대한비과학회

- 112 -

J Rhinol 18(2), 2011 www.ksrhino.or.kr

알레르기비염 환자에서

혈액내 가용성 CD30과 E-Selectin 농도

원광대학교 의과대학 이비인후과학교실

전경호

·

·

·

Blood Level of Soluble CD30 and Soluble E-Selectin in Allergic Rhinitis Patients

Kyoung Ho Jun, MD, Ha Min Jeong, MD, Sang Heon Choi, MD and Jae Hoon Lee, MD

Department of Otolaryngology-Head & Neck Surgery, Institute of Wonkwang Medical Science, School of Medicine, Wonkwang University, Iksan, Korea

ABSTRACT

Background and Objectives：Blood levels of soluble CD30 and soluble E-selectin are related to allergic diseases such as atopic dermatitis or asthma. However, these levels have not been well investigated in allergic rhinitis. We evaluated the associ- ation of blood concentrations of these cytokines in allergic rhinitis. Materials and Methods：The concentrations of soluble CD30 and soluble E-selectin in blood were analyzed by enzyme linked immunosorbant assay. The levels of these cytokines were compared between allergic rhinitis patients (n=48) and age-matched healthy controls (n=27), and a relationship was found with symptom severity. Result：The concentration of soluble CD30 was significantly increased in allergic rhinitis patients compared to that in normal healthy people (p=0.042). However, soluble E-selectin was not significantly increased in allergic rhinitis patients (p＞0.05). Conclusion：These results suggest a possible role of soluble CD30 in the blood of allergic rhinitis.

KEY WORDS^：Allergic rhinitisㆍCD30ㆍE-selectin.

서 론

알레르기비염은 맑은 콧물, 재채기, 코막힘 등의 임상 증상 을 보이는 대표적인 IgE-매개 질환으로, 국소적인 증상만을 보이는 경우도 있으나 흔히 다른 알레르기 질환과 동반되며 전신적 질환의 국소적 발현으로 보기도 한다.

따라서 다른 알레르기 질환과 공통된 병태 생리적 특징을 갖는 것으로 여 겨지고 있다.

CD30(Cluster of differentiation 30) 분자는 T 림프구가 활 성화될 때 표현되는 표면항원으로 최근 Interleukin-4(IL-4), IL-5를 분비하는 Th2 림프구에서 지속적으로 표현되고 있

음이 제시되고 있다. 또한 혈청 내에서 가용성 CD30의 형태 로 존재하며, 이는 세포 표면의 CD30 발현과 양의 상관관계 가 있는 것으로 알려져 있다.

그러므로 알레르기 질환에서 가용성 CD30은 Th2 림프구에 의한 면역학적 반응을 간접 적으로 반영하고, Th2 림프구의 활성화를 나타내는 혈중 내 지표이기도 하다.

E-selectin은 내피세포에 존재하는 내피세포유착분자로 알 려져 있고, 호중구 표면에 존재하는 당단백질과 결합하여 염 증반응에 관여하는 중요한 역할을 수행한다. 특히 알레르기 비염의 염증과 관련하여 발생하는 세포 증식 반응 시에는 혈 관 내피세포에 발현된 내피세포유착분자인 E-selectin이 관 여하는 것으로 알려져 있다. 또한 이러한 내피 세포에 존재하 는 내피세포유착분자의 농도는 혈중 가용성 세포유착분자의 농도와 양의 상관성이 있다.

이처럼 가용성 CD30과 가용성 E-selectin의 혈액 내 농도 는 아토피 피부염 등 알레르기 질환에서 증가하며, 증상의 중

논문접수일：2011년 6월 20일 / 심사완료일：2011년 8월 23일 교신저자：이재훈, 570-711 전북 익산시 신용동 344-2 원광대학교 의과대학 이비인후과학교실

전 화：(063) 859-1441·전 송：(063) 841-6556 E-mail：[email protected]

online©MLComm

전경호 등 : 알레르기비염의 CD30과 E-Selectin 농도

/ 113

증도와 혈액 내 농도사이에 상관관계가 있는 것으로 알려져 있다.

하지만 알레르기비염 환자들을 대상으로 한 CD30과 E-selectin의 혈중 농도에 관련된 연구는 거의 보고된 바 없 다. 그러므로 본 연구에서는 이들 두 단백이 알레르기비염에 서 증가되었는지 확인하고 알레르기비염의 표지자로서 유용 성을 알아보고자 하였다.

대상 및 방법

대 상

재채기, 맑은 콧물, 코막힘을 주소로 본원 이비인후과를 방 문하여 multiple allergen simultaneous test(MAST)에서 알레 르기비염으로 진단 받은 환자 중 설문지를 통한 지속성 알레 르기비염(ARIA 기준)인 성인 환자 48명(37±12세, 남 : 27명, 여 : 21명)을 대상으로 하였다. 알레르기 항원특이 IgE 항체는 allergy screen(R-Biopharm, Darmstadt, Germany)을 이용한 MAST로 측정하여 미국 및 유럽 집먼지 진드기, 집먼지, 바퀴 벌레, 개, 고양이, 곰팡이항원에 대해 양성인 경우를 대상으로 하였다. 알레르기비염 환자는 내원 시 설문지를 통하여 코막 힘, 콧물, 가려움의 정도 그리고 재채기 회수에 대하여 각 증 상을 0~3단계 점수화(0 : 무증상, 1 : 경증, 2 : 중등, 3 : 중증) 하여 총 합산 점수를 12점으로 하였다. 내원 4주 이내에 항히 스타민제, 스테로이드 및 항생제를 사용한 경우나 과거에 비 과적 수술을 받은 경우는 제외하였다. 천식 및 아토피성 피 부염 같은 알레르기질환이 동반된 경우도 제외하였다.

대조군은 알레르기비염을 포함한 알레르기 질환의 가족력 및 병력이 없고, MAST에서 음성을 보인 건강인 27명(36±13 세, 남 : 15명, 여 : 12명)을 대상으로 하였다. 본 연구는 병원 내 임상실험윤리위원회의 승인(승인번호 : 1350)을 얻어 실시 하였다.

방 법

혈중 호산구수와 IgE 측정

혈중 호산구는 자동혈구계산기인 Sysmex XE-2100(Toa Medical Electronics, Kobe, Japan)으로 분석하고, 혈중 IgE 는 Modular system E170(Roche Diagnostics, Basel, Switzer- land)으로 분석하였다.

혈중 가용성 CD30과 가용성 E-selectin 농도 측정

환자군 48명과 대조군 27명으로부터 혈청을 분리하여 -80

℃로 동결 후 측정 직전 해동하여 상품화된 효소결합면역 흡착법(Enzyme Linked Immunosorbant Assay, ELISA,

R&D systems, Minneapolis, MN, USA)을 이용하여 제조사 의 지침에 의해 아래와 같이 분석하였다.

혈중 가용성 CD30을 측정하기 위해 ELISA 시약(Bender MedSystems, Vienna, Austria)으로 항-인체 가용성 CD30 항 체가 코팅된 microwell을 400 μL의 세척 완충액으로 2회 세 척한 후 각 well에 검체 희석액과 검체를 분주하였다. 이후 50 μL 효소가 결합된 가용성 CD30 항체를 분주하여, 실온에 3시 간 반응시킨 후 3회 세척하였다. 이후 효소 기질액 100 μL를 분주하여 실온에서 10분간 반응시킨 후 반응정지액 100 μL 첨가하여 450 nm에서 흡광도(Molecular Devices, Synnyvale, CA, USA)를 측정하고 표준 곡선과 비교하여 계산하였다.

혈중 가용성 E-selectin(R&D systems, Minneapolis, MN, USA)측정을 위해 검체를 키트 내 포함된 희석액으로 10배 희 석하였고, 항-인체 E-selectin 항체가 코팅된 소용기(microw- ell)에 희석된 검체 100 μL를 분주한 후 실온에 2시간 반응시 켰다. 소용기판을 3회 세척하고 다시 효소가 결합된 E-selectin 항체 200 μL 첨가하여 2시간 실온에서 반응시켰다. 이후 4회 세 척하고 200 μL 효소 기질액을 첨가하여 실온에 30분 반응시킨 후 50 μL 반응 정지액을 첨가하고, 450 nm에서 흡광도를 측정 하고 표준 곡선과 비교하여 농도를 계산하였다.

통 계

전체 알레르기비염 환자군과 대조군에서 측정된 호산구 수, IgE 수치 및 가용성 CD30과 가용성 E-selectin의 농도는 평균±평균 표준오차로 나타내었으며, 두 군에서의 차이 비 교는 Student t-검정을 사용하였다. 혈중 지표들간 및 환자군 의 증상 점수와의 상관성 평가는 Pearson 상관계수로 평가 하고 유의성은 p값이 0.05 미만인 경우, 통계적으로 유의하 다고 판정하였다.

결 과

알레르기비염 환자군과 대조군에서 혈중 호산구수, IgE, 가용성 CD30과 가용성 E-selectin 농도

혈청 IgE는 알레르기비염군이 대조군에 비해 유의하게 높 았고(p＜0.05), 혈중 호산구수도 알레르기비염군이 대조군에 비해 유의하게 높았다(p＜0.05, Table 1).

혈중 가용성 CD30 농도는 알레르기비염군은 275±308

ng/mL이었고, 대조군은 137±96 ng/mL로 측정되어 유의하

게 높았다(p=0.04, Fig. 1A). 혈중 가용성 E-selectin 농도는 알

레르기비염군에서 47±11 ng/mL, 대조군은 43±9 ng/mL로

알레르기 비염군에서 농도가 증가된 소견을 보였으나 통계학

적으로 유의한 차이는 없었다(

114 / J Rhinol 18(2), 2011

환자군에서 혈중 표지자 및 증상 점수와 상관성

환자군에서 혈중 표지자는 가용성 CD30과 가용성 E-se- lectin에서 통계적으로 유의한 상관관계를 보였다(r=0.30, p=

0.04, Table 2). 그러나 각 표지자와 증상 점수와는 통계적 유 의성이 없었으며, 혈액 내 호산구 및 총 IgE와의 관계에서도 통계적 유의성을 보이지 않았다(Table 2).

고 찰

알레르기비염과 천식은 면역학적으로 호산구, T 세포, 비 반세포의 침윤과 그에 따른 매개물, 키모카인, 사이토카인과 국소, 전신적 면역글로블린 E 생성으로 인한 유사한 염증 반 응을 보이며, 역학적 임상적 증거 자료를 하나의 기도에 발생 하는 하나의 질환(One way disease)이라고 인식되고 있다.

CD30과 E-selectin은 천식 및 아토피 피부염과 관련이 있 는 것으로 알려져 있다.

CD30은 알레르기 반응에서 T림프구 의 활성화에 주도적인 역할을 하며 또한 interferon-γ(INF- γ)와 IL-5를 생산하는 T 림프구내 특이 항원이기도 한다. CD30 은 IL-4, IL-5와 같은 Th2 사이토카인을 생산하는 인간 CD4＋

T림프구에 선택적으로 표현되며, CD30 ligand-CD30 반응은 Th2 림프구의 발달을 강하게 촉진시키는 역할을 한다.

이 연구에서는 이러한 CD30의 역할과 관련하여 혈중 가용 성 CD30의 발현을 분석한 결과 알레르기비염이 있는 환자에 서 혈중 가용성 CD30 농도가 의미있게 증가되어 있음을 확인 하였다. 이러한 결과는 Nahla 등

이 기관지 천식 환자와 아토 피 피부염환자에서 CD30 농도의 증가를 보고한 것과 유사한

결과를 보여, 알레르기비염의 병태생리에서도 CD30이 관여 하는 Th2 림프구에 의한 면역반응이 관여하는 것으로 추정 할 수 있었다.

E-selectin은 알레르기성 염증반응에 필수인 백혈구의 이 동 시작을 중재하여 혈관내피세포에 약하게 부착되도록 하 는 세포 표면 물질로 알려져 있다. 혈관내피세포가 tumor ne - crosis factor-α, IL-1β 등의 자극을 받은 후 6시간에 최대로 혈관내피세포 표면에 발현하는 것으로 알려져 있다. 혈중 가 용성 E-selecin은 혈관내피세포에서 염증성 신호 전달이 끝 난 후 유리된 잔여물로, 자유 용해 상태에서 정확한 역할이 알려져 있지는 않으나 혈중으로 유리된 세포표면단백 중 특 히 inter-cellular adhesion molecule-1(ICAM-1)과 E-se - lectin은 아토피 피부염의 활성도와 연관되어 있다고 보고되 어 왔다.

그러나 Liu 등

의 보고에서는 통년성 알레르기비 염 환자군과 대조군 사이에서 가용성 E-selectin의 농도차 는 없었다. 이 연구 결과에서는 Liu 등

의 결과처럼 혈중 가 용성 E-selectin의 농도가 환자군과 대조군 사이에 통계적 유의한 차이가 없었다. 이 연구 결과를 통해 혈중 가용성 E- selectin이 알레르기비염 염증반응에 핵심적인 영향을 주는 요소이기 보다는 주변적 요인으로 작용하거나, 혹은 관련성 이 적을 것으로 판단된다.

혈중 표지자인 총 IgE 농도는 알레르기비염의 유용한 지표 로 사용되어지고 있는데, 혈중 가용성 CD30 농도와 총 IgE

Table 1. Characteristics of allergic rhinitis patients and controls Allergic rhinitis Controls

Number 48 27

Age (years) 37±12 36±13

Sex (Male/Female) 27/21 15/12

Eosinophil (/μL) 000.39±00.04* 000.16±00.03*

IgE (U/mL) 435.89±58.40* 171.72±53.28*

* : p＜0.05

Table 2. Comparison for mean of blood markers and symp- tom score in allergic rhinitis patients

sCD30 sE-selectin

sE-selectin r -0.30

p -0.04*

Symptom score r -0.13 -0.03

p -0.38 -0.82

Eosinophils r -0.16 -0.11

p -0.29 -0.44

Total IgE r -0.00 -0.02

p -0.98 -0.92

* : p＜0.05. s : soluble

Fig. 1. The level of soluble CD30 in aller- gic rhinitis patients was higher than that of controls. However, the level of E-se- lectin in patients was not higher than that of controls.

350 300 250 200 150

sCD30

(ng/ml

)

Control Patient p=0.042

50 48 46 44 42 40

E-selectin

(ng/ml

)

Control Patient p=0.105

A B

전경호 등 : 알레르기비염의 CD30과 E-Selectin 농도

/ 115

농도 사이의 유의한 상관관계를 보이지 않았고, 또 다른 혈 중 표지자인 호산구수와 CD30 농도와의 사이에도 유의한 상관관계가 없었다.

알레르기비염 환자군에서 가용성 CD30이 증가된 결과를 통해 알레르기비염과 다른 알레르기 질환인 천식, 아토피 피 부염과의 병태 생리적인 면에서 부분적인 공유가능성을 제 시할 수 있었다. 그러나 이 연구의 단면적인(cross sectional) 분석만으로 이러한 물질의 혈중 증가가 알레르기비염에서 차지하는 병태 생리학적 역할에 대해서는 정확히 규명하지 못해 추후 보다 더 연구가 필요하리라 생각된다.

결 론

알레르기비염이 있는 환자들의 혈액에서 가용성 CD30이 대조군에 비해서 유의하게 증가를 보여, 알레르기비염에서 도 CD30 관련 면역반응이 병태생리에 기여할 것으로 추정되 었다. 그러나 가용성 E-selectin은 대조군과 차이를 보이지 않 아 알레르기비염의 병태 생리에 기여도가 적거나 관련성이 적 을 것으로 판단되었다. 추후, 알레르기비염 환자의 혈중에서 CD30이 증가하는 명확한 기전규명과 알레르기비염 면역반응 의 치료적 표적 및 생물학적 표지자로서 적용 가능성에 대한 연구가 더 필요한 것으로 생각된다.

중심 단어：알레르기비염·CD30·E-selectin.

저자역할(Author Contributions)

전경호, 정하민, 최상헌, 이재훈은 본 연구에서 모든 자료에 접근할 수 있으며 자료의 완전성과 자료 분석의 정확성에 책임을 지고 있 습니다. 연구 기획：전경호, 이재훈. 자료 해석 및 분석：정하민, 최 상헌. 논문초안：전경호. 논문수정：정하민, 이재훈. 연구 총괄：

이재훈.

REFERENCES

1) Park DS, Lee JH. Plasma Levels of MCP-1, RANTES and IL-18 in perennial allergic rhinitis patients. Korean J Otorhinolaryngol- Head Neck Surg 2007;50:1103-8.

2) Kim SJ, Lee EH, Shim JY, Jung HL, Park MS, Keum DH. Serum levels of soluble CD30 in childrens with atopic dermatitis. Pediatr Allergy Respir Dis 2001;11:319-26.

3) Nahla M. Heshmat, Eman S. Soluble CD30 serum levels in atopic dermatitis and bronchial asthma and its relationship with disease se- verity in pediatric age. Pediatr allergy Immunol 2006;17:297-303.

4) Wolkerstorfer A, Saveltoul HF, de Waard van der Spek FB, Neijens HJ, van Meurs T, Oranje AP. Soluble E-selectin and soluble ICAM- 1 levels as markers of the activity of atopic dermatitis in children.

Pediatr Allergy Immunol 2003;14:302-6.

5) Bousquet J, Cauwenberge P, Khaltaev N. Aria Workshp Group;

World Health Organization (WHO). Allergic rhinitis and its impact on asthma. J Allergy Clin Immunol 2001;108:S147-334.

6) Del Prete G, De Carli M, Almerigogna F, Daniel CK, D’Elios MM, Zancuoghi G, et al. Preferential expression of CD30 by human CD4+

T cells producing Th2-type cytokines. FASEB J 1995;9:81-6.

7) Lui CM, Shun CT, Cheng YK. Soluble adhesion molecules and cy- tokines in perennial allergic rhinitis. Ann Allergy Asthma Immunol 1998;81(2):176-80.