Investigation of the Relationship between Interleukin-4 Promoter Polymorphism and Severity of Patients with Bronchial Asthma

천식 환자에서 증상의 정도에 따른 IL-4 유전자 다형에 관한 연구

Background: Interleukin-4 plays an important role in pathogenesis of asthma, especially in developing atopy by means of switching B lymphocytes to produce IgE. It has been shown that there is polymorphism in the Interleukin-4 promoter region, transversion of cytosine to thymine at-598 from translation initiation site of IL-4 gene. There has also been quite a few works to reveal the role of the polymorphism of IL-4 gene in patients with asthma. We performed this investigation to determine the role of the polymorphism in the severity of symptoms of patients with asthma. We also examined the frequency and the type of the polymorphism in asthmatics compared with non-asthmatics as well. Method: The subjects enrolled in this study were 49 asthmatics and 33 non-asthmatics. All the asthmatics were classified as mild and moderate to severe by the NHLBI/WHO Workshop. DNA from both asthmatics and non-asthmatics was extracted, then performed ARMS(Amplification Refractory Mutation System) as well as RFLP using BsmFl restriction enzyme in order to confirm the polymorphism of Il-4 gene. Results: There was no significant difference in the occurrence of polymorphism of the IL-4 promoter sequence between asthm and non-asthma groups(P=0.7). Among those with polymorphisms, the number of C/C type was slightly more than C/T type in both asthmatics and non-asthmatics, 26 vs 21 in asthmatics and 18 vs 15 in non-asthmatics, which was, however, insignificant statistically. No significant relationship between the severity of asthma and the polymorphism was found(P=0.7). Conclusion: There was no significant difference between the severity of asthma and the IL-4 promoter polymorphism(P=0.709). Interestingly, the frequency of the polymorphism in both asthmatics as well as non-asthmatics was found to be even higher than that occurred in Caucasians. However, no significant difference in the frequency of the polymorphism was found in both groups.

연구배경: IL-4는 기관지천식의 병인에 중요한 역할을 하는 cytokine으로서 B세포에서 IgE를 생성하게 하여 아토피의 발생에 중요한 역할을 한다. IL-4의 유전자 다형에 관한 연구로 promoter부위 (-589) 에 cytosine이 thymine으로 치환되는 polymorphism(-589 C$\rightarrow$T polymorphism) 이 존재한다는 것이 밝혀졌다. 그 후 IL-4 유전자 polymorphism이 천식 환자에 어떤 영향을 미치는 지에 대한 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 polymorphism이 IL-4 유전자의 발현을 조절하는 promoter에 위치하므로 혈액내 IgE level에 영향을 주어 증상의 정도에 관여할 것이라는 가정하에 천식 환자의 증상의 정도와 IL-4 유전자 다형과의 연관성을 조사하였다. 또한 한국의 천식환자에서의 이러한 유전자 다형의 유형과 빈도를 조사하였다. 방 법: 고려대학교 부속병원에 내원한 49명의 천식환자와 33명의 정상 대조군을 대상으로 하였다. 모든 천식 환자는 증상의 정도에 따라 경증, 중등증 및 중증의 두 대상군으로 나누었다. 모둔 천식 환자와 정상인의 혈액에서 DNA를 분리하였고 ARMS(Amplification Refractory Mutation System) 및 RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism)를 시행하여 polymorphism의 존재 및 유형을 검색하였다. 결 과: 천식 환자의 중상의 정도와 IL-4 유전자 다형의 유형과는 유의한 관계를 발견할 수 없었다 (P=0.709). 정상인이나 천식환자에서 polymorphism(C/T 및 T/T형)의 빈도가 각각 100% 와 95.9%로 서양보다 월등히 높았다. 그러나 두 군에서 polymorphism의 유형 및 그 빈도에 있어서 차이는 없었다. 33명의 정상 대조군에서는 C/C형을 발견할 수 없었고, 정상인과 천식환자에서 공히 T/T형이 C/T형보다 약간 많은 빈도를 보였다. 결 론: IL-4 유전자의 -589 C/T polymorphism과 천식 환자의 증상의 경중과는 유의한 연관성을 발견하지 못했다. 그러나 우리나라 천식 환자와 정상인에서 서양보다 월등히 많은 수에서 polymorphism을 관찰할 수 있었으며, 정상인에서는 C/C 형이 발견되지 않았다. 따라서 IL-4 유전자 다형성이 종족간에 현저한 차이를 보일 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다.