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KISEP Review J Rhinol 14(1), 2007
만성 폐쇄성 호흡기 질환에 동반된 상기도 염증 질환
경북대학교 의과대학 이비인후과학교실
김 정 수
Coexisting Upper Airway Inflammation in Chronic Obstructive Pulmonary Disease：A Review of the Literature
Jung-Soo Kim, MD
Department of Otorhinolaryngology, Kyungpook Ntional University College of Medicine, Daegu, Korea
ABSTRACT
This review explores the literature dealing with the relation between the chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and upper airway inflammation. Dysfunction of the upper and lower airways frequently coexists, and they appear to share key elements of pathogenesis. A link between upper and lower airway is evident from epidemiologic, pathophysiologic, and clinical studies. Data from epidemiologic studies indicate that nasal symptoms are experienced by as many as 75% of patients with COPD and that lower airway symptom is experienced by as many as 36% of patients with sinusitis. The mechanism of upper and lower airway dysfunction is under investigation. They include naso-bronchial reflex, increased inflammation caused by smoking, mouth breathing caused by nasal obstruction, and pulmonary aspiration of nasal contents. Patients with chronic sinusitis commonly have nonspecific bronchial hyperresponsiveness, suggesting a neural reflex. Postnasal drainage of nasal inflam- matory mediators during sleep also may increase lower airway responsiveness. Therapy of nasal and sinus disease is associated with improved pulmonary function in patients with COPD.
KEY WORDS：COPD·Sinusitis·Tobacco smoke·Rhinitis·Bronchial hyperresponsiveness.
서 론
만성 폐쇄성 호흡기 질환(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)은 기도와 폐실질의 만성적인 염증에 의해 호기장애가 진행되는 질환이다.1) COPD에서 기도의 염증은 흡연이 주된 원인으로, 만성적인 흡연은 폐의 여러 부위에 손상을 초래하여 결국 임상증상을 유발하게 된다.
상부 및 하부기도의 질병은 흔히 이들 질환간의 연관성은 배제된 체 각각의 전문가에 의해서 치료되고 있다.2) 그러나 COPD 환자에서 상부기도 질환의 증상과, 비강의 염증이 흔 히 동반되어 나타난다는 것이 밝혀져 있다.3-7) 또한 COPD 환자에서 비강 질환의 동반은 삶의 질을 저하시키며,8) 악화
시 치료 실패요인으로 작용할 수 있는 점에서 중요하다.9) 이 제까지 천식환자에 있어서 상부기도와 하부기도의 연관성에 관한 연구는 많이 이루어져 있으나,10)11) COPD 환자에서 상부 기도와의 연관성에 관해서는 알려진 바가 적다. 저자는 COPD 환자와 비부비동염의 연관성에 관한 기존에 알려진 문헌을 살펴보고자 한다.
역학적 자료
만성 비부비동 질환과 COPD의 연관성을 증명하는 자료들 은 면밀한 역학적 조사에 의해 제시되었다. Southern Swe- den에 살고 있는 8,469명의 성인을 대상으로 설문지 조사에 서, COPD 환자의 40%에서 의미 있는 비증상을 동반하였 으며 비증상과 상기도 및 기관지질환의 동반은 흡연자에서 비흡연자보다 더욱 높았다.3)
만성 비증상과 COPD의 경중의 연관성에 관한 코호트연구 에서 COPD 환자에서 비증상의 빈도는 75%를 보였으며 이 논문접수일：2007년 5월 2일
교신저자：김정수, 700-721 대구광역시 중구 삼덕 2가 50 경북대학교 의과대학 이비인후과학교실
전화：(053) 420-5785·전송：(053) 423-4524 E-mail：[email protected]
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중 52.5%에서는 비루, 45.9%에서는 재채기를 호소하였다.
하루의 객담의 생성은 비증상 정도의 점수(p=0.005) 및 후 비루(p=0.046)와 의미 있는 연관성을 나타내었으나 FEV1 과 비증상과는 의미 있는 연관성은 보이지 않았다.4) 또 다 른 설문지 조사에서도, 상당한 수의 COPD 실험군에서 건강 한 대조군과 비교하여 의미 있는 비증상이 있음이 보고되었 다(43% vs. 19%).5)
COPD 환자에서 부비동염 등의 다른 동반된 질환의 유무여 부에 대한 조사에서 COPD로 진단된 290명의 환자군과 421 명의 나이 기준에 맞춘 정상인 대조군 사이의 비교에서 부비 동염은 COPD 환자에서 대조군에 비해서 의미 있게 증가하 는 소견을 보였다(12.4% vs. 2.5%).12)
또한 만성 부비동염이 있는 25명 성인 환자의 하부기도의 연관성에 대한 조사에서, 60%는 하부기도 질환이 있었고, 이 중 24%는 천식, 36%는 소기도 질환을 동반하였으며 비충혈 과 비용종이 이러한 환자에서 가장 흔히 볼 수 있는 소견이 었다.13)
동시이환의 기전
일반적으로 COPD는 호중구의 활동증가,14)15) 점액의 과분 비15)와 관련이 있다. Nihlen 등5)은 COPD 환자의 비점막에서 분비, 삼출 및 과립구의 활성화와 관련된 표지자(marker)를 측정하여 비증상을 소유한 자와 소유하지 않은 대조군 간을 비교하였다. COPD와 비증상을 동시에 가진 군에 있어서 비 점막의 호중구 활성도가 증가하고, 히스타민에 대한 비점막 의 분비 반응이 대조군에 비해서 증가함을 발견하였다. 비점 막과 기관지 점막의 염증이 동시에 존재하는지 유무를 알기 위한 실험으로 7명의 대조군, COPD가 없는 7명의 흡연군, COPD를 가진 14명의 흡연군을 대상으로 비점막과 기도 점 막의 조직검사를 실시하였다.6) 흡연군은 COPD의 유무에 관 계없이 비점막 상피와 기도상피에서 편평 상피 화생(squa- mous metaplasia)을 보였다. 또한 COPD가 없는 흡연군의 비점막 및 기관지 점막에는 COPD를 가진 흡연군과 대조군 보다 호산구가 많이 존재하나, COPD를 가진 흡연군의 비점 막 및 기관지점막에서는 호중구가 많이 존재하여, 상하기도 에서 동일한 염증 반응을 나타내어“one airway”이론의 배 경을 보여주었다.
COPD는 메타콜린 유발반응에 의해서 측정되는 기관지 과 반응성(hyper-responsiveness)과 연관이 있다. 메타콜린에 대한 기관지 과반응성은 알레르기 비염이 없는 정상 폐기능 의 만성 부비동염 환자 42명과 50명의 COPD 환자군, 50명 의 안정화된 천식환자군, 40명의 메타콜린 기관지 과반응군
을 대상으로 실시되었다.17) 만성 부비동염이 있는 71%에서 기관지 과반응성을 보였으나, 이는 아토피와 연관성을 보이 지 않고, 단순 만성 기관지염이나 알레르기 비염에서 보이 는 유병률과 중증도에서 같은 결과를 보였다. 이러한 결과 는 단순 만성 기관지염과 알레르기 비염에서처럼, 만성 부비 동염 단독으로도 어느 정도는 기관지 과반응성을 유발할 수 있다는 것을 입증한다.
기관의 공기 흐름은 폐활량계(spirometry), 정확하게는 FEV1 에 의해서 측정할 수 있고, 비강의 개존도는 음향 비강 통 기도 검사(acoustic rhinometry)에 의해서 측정할 수 있다.
51명의 임상적으로 안정화된 COPD 환자를 대상으로 폐활량 계와 음향 비강 통기도 검사에서 만성적인 비증상은 비강 개 존도의 감소와 연관이 있고, 비개존도의 감소는 폐의 공기흐 름의 폐쇄 정도와 비례하였다(FEV1 predicted vs second mi- nimum cross-sectional area, r=0.36, p=0.009).18)
COPD와 부비동염과의 연관에 관한 가장 가능성 높은 기전 은 부비동 분비물의 야간 하기도 흡인이다. 이를 증명하는 실 험으로, 주화성 보체 조각(chemotactic complement frag- ment)인 C5a des Arg으로 유발된 무균성 상악동염의 토끼 모델을 사용하였다.19) 이들 무감염 염증성 부비동염 토끼에 서는 대조군에 비해 히스타민에 대한 하부기도의 반응성 증 가를 보여주었으며 이는 부비동내의 염증세포와 염증세포에 서 분비하는 사이토카인의 폐 흡인에 의한 것으로 추정되 었다.
코는 공기조절과 필터의 중요한 기능을 하며, 코 질병으 로 이러한 기능에 장애가 있는 경우에는 폐에 불리하게 작 용할 수 있다. COPD 환자에서 동반되는 만성적인 비증상은 주로 비개존도의 감소와 관련되며,14) 흡연은 정상성인과 비 염이 있는 성인의 비저항을 증가시키므로 코의 기능저하에 따른 이차적인 하부기도에서의 부정적인 역할을 추측할 수 있다.
상기도 질환에서의 흡연의 역할
대부분의 COPD 환자는 흡연에 의해 염증반응이 시작된다.
만성적인 흡연은 하부기도뿐만 아니라 비강과 부비동 상피 에서의 병변으로 이어질 수 있다. 연속된 191명의 설문지 연 구를 통해 흡연은 만성 비염이 있는 남성에서 더욱 흔히 발 견되고(odds rations of 5.3 and 4.9 in 1985 and 1990, res- pectively), 흡연량과 흡연기간(pack-year)의 증가가 만성 비염의 높은 유병률과 상관성이 높았다.21) 미국인을 대상으 로 한 NHANES II 조사에서도 만성 비염의 유병률과 흡연의 관련성을 밝힌 바 있다.22) 이 연구에서 비증상과 폐증상의 조
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합은 흡연자에서 비흡연자에 비교하여 더 흔하게 발견되었 다(19.3 vs. 13.1).
흡연은 점액섬모운동(mucociliary clearance)을 감소시킬 수 있고,23) 간접흡연 또한 비아토피성 소아의 비점막에 호 산구성 염증반응을 유발한다.24) 흡연자의 비점막과,6) 기도점 막에는25) COPD의 존재 유무와 관계없이 CD8+ 림프구가 풍 부하게 존재한다. 흡연자는, COPD의 존재 유무와 관계없이, 비점막과 기도 점막의 호중구와 호산구 숫자는 비슷하나, 대 식세포는 양군에 있어서 기도점막에서 비강점막보다 더 풍부 하게 존재하였다.6)
안정화된 COPD 환자 47명에 대해서 염증 수치와 박테리 아에 대한 분석을 위해 혈청(serum), 비세척액, 객담채취와 대조군 12명에서 비세척액을 채취하여 전향적 코호트연구가 실시되었다.7) 대조군과 비교하여, COPD 환자는 비점막에서 IL-8의 증가(p=0.009)를 보였고, 이는 객담의 IL-8과 연관 성이 있었다(r=0.30；p=0.039). 또한, IL-8의 농도는 COPD 에서 박테리아 군집과도 연관성이 있었다.
COPD에서는 흡연을 중단한 상태에서도 하기도 염증반응 이 계속된다. Wright 등26)은 과거와 현재의 흡연자에서 조 직 생검을 통해서 병리학적 기도 변화를 비교하였고, 두 군 간에 기도 벽의 염증, 섬유화, 배상세포(goblet cell)의 비대 에서 의미 있는 차이를 찾지 못하였다. 비 아토피성 환자, COPD를 가진 과거의 흡연자, 건강한 대조군 간의 연구에서 도 저자는 기관지 세척액과 객담을 통해서, COPD를 가진 현 재와 과거 흡연자 사이에 동일하게 지속되는 기도의 염증반 응의 증거를 발견하였다.27) 또한, 비증상에서도 현재 그리고 과거 흡연자들 사이에 같아 이러한 환자들에 있어서 상부기 도 염증은 계속된다는 것과 일치 한다고 보고하였다.
중등도-고도의 COPD 환자 65명을 대상으로, 공존하는 비 질환과 이들이 삶의 질에 미치는 영향에 관한 연구가 실시되었 다.8) 실험군은 20-item Sino Nasal Outcome Test(SNOT- 20) 설문지와, 비부비동염 특이적인 삶의 질에 관한 설문지, St. George ’s Respiratory Questionnaire(SGRQ)를 작성하 였다. COPD 환자의 88%는 지속되는 비증상을 가지고 있었 다. SNOT-20 수치를 통해 비증상이 삶의 질을 저하하고, 하루 동안 느끼는 비증상이 심할수록 환자의 건강상태에 더 큰 영향을 준다고 보고하였다. SNOT-20과 SGRQ간에 의 미 있는 연관성(r=0.21, p=0.09)은 없었으며 이는 표본 개 체수의 크기 때문일 것으로 추측된다.
COPD의 악화와 코질환
COPD의 악화는 상하기도 전체의 염증과 관련이 있는 것
으로 알려져 있다. 기도전체의 염증은 하부기도에 발생하는 염증 정도에 비례하고 박테리아 감염이 있을 때 더욱더 증가 한다. COPD 악화시, 비강과 혈청의 염증 표지자 사이에 연 관성을 보이며(r>0.62, p<0.001), 상부 기도의 염증의 정도 는 하부기도 염증 정도와 연관성이 있다.28)
24개월에 걸친 COPD 환자 107명을 대상으로 한 전향적 인 연구에서 항생제 치료가 필요한 232번의 질병의 악화가 있 었고, 1차 악화의 12.7%, 2차 악화의 14.7%에서 치료 실패 가 있었다. 특히 부비동염은 다른 요인과 독립적으로 COPD 악화시 치료 실패요인과 연관성이 있었다(28.6% vs. 8.8%；
p<0.009).9)
다른 한 연구에서 150명의 COPD 환자를 대상으로 최대 호기류(peak expiratory flow), 호흡기 및 비증상에 관한일 지를 평균 1,047일간 기록 하였다.29) 증상 악화의 빈도가 평 균치를 넘어서는 군은 저 빈도의 악화 군과 비교하여 의미 있 는 상기도 감염을 가지고 있었다(1.73 vs 0.94 per year).
또한 과거 흡연 기간이 길었던 환자 군에서(46 vs 33 pack year) 감기가 보다 자주 걸렸다.
상기도 질환의 치료가 COPD에 미치는 영향
상기도 질환의 효과적인 치료는 박테리아, 염증세포, 사이 토카인이 포함된 비강 및 부비동 분비물의 폐 흡인을 감소 시킨다. 만성 부비동염의 수술적 치료 후, 기관지의 과반응 성이 비증상과 부비동의 병변의 호전과 함께 의미 있게 감소 하였다(p<0.01).17) 이는 만성 부비동염이, 기관지의 과반응 성을 임상적 배경과 어떤 연관성도 없는 단순 만성 기관지염 과 알레르기 비염 수준으로 유도하며, 적절한 부비동염의 치 료가 기도의 과반응성를 감소시킨다는 것을 제시한다.
부비강 기관지 증후군(sinobronchial syndrome) 환자 12명 을 대상으로 내시경적 부비동 수술을 시행한 연구에서 91.7%
의 술후 비증상 호전을 보였다. 이들 모두 하부기도의 주 관적 증상과 FEV1의 호전을 나타내었다.30)
“면역조절 용량(immunomodulatory dose)”혹은 그 이하 의 용량으로 장기간의 macrolide 치료는 만성 부비동염, 세 기관지 확장증, 부비강 기관지 증후군을 포함하는 만성 염증 성 기도 질환에 효과적이다.31)32) 이는 Macrolides가 IL-8에 의해서 유발되는 만성 호중구성 염증을 줄여 줌에 따른 영향 으로 보인다.
결 론
상기도 증상은 COPD 환자에서 매우 흔하고 또한 질환의
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악화에 영향을 미친다. 상부기도 염증에 관한 직접적인 치료 는 COPD 환자의 건강상태를 호전시킬 수 있으며 따라서 적 극적인 치료가 필요할 것으로 생각 된다.
중심 단어：만성 폐쇄성 호흡기 질환·부비동염·흡연·비 염·기관지 과민성.
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