대한소화기학회지 1999;34:528 - 536
13)
접수: 1999년 1월 11일, 승인: 1999년 6월 14일
연락처: 최광호, 561-712, 전북 전주시 덕진구 금암동 634-18 전북대학교 의과대학 내과학교실
Tel: (0652) 250-1660, Fax: (0652) 254-1609
서 론
만성적인 복통과 체중 감소 등을 주소로 하는 만 성 췌장염은 조직학적으로 쉽게 확진할 수 있는 방
만성 췌장염이 의심되는 환자에서 대변 및 혈청 E la s ta s e 1 측정의 임상적 의의
전북대학교 의과대학 내과학교실
최광호・김정권・이수택・김대곤・안득수
Cli n i c a l E v a lu a t i o n o f t h e F e c a l a n d S e r u m E la s t a s e 1 t e s t i n t h e D i a g n o s i s o f Ch ro n i c P a n c r e a t i t i s
Ko a n g Ho Ch o i, M.D., J e o n g Kw o n Ki m , M.D., S o o Te i k Le e , M.D., D a e Gh o n Ki m , M.D. a n d D e u k S o o Ah n , M.D.
Department of Internal Medicine, Chonbuk National University College of Medicine, Chonju, Korea
Background/Aims: Indirect pancreatic function tests available currently are unreliable in clinical
practice for early chronic pancreatitis because of their low sensitivity in mild and moderate exocrine pancreatic insufficiency. In addition, the measurement of serum amylase and lipase serum levels of levels is not useful in the diagnosis of chronic pancreatitis. Methods: We evaluated the sensitivity and specificity of fecal elastase 1 determination in diagnosing pancreatic insufficiency. Concentrations of fecal and serum elastase 1 were measured with enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) in 25 patients with chronic pancreatitis, 29 patients with acute pancreatitis and 29 normal controlsResults: The mean concentration of fecal elastase 1 was 136.8±24.7 μg/g stool in chronic
pancreatitis patients, 644.2±52.1 μg/g stool in acute pancreatitis and 649.8±56.7 μg/g stool in control group. When the cut-off value was set at 300 μg/g stool, the sensitivity and specificity o stool elastase 1 determination were 88% and 94.8%, respectively, in patients with chronic pancreatitis Significant correlations were found between serum amylase level and serum lipase level (r=0.923 p<0.01). Fecal elastase 1 level was not correlated with serum level of amylase or lipaseConclusions: Fecal elastase 1 determination may be a highly sensitive and specific exocrine
pancreatic function test in diagnosing chronic pancreatitis. (Kor J Gastroenterol 1999;34:528 - 536)Key Words: Chronic pancreatitis, Serum elastase, Fecal elastase 1
최광호 외 4인. 만성 췌장염이 의심되는 환자에서 대변 및 혈청 Elastase 1 측정 529
법이 없어, 초음파나 전산화단층촬영, 내시경적 역 행성 췌장조영술 등과 십이지장 삽관에 의한 췌장 외분비기능의 직접적인 평가 등의 형태학적 방법과 기능적인 변이 인자들에 의한 임상 양상에 의해 진 단하고 있다.1-3 그러나 이러한 검사법은 비경제적이 고, 시행과 분석에 고도의 기술이 요구되고, 침습적 인 단점이 있다.
최근까지 secretin, cholecystokinin이나 caerulein 자극에 의한 췌장 기능의 평가가 췌장의 분비기능을 측정하기 위한 표준 방법으로 사용되어져 왔는데, 이러한 췌장 분비기능의 직접적인 측정 방법들 또한 십이지장 내 삽관이 요구되는 침습적인 검사이고, 시간적으로도 제약이 있으며 경제적인 방법이 아니 어서 일반적으로 이용하기에는 어려움이 있다. 이러 한 단점을 극복하기 위해 관을 사용하지 않고 시행 할 수 있는 간접적인 방법에 의한 췌장 기능의 평가 가 임상적으로 요구되어지는데 이러한 간접적인 평 가의 방법들로 fluorescein dilaulate검사, NBT- PABA, Bentiromide검사, 대변 내 chymotrypsin 측 정, 다양한 호흡검사법 등이 췌장 기능 평가 방법으 로 이용되어 왔다.1,2,4,5 그러나, 이러한 검사법 또한 민감도가 떨어지고, 약제나, 설사, pH, 위장관 수술 등에 의해 영향을 받아 특이도가 낮다. 따라서, 이러 한 단점을 극복하기 위한 민감도가 높고 실질적으로 유용한 검사법들에 대한 많은 연구가 진행되어 왔 다. 간접적인 검사법들 중 Pancreolauryl검사나 대변 내 chymotrypsin 측정이 선택적 진단 방법으로 이용 되어졌는데, 이 역시 만성 췌장염의 초기 상태를 진 단하는 데 민감도가 낮은 단점이 있다.6 방사선학적 으로는 내시경적 역행성 췌장조영술을 통한 흡인물 의 검사법이 만성 췌장염의 조기 진단에 이용되고 있으나 이 또한 검사법이 매우 침습적이며, 고도의 기술이 요구되는 단점이 있다.
최근 췌장 elastase 1이 췌장에 특이한 효소로서 인간에서 분리되었고, 장관을 통과하는 동안 분해되 지 않고, 십이지장액에서보다 대변에서 약 5내지 6 배 정도 높게 검출됨이 알려지게 되었다. 대변 elastase 1은 자극에 의한 췌장에서의 효소 분비 정 도와 상관관계가 있으며 이 효소의 측정이 형광희석 법과 secretein, caerulein 방법에 비해 췌장의 외분비
기능의 이상이 있는 환자에서 유용한 결과를 보인 다는 보고들이 있다.7-12
저자들은 만성 복통과 체중 감소 등을 호소하며, 과거력에서 급성 췌장염의 병력이 있으며, 내시경적 역행성 췌관조영술이나 복부 전산화단층촬영에서 만 성 췌장염의 증거가있는 환자들에서 대변 내 에라스 타아제 1과 혈청 내 사람 에라스타아제를 측정하여 췌장의 외분비기능 이상의 진단에 유용성이 있는지 를 알아보고자 하였다. 또한, 만성 췌장염과 급성 췌 장염의 감별에 도움이 되는지를 평가하고자 하였다.
대상 및 방법
1. 대 상
1997년 3월 1일부터 1998년 9월 30일까지 전북대 학교병원 소화기내과 외래 및 입원 환자 중 만성 상 복부 통증과 체중 감소를 호소하며, 복부 초음파검 사, 복부 전산화단층촬영, 내시경적 역행성 췌장관 조영술 등에서 췌장의 비후, 췌장관의 석회화나 확 장 등을 보여서 만성 췌장염이 의심되는 25명의 환 자와 현재 급성 췌장염이 있는 환자 29명, 정상인 29 명을 대상군으로 하였다. 각각의 군에 대하여 각각 혈청의 아밀라아제와 리파아제를 측정하고 대변 및 혈청의 에라스타제를 측정하여 췌장의 외분비기능 을 비교 측정하였다.
만성 췌장염이 의심되는 환자군과 현증의 급성 췌장염 환자의 평균 연령은 각각 55.4±12.1세, 47.3
±15.2세였고, 그 외 각 집단의 특성은 Table 1에서 보는 바와 같다.
각 군의 환자에게서 식도염, 위염, 위궤양과 십이 지장궤양 등의 유무를 확인하기 위해 상부위장관조 영술과 내시경 등을 시행하여 위의 질환이 동반된 환자는 대상에서 제외하였다. 복부 단순촬영에서 췌 장에 석회화가 관찰되거나, 복부 초음파, 전산화단 층촬영, 내시경적 역행성 췌장조영술 소견에서 췌장 의 비후, 췌장의 석회화와 췌장관의 확장 등 췌장의 형태학적 이상 소견을 보이는 경우를 만성 췌장염 환자로 하였다. 췌장의 가성낭종, 농양 등 급성 췌장 염의 합병증이 병발된 경우와 췌장암이 확진된 환자 는 대상군에서 제외하였다. 또한 급・만성 신부전이
530 The Korean Journal of Gastroenterology : Vol. 34, No. 4, 1999
나 다발성 장기손상증후군 환자는 대상에서 제외하 였다. 대조군은 29명의 정상인으로 하였다.
2. 방 법
대변의 에라스타아제의 측정은 사람 췌장 에라스 타아제 1에 특이한 두 개의 단일클론항체가 코팅되 어있는 키트를 이용한 ELISA 방법으로 하였다 (Schebo Tech, 35435 Wetternberg, Germany). 에라스 타아제에 대한 기저 검출 한도는 1 ng/ml 이하였다.
대변 100 mg의 표본을 채취한 후, 추출 완충액을 가 하여 최종 농도가 10 mg stool/ml이 되도록 하였다.
이 추출물을 다시 완충액에 섞어 1:500의 희석액을 만든 후, 정지액을 가한 후 제2 항체와 POD-strepta vidin으로 배양한 후 405 nm의 파장에서의 흡광계에 서 대변의 단위 그램당 에라스타아제의 농도를 측정 하였고, 표준 용액과 비교하였다. 각 군에서 단일클 론항체로 피막된 키트를 이용한 ELISA 방법에 의한 혈청 검사법으로 혈청을 1:50으로 희석 후 정지액을 가한 후 5-30분 사이에 microtitier plate leader로 405 nm에서의 흡광도를 측정하였다. 492 nm의 파장을 대조 파장으로 하였다.
3. 통계 처리
각군의 통계학적인 차이의 측정은 unpaired Stu- dent t test, chi square test, Pearson' s correlation test 를 이용하였다. 대변 및 혈청의 에라스타아제와 혈 청의 아밀라아제, 리파아제의 만성 췌장염 진단의 연관성을 각각 비교하였다.
결 과
만성 췌장염이 의심되는 환자군에서 대변 내 사 람 에라스타아제의 분포는 15-500 μg/g stool의 분포 를 보였으며, 혈청 에라스타아제의 분포는 0.1-4.0 ng/ml을 보였다. 현증의 급성 췌장염 환자군에서의 대변 및 혈청 내 에라스타아제의 분포는 각각 190- 1,320 μg/g stool, 0.5-8.4 ng/ml을 보였으며 대조군 에서는 각각 175-1,530 μg/g stool, 0.1-3.5 ng/ml을 보였다(Fig. 1, 2).
만성 췌장염이 의심되는 환자군 22명(88%)에서 대변 내 에라스타아제 1의 농도가 300 μg/g stool 이 하로 감소되어 나타났으며, 현증의 급성 췌장염 환 자군과 대조군에서는 각각 3명(10.3%), 2명(6.9%)를 보였다. 만성 췌장염 진단의 대변 내 에라스타아제 1 농도의 정상 상한선을 300 μg/g stool로 하였을 경우 만성 췌장염이 의심되는 환자에서 진단의 민감도 88%, 특이도 94.8%를 보였고, 정상 상한선을 200 μ g/g stool로 하였을 경우 민감도 90%, 특이도 88.8%
를 보였다. 사람 혈청 내의 에라스타아제의 분포는 만성 췌장염이 의심되는 환자에서 1.45±0.19 ng/ml, 현증의 급성 췌장염 환자에서 3.53±0.57 ng/ml, 정 상 대조군에서 1.78±0.31 ng/ml를 보였다.
각 집단에서 실시한 각각의 변이계수들 중 혈청 아밀라아제와 사람 혈청 에라스타아제 사이에 연관 성을 보였으며(r=0.654, p<0.01, Fig. 3), 혈청 아밀라 아제와 대변 내 에라스타아제와의 연관성은 보이지 Table 1. Clinical Characteristics of the Patients
Control (n=29)
Pancreatitis
Acute (n=29) Suggestive of chronic (n=25) Age (years)
Sex (M/F) Abdominal pain Diarrhea Weight loss Diabetes mellitus Alcoholism
52.4±14.4 16/13
0 0 0 0 15
47.3±15.2 12/17
25 6 6 3 17
55.4±12.1 15/10
22 8 9 6 19
Choi, et al. Fecal and Serum Elastase 1 test in the Diagnosis of Chronic Pancreatitis 531
않았다(r=0.133, p>0.05, Fig. 4). 또한 대변 내 에라 스타아제 1과 사람 혈청 에라스타아제 사이의 연관
성은 보이지 않았다(r=0.224, p>0.05, Fig. 5). 현증의 급성 췌장염 환자에서 혈청 아밀라아제의 상승과 Fig. 1. Comparison of the fecal elastase 1 concentration in patients with chronic pancreatitis, acute
pancreatitis and in controls (p<0.01). The mean values are 649.8±56.7 μg/ g stool in control group, 644.2±52.1 μg/g stool in acute pancreatitis patients group, 136.8±24.7 μg/g stool in chronic pancreatitis patients group. Fecal elastase 1 levels were measured by ELISA. The data are reported as mean±SEM.
Fig. 2. Comparison of human serum elastase concentration in patients with chronic pancreatitis, acute pancreatitis and in controls (p<0.01). The mean values are 1.70±0.30 ng/ml in control group, 3.59±0.57 ng/ml in acute pancreatitis patients group, 1.45±0.19 ng/ml in chronic pancreatitis patients group. Human serum elastase levels were measured by ELISA. The data are reported as mean±SEM.
532 대한소화기학회지 : 제 34 권 제 4 호 1999
연관성을 보였으며(r=0.654, p<0.01), 혈청 리파아제 의 상승과도 연관성을 보였다(r=0.589, p<0.01). 그
러나, 대변 내 에라스타아제 1과 아밀라아제, 리파 아제 사이에서 각각의 연관성은 보이지 않았다.
Fig. 3. Correlation between serum amylase and human serum elastase. Results from all patients are included. r, Pearson‘s correlation coefficient.
Fig. 4. Correlation between serum amylase and fecal elastase 1. Results from all patients are included.
r, Pearson‘s correlation coefficient.
최광호 외 4인. 만성 췌장염이 의심되는 환자에서 대변 및 혈청 Elastase 1 측정 533
고 찰
만성적인 복통과 체중 감소 등을 주소로 하는 만 성 췌장염이 의심되는 경우 췌장의 외분비기능 이상 유무를 평가하기 위해 대변의 chymotrypsin의 활성 도를 측정하는 방법이 현재까지 널리 이용되어 왔 다. 췌장의 분비 효소인 아밀라아제와 리파아제의 측정도 췌장의 기능을 평가하기 위해 시도되었으나 만성 췌장염의 진단에 도움을 주지는 못하였다. 최 근 췌장의 기능을 검사하기 위한 여러 가지 검사법 들이 이용되고 있는데, 이중 널리 이용되는 secretin, pancreozymin 검사법과 Lundh 검사법은 시간이 오 래 소요되고, 침습적이고, 비경제적이어서 좀더 간 단하고 정확한 췌장의 기능 평가 방법에 대한 필요 성이 대두되었다.13
72시간 대변 내의 지방 분석도 비록 만성 췌장염 을 진단하는 데 민감도와 특이도가 낮지만 만성 췌 장염에서 지방의 흡수 장애를 진단하고 정량화하는 표준화된 검사법으로 이용되고 있다.14-16 그러나, 이 러한 대변 내의 지방의 분석은 시간이 많이 소요되
고 특수한 검사실 장비가 요구되는 단점들이 있다.
또한 대변 내 chymotrypsin의 측정이 간접적인 췌장 의 기능을 평가하는 방법으로 이용되었는데, 대상군 의 선정 기준에 따라 민감도와 특이도가 다양한 양 상을 보이고 있다.17
산성 에라스타아제 계열에 속하는 새로운 단백분 해효소이며, sterol에 결합하는 특성이 있고, 인간의 췌장에서 분비되며 대변에서도 검출되는 췌장 에라 스타아제 1의 특성이 최근 규명되었다.18 에라스타아 제 1은 알라닌, 발린, 류우신의 탄산기에 특이한 친 화성이 있는 분자량이 28 kDa인 췌장에 특이한 단 백분해효소이다.7,10
췌장 사람 에라스타아제는 다른 췌장 단백분해 효소와는 다른 당화단백질로서 단백 분해기능뿐만 이 아니라 장관 내에서 담즙과 중성 sterol과 결합하 여 콜레스테롤과 이의 대사산물들을 장관을 통해 이 동시키는 기능을 가지고 있다. 이러한 기능이 가능 한 이유는 장관 통과 기간 동안 이 효소의 비특이적 안정성 때문이다. 그러므로 대변 내 에라스타아제 1 의 농도는 췌장으로부터 분비되는 효소의 양을 정확 히 반영한다. Stein 등19은 대변 내의 면역학적인 방 Fig. 5. Correlation between human serum elastase and fecal elastase 1. Results from all patients are
included. r, Pearson‘s correlation coefficient.
534 The Korean Journal of Gastroenterology : Vol. 34, No. 4, 1999
법에 의한 에라스타아제 1의 측정이 췌장효소의 준 비 과정에 영향을 받지 않고, 대변의 chymotrypsin 분석법과는 달리 췌장효소 보충요법에 영향을 받지 않는다는 장점이 있는 검사법으로 소개되었다. 또한 에라스타아제의 십이지장 내의 분비와 Secretin- pancreozymine 검사법에서의 아밀라아제, 리파아제, 트립신의 분비와 강한 연관성을 보인다고 보고 하 였다. 또한 수일 동안 안정하여 외래 환자들에서도 유용하게 사용될 수 있다고 하였다.
정상에서 에라스타아제 1의 췌장 내 농도는 약 170-360 μg/ml이고 모든 췌장 분비 효소의 약 6%를 차지한다. 대부분 담즙에 결합되어 장관을 통과하고 다른 췌장 효소와는 달리 분해되지 않아 대변 내의 농도가 췌장액에 비해 약 5내지 6배정도 높게 검출 된다.7,9,18
만성 췌장염 환자에서 대변 내의 에라스타아제 1 과 대변 내의 chymotrypsin 활성도를 비교했을 때 chymotrypsin의 측정이 민감도가 낮다는 보고가 있 고,10,11 11명의 췌장의 기능이 저하된 환자 모두에서 대변 내 에라스타아제 1이 150 μg/g stool 이하였으 며, 췌장의 외분비기능의 저하가 없는 21명의 환자 에서는 250 μg/g stool 이상이라는 보고도 있다.20 정 상 상한치를 400 μg/g stool 이하로 하였을 때 췌장 의 외분비기능이 있는 환자에서의 민감도와 특이도 가 각각 93% 정도였음이 보고된바 있다.12 에라스타 아제 1이 다른 췌장 효소의 분비 양상과 비슷하게 분비되고, 대변 내 에라스타아제 1의 농도가 십이지 장 내의 효소들의 양적인 배출과의 연관성이 높으 며, 대변 내 에라스타아제 1의 분석이 임상적 진단 에 유용하다고 하는 보고도있다.21 낭포성 췌장염 같 은 외분비기능 이상을 가진 환자 12명에게 보충요법 치료시 chymotrypsin의 분비가 증가하고 대변 내의 지방의 분비가 감소하는 반면, 대변 내의 면역 활성 에라스타아제는 영향을 받지 않는다고 하였고, 또한 아밀라아제, 리파아제, 트립신 등의 분비에서도 정 상인과 비교하여 췌장의 기능에 이상이 있는 경우에 도 상관관계가 관찰되고, 십이지장 내의 추출물과 대변의 에라스타아제와의 사이에도 상관관계가 있 다는 보고가 있다.22
국내에서의 보고에서도 내시경적 역행성 췌관조
영술 및 복부 전산화단층촬영에 의한 형태학적로 분류된 만성 췌장염 환자와 췌장암 환자를 대상으 로한 실험에서 중등도 이상의 만성 췌장염군과 췌 장암군의 대변에라스타아제 1의 농도가 정상인군에 비해 의미 있게 감소함을 보였고, 만성 췌장염의 형 태학적 중증도가 심할수록 대변 에라스타아제의 농 도가 의미 있게 낮음을 보고 하였다.23
저자들의 경우 만성 췌장염이 의심되는 환자에서 민감도와 특이도는 각각 88-90%, 88-94.8%의 소견 을 보였다. 결론적으로 혈청 에라스타아제의 측정은 급성과 만성 췌장염 환자의 감별에 유용하지는 못하 였으나, 대변 내 사람 에라스타아제의 측정은 급성 췌장염과 만성 췌장염의 감별에 유용하게 사용될 수 있으리라 사료되며 향후 이에 대한 더 많은 연구가 필요하리라 생각된다.
요 약
목적: 만성 췌장염이 의심되는 환자에서 지금까 지 시도되고 있는 기능검사는 민감도가 낮거나 침 습적이어서 임상적으로 진단적 가치가 높지 못하다.
목적: 상복부 통증과 체중 감소 등을 호소하는 만성 췌장염이 의심되는 환자에서, 새로운 췌장의 외분비 기능검사인, 대변과 혈청의 에라스타제를 이용하여 만성 췌장염을 조기에 진단할 수 있는 유용성이 있 는지를 조사하였다. 대상 및 방법: 1997년 3월 1일 부터 1998년 9월 30일까지 전북대학교병원 소화기 내과 외래 및 입원 환자 25명을 대상으로 만성 상복 부 통증과 체중 감소를 호소하며 복부 초음파검사, 복부 전산화단층촬영, 내시경적 역행성 췌장관조영 술 등에서 췌장의 비후, 췌장관의 석회화나 확장 등 을 보여서 만성 췌장염이 의심되는 25명과 현재 급 성 췌장염이 있는 환자 29명, 정상인 29명의 환자에 대하여 대변 및 혈청의 에라스타제를 ELISA 방법 으로 측정하였다. 결과: 만성 췌장염이 의심되는 환 자에서 대변 내 에라스타아제 1은 평균 136.8±24.7 μg/ g stool을 보였고, 현재의 급성 췌장염 환자에서 는 644.2±52.1 μg/g stool을 보였으며, 정상인에서 는 649.8±56.7 μg/g stool을 보였다. 정상 상한치를 300 μg/g stool로 하였을 때 만성 췌장염 진단의 민
Choi, et al. Fecal and Serum Elastase 1 test in the Diagnosis of Chronic Pancreatitis 535
감도와 특이도는 각각 88%, 94.8%를 보였다. 혈청 내의 사람 에라스타아제의 분포는 과거력에서 급성 췌장염 환자에서 평균 1.45±0.19 ng/ml, 현증의 급 성 췌장염 환자에서 3.53±0.57 ng/ml, 정상 대조군 에서 1.78±0.31 ng/ml를 보여 현증의 급성 췌장염 환자에서 대조군이나 과거력에서의 급성 췌장염 환 자에 비해 의미 있게 상승되어 있었다. 결론: 만성 췌장염이 의심되는 경우, 대변 에라스타아제 1의 측 정법이 만성 췌장염을 진단하는 데 비침습적이고, 경제적이며, 빠르고 간편하여 유용한 진단 방법이 될 수 있으며, 급성 췌장염과의 감별에도 유용한 검 사법이 될 수 있을 것이다.
색인단어: 만성 췌장염, 대변 Elastase 1, 혈청 Elas- tase
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