436명의 검체를 이용하여 정밀도를 평가하고 기존에 사용하고 있던 VIDAS 장비의 결과와 비교하였다.
결 과: 정밀도 평가결과 검사 내 및 총 변이계수는 모두
5% 이하로 만족할 만한 결과를 보였으며, 상관성 평가에서
도 E170과 VIDAS의 양성일치율과 음성일치율이 90% 이
상으로 높은 일치율을 보였다.
결 론: E170은 정밀도 및 기존장비와의 상관성 검증에 있어서 우수한 결과를 보여주었다. 따라서 풍진 진단을 위 한 풍진 특이 IgM 및 IgG 항체검사에 대해 검사실에서 유 용하게 사용할 수 있을 것으로 생각된다.
참 고 문 헌
