Mucociliary Clearance in the Children with Bronchial Asthma

기관지 천식 환아에서의 점액섬모 청소율(Mucociliary Clearance)

Background : Several studies have suggested that impaired mucociliary clearance plays a role in the pathophysiology of bronchial asthma. Cough productive of mucoid sputum is common, and mucous plugs in the airways are frequently observed. These clinical features are in keeping with the histologic lesions of asthma, which involve primarily the epithelial and mucous-producing structures of the conducting airways. Some studies have shown that the mucociliary clearance is impaired in adult asthma, but it has not been studied in childhood asthma. The objectives of this study were to examine whether the mucociliary clearance is impaired in childhood asthma and to estimate the degree of impairment in comparison with that of immotile cilia syndrome. Method : Thirteen children with mild stable asthma and eight patients with immotile cilia syndrome completed this study. Ten healthy children were recruited as a normal control group. The whole-lung mucociliary clearance was measured by the radioaerosol technique. Aerosols, tin colloid particles tagged with the radionuclide technetium-99m($^{99m}Tc$), were generated by means of nebulizer, and inhaled via a mouthpiece. The retention of radioactivity was measured at 30, 60, 90 and 120 minutes by gamma camera, and mucociliary clearance was calculated as percent retention at each time. Results: 1) In each subject, the percent retention decreased variably with the lapse of time. 2) The percent retention of radionuclide decreased at each time in order of normal control, bronchial asthma and immotile cilia syndrome and the percent retention of immotile cilia syndrome was significantly higher than that of normal control at each time(p<0.05). 3) At two hours, the percent retention of bronchial asthma($65.0{\pm}1.8$(SE)%) was significantly higher than that of the normal control($54.4{\pm}3.5%$, p<0.05), and significantly lower than that of immotile cilia syndrome($73.3{\pm}1.4%$, p<0.01). 4) When the percent retention was analyzed according to $PC_{20}$ in the children with bronchial asthma, they had no relationship with each other. Conclusion: Mucociliary clearance in the children with bronchial asthma was significantly lower than normal control. This finding indicates that impaired mucociliary clearance operates in childhood asthma as well, and suggests that it may be one contributing factor in the pathogenesis of asthma. The degree of impairment, however, was not so severe as immotile cilia syndrome.

연구배경 : 점액섬모 청소율의 저하가 천식의 병태생리에 있어서 중요한 역할을 하리라고 생각되어 왔다. 실제로 직접적인 기관지 내시경 검사 또는 핵의학적 검사를 이용하여 시행한 연구에의 성인의 기관지 천식에서 점액성모 청소율의 저하가 있으며 천식 증상의 정도와 임상 상태에 따라 점액섬모 청소율이 변화한다는 것이 알려져 있다. 본 연구는 소아 천식 환자에서 점액섬모 청소율의 저하가 있는지 알아보고, 이의 저하가 어느 정도인지를 평가하고자 경증의 안정된 천식 환아군, 대표적 섬모 운동 이상질환인 비운동성 섬모 증후군 환이군 그리고 정상 대조군에서 점액섬모 청소율 스캔을 시행하였다. 아울러 천식 환아에서 기도과민성의 지표인 $PC_{20}$과 점액성모 청소율의 연관성을 알아보고자 하였다. 방법 : 13명의 경증의 안정된 천식환아와 8명의 비운동성 섬모증후군 환아를 대상으로 하였고 10명의 정상 대조군과 비교하였다. 점액섬모 청소율은 방사능 분무술을 사용하여 측정하였다 연무제로는 $^{99m}Tc$으로 표지된 Tin colloid를 사용하였고 nebulizer를 통해 생성하였고 흡인은 자발 호흡을 이용하여 mouthpiece를 통하였고 흡입한 후 gamma camera로 흡입직후; 30분, 60분, 90분, 120분에 각각 잔류 방사능을 측정하였다. 점액섬모 청소율은 각 시간에 따른 잔류 방사능량을 기저 방사능량에 대한 백분율로 계산하여 나타내었다. 천식 환아의 $PC_{20}$은 methacholine Chai등에 의한 방법으로 시행하여 구하였다. 결과 : 1) 모든 대상군에서 잔류 방사능 비율은 시간에 따라 저하되었다. 2) 30분, 60분 90분의 잔류 방사능 비율은 비운동성 성모 증후군 환아군, 천식 환아군, 정상 대조군 순이었으나 통계상으로는 비운동성 섬모 증환아군과 정상 대조군에서만 유의한 차이가 있었다. 3) 2시간 잔류 방사능 비율을 비교하였는데 천식환아에서 정상군에 비하여 유의하게 높았고 비운동성 섬모 증후군에 비하여 유의하게 낮았다. 4) 천식 환아에서 $PC_{20}$을 잔류 방사능 비율과 비교하였는데 $PC_{20}$과 잔류 방사능 비율과는 상관 관계가 없었다. 결론 : 점액섬모 청소율은 소아 천식 환아에서도 정상보다 저하되어 있었다. 이런 소견에서 정액섬모 청소율의 저하가 소아 천식에서도 성인에서와 마찬가지로 병태생리에 중요한 인자로 관여할 것으로 생각된다. 그러나 소아 천식 환아에서의 점액섬모 청소율의 저하의 정도는 비운동성 섬모 증후군 환아에 비하여 심하지 않았다.