Cellular Analysis and Measurement of Mucin in Sputum of Chronic Airway Disease

만성기도질환의 객담세포분석과 mucin의 측정

Background : In chronic airway disease, mucus secretion is increased, but extraction of mucin, which is the main component of mucus secretion, is a very complicated and limited in clinical use. Recently, monoclonal antibody for mucin was developed for possible clinical use. In this study, cellular analysis and quantification of respiratory mucin in sputum of patients with chronic airway diseases were performed. Method : Sputum was collected from patients with asthma(n=33), bronchiectasis(n=8) or chronic bronchitis (n=13) by spontaneous expectoration or by hypertonic saline induction. Collected sputums was treated by 0.1% dithiotreitol to dissociate the disulfide bond of the mucus and filtered through a nylon gauze. Total cell count, viability and differential count were measured. For detection of mucin, collected samples were treated with sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis and then with monoclonal antibody(HMO2), as the primary antibody, and PAS stain. The amount of mucin was measured with ELISA by HMO2. Correlation with clinical information, cellular analysis, and amount of measured mucin were analyzed. Results : Total cell counts of sputum were significantly increased in patients with bronchiectasis but viability remained the same. Eosinophils were significantly increased in patients with asthma, neutrophils in bronchiectasis chronic bronchitis, respectively (p<0.05). The results of Western blotting and PAS staining confirmed the presence of glycoproteins and matched? with mucin. The amounts of mucin measured by ELISA were not significantly different among the disease groups. Significant correlation was identified between the amount of mucin and viability(r=-0.482, p<0.05). Conclusion : Inflammatory cells in the sputum of those with chronic airway disease were different for each disease type. Measurement of mucin by ELISA via monoclonal antibodies may be a simple method for the evaluation of chronic airway disease.

연구배경 : 만성기도질환에서 객담내 세포의 성상이 변화가 있다는 것은 이미 알려져 있으며 mucin의 분비가 증가한다는 것은 잘 알려진 사실이나 임상적인 이용이 제한되어 왔다. 만성기도질환 환자의 객담내 세포성상과 임상적 특성을 단클론항체($HMO_2$)를 이용하여 측정 된 mucin이 상관관계가 있는지를 알아보고자 하였다. 방법 : 최근 개발된 mucin에 대한 단클론항체를 사용하여 만성기도질환환자를 대상으로 객담의 세포분석과 mucin의 양을 측정하였다. 자발적 배출된 객당과 고장성 생리식염수를 이용한 유도객담으로 얻은 검체를 처리하여 전체 세포수와 생존률을 측정하였으며 분별 검사를 하였다. 단클론항체 $HMO_2$가 객담내의 당단백인 mucin과 반응함을 확인하기 위하여 Western blot과 PAS 영색으로 검증하였다. 검증된 단클론항체를 이용하여 면역효소측정으로 mucin을 정량하였다. 또한 연구결과와 환자의 입상적인 특성과 상관관계를 규명하였다. 결과 : 기관지확장증에서 전체세포수가 천식과 만성기관지염에 비하여 유의한 증가를 보였으며 분별검사에서 천식 환자에서는 호산구외 증가를, 기관지확장증과 만성기관지염 환자에서는 호중구의 증가를 확인하였다. 환자의 임상적인 특징과 객담에서 측정된 전체 세포수와 생존률 그리고 세포분획과 비교에서 상관관계를 발견 할 수 없었다. 측정된 mucin은 질환별 차이는 발견할 수 없었으며 세포의 생존률과 mucin의 양과의 역상관관계를 확인할 수 있었으나, 그 밖의 다른 지표사이의 관련은 없었다. 결론 : 만성기도질환의 객담의 분석은 객관적인 질환별 감별 평가에 이용될 수 있는 가능성올 보여주고 있으며 객담내 mucin의 분비는 세포의 생존률이 영향을 주는 것으로 판단된다.