알레르기성 천식환자에 있어서 투베르쿨린 피부반응 검사와 Cytokine의 변화

Tuberculin Skin Test and Change of Cytokines in Patients with Allergic Asthma

연구배경: 알레르기성 기관지 천식은 가역적인 기도폐색과 기관지의 과민성을 동반하는 기도의 만성적인 호산구성 염증성 질환으로서 기도의 염증발현에 관여하는 세포는 여러가지가 있지만 Th 림프구는 cytokine을 분비하여 염증반응을 조절하는 중요한 역할을 하고 있다. Th 림프구는 cytokine의 분비양상에 따라 Th1 림프구와 Th2 림프구로 나뉘어지며 Th1 림프구는 지연형 과민반응과 결핵균이나 바이러스 감염등에 대한 방어작용 그리고 종양에 대한 숙주반응에 관여하고 Th2 림프구는 즉시형 과민반응과 알레르기성 천식과 같은 알레르기성 질환 그리고 기생충 감염등에 대한 방어작용에 관여한다. Th1 림프구와 Th2 림프구는 서로 길항작용을 하는 것으로 알려지고 있어 대표적인 Th1 림프구 매개 질환인 결핵과 Th2 림프구 매개질환인 알레르기성 기관지 천식은 서로의 발생을 억제할 것으로 추정되며 알레르기성 기관지 천식환자에서는 Th2 림프구의 기능이 항진되어 Th1 림프구의 기능이 억제되고 반대로 Th1 림프구의 기능이 정상인 집단에서는 알레르기성 천식환자에 비해 Th2 림프구의 기능이 저하되어 있을 것으로 추정된다. 방 법: 정상 대조군과 알레르기성 천식환자군, 그리고 내인성 천식환자군에서 투베르쿨린 피부반응의 양상을 실시하여 지연형 과민반응의 양상을 관찰하고 혈청 IgE의 농도와 말초혈액 호산구 수를 조사하였다. 그리고 Th1 림프구에서 주로 생산되는 cytokine인 IFN-$\gamma$와 IL-12, Th2 림프구에서 주로 생산되는 IL-4, IL-5, IL-10의 혈청 농도를 측정하였다. 결 과: 투베르쿨린 피부반응의 양성율은 알레르기성 천식환자군이 내인성 천식환자군에 비해 투베르쿨린 피부반응에 대한 양성율이 유의하게 낮았으며(p<0.05), 투베르쿨린 피부반응의 정도는 내인성 천식환자군에 비하여 알레르기성 천식환자에서 유의하게 감소되어 있었다 (p<0.05). IL-4와 IL-10은 알레르기성 천식환자군에서 다른 두 군에 비하여 통계적으로 유의하지 않았으나 증가되어 있었고 IL-5는 알레르기성 천식환자군에서 다른 두 군에 비하여 유의하게 증가되어 있었다 (p<0.01). IL-12와 IFN-$\gamma$는 알레르기성 천식환자군과 내인성 천식환자군에서 정상 대조군에 비하여 유의하게 감소되어 있었다(p<0.05). 알레르기성 천식환자군에서 말초 혈액 호산구 수와 혈청 IgE 농도는 정상 대조군에 비하여 유의하게 증가하여 있었다(p<0.05). 알레르기성 천식환자에서 말초혈액 호산구 수는 혈청 IgE(r=0.737, p=0.003), IL-5(r=0.352, p=0.038), IL-10(r=0.827, p=0.001)과 서로 유의한 상관관계를 보이면서 증가하고 있었다. 전체적으로 Th2 cytokine인 IL-5와 IL-10의 혈청 농도는 서로 유의한 상관관계를 나타내고 있었고(r=0.340, p=0.046), IL-12와 IFN-$\gamma$ 혈청 농도도 서로 유의한 상관관계를 나타내고 있었다(r=0.593, p=0.001). 결 론: 알레르기성 기관지 천식환자는 정상 대조군에 비하여 Th1 림프구의 기능이 저하되어 있었고 Th2 림프구의 기능은 항진되어 있었으며, 이러한 Th2 림프구의 기능 항진은 말초혈액 호산구 수와 혈청 IgE와 유의한 상관관계를 보이고 있어 Th2 림프구 기능 항진이 알레르기성 기관지 천식의 병인에 중요한 역할을 할 가능성이 있음을 알 수 있다.

Background: Bronchial asthma is characterized by chronic eosinophilic inflammatory airway disease associated with bronchial hyperresponsiveness and reversible airway obstruction. Bronchial inflammation in asthma may depend in part on the activation of T helper lymphocytes that elaborate proinflammatory cytokines. T helper (Th) lymphocytes can be divided into two categories; Th1 lymphocytes, which secrete IL-2, IL-12 and IFN-$\gamma$, and Th2 lymphocytes, which secrete IL-4, IL-5, IL-6 and IL-10. Th2 lymphocytes appear to induce allergic responses, whereas Th1 lymphocytes induce delayed-type hypersensitivity response. Some infections, such as tuberculosis, cultivate a Th1 immunological environment and inhibit Th2 lymphocytes function. The presence of such infections might inhibit Th2 immune responses and thus protect development of atopic diseases. Method: 15 patients with allergic bronchial asthma, 10 patients with intrinsic bronchial asthma, and 10 healthy volunteers were studied. The serum concentrations of IFN-$\gamma$, IL-12, IL-4, IL-5, and IL-10 were measured by ELISA method and tuberculin skin test was estimated in different groups. Results: The positive response rates of tuberculin test were 46.7% in patients with allergic asthma, 100% in patients with intrinsic asthma and 60% in normal controls. The positive response rates were significantly lower in patients with allergic asthma than those of in patients with intrinsic asthma (p<0.05). Degree of responses to tuberculin test were $12.0{\pm}9.6mm$ in patients with allergic asthma, $18.4{\pm}4.5mm$ in patients with intrinsic asthma and $10.9{\pm}8.8mm$ in normal controls. The degree of responses were significantly reduced in patients with allergic asthma than those of patients with intrinsic asthma (p<0.05). The serum levels of IL-5 in patients with allergic asthma were significantly higher than in patients with intrinsic asthma and normal controls (p<0.05), although it was insignificant. the serum levels of IL-4 and IL-10 in patients with allergic asthma were higher than that of intrinsic asthma and normal controls. The serum levels of IL-12 and IFN-$\gamma$ in patients with allergic asthma and intrinsic asthma were significantly lower than those in normal controls(p<0.05). The serum levels of total immunoglobulin E (IgE) and peripheral blood eosinophile counts in patients with allergic asthma were significantly higher than those in normal controls. Peripheral blood esinophil counts had a significant correlation with the serum levels of total IgE, IL-5 and IL-10 in patients with allergic asthma (p<0.05). Conclusion: These results have showed that Th1 lymphocyte functions were lowered and Th2 lymphocyte functions were elevated in patients with allergic asthma than those in normal controls. Suppression of Th1 lymphocyte functions by activation of Th2 lymphocyte might be one of the important aspects of pathogenesis in allergic bronchial asthma.