전신성홍반성루푸스 환자에서의 항Heat-Shock Protein 70 (HSP 70) 항체의 임상적 의의

Abstract

[한글]

Heat-shock proteins (HSPs)은 세포를 고온으로 자극했을 때 다량으로 생성되는 세포질 내 단백질군으로서 세포의 대사장애, 독성물질, 또는 물리적인 자극 등에 의해서도 생성이 증가되므로 스트레스 단백질이라고도 불리우며 일종의 molecular chaperone으로 알려져 있다. 그 기능은 세포질 내 단백질 구조의 folding을 도와서 제 기능을 다할 수 있도록 도와 주며, 이를 세포막 표면에 발현시켜 면역반응을 유발한다고 한다. HSPs은 종에 관계없이 일부 아미노산 서열이 동일하기 때문에 세균의 세포질 내에 존재하는 HSP 70군과 인체 내 림프구들이 교차반응을 일으켜 염증성 면역반응을 일으킬 뿐만 아니라 여러 종류의 자가면역질환의 발생에도 관여함이 보고되었지만 지금까지 그 정확한 기전은 밝혀지지 않았다.

본 연구에서는 자가면역 질환 중 전신성홍반성루프스 환자들을 대상으로 혈청내 항HSP 70항체를 측정하고자 하였다. 민감도와 특이도가 우수한 효소면역법(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)을 이용하여 검출하고자 시도하였으며, 만약 항HSP 70항체가 검출된다면 이 항체와 전신성홍반성루프스의 질병활성도와의 관계를 조사하여 자가면역질환의 발병에 항HSP 70항체가 관여하는지 밝힘과 동시에 전신성홍반성루프스의 진단 및 치료의 추적관찰에 있어서의 유용성을 알아보고자 하였다.

정상 대조군 59명과 연세대학교 의과대학 세브란스병원에 내원한 전신성홍반성루프스 환자 55명으로부터 채혈한 80개의 혈청을 대상으로 하였다. 혈청내 항HSP 70항체의 정량적 검출을 위해 정제된 HSP 70항원을 이용하여 ELISA검사를 시행하였고, 양성을 나타낸

검체들은 SDS-PAGE와 western blot법으로 확인하였다. 또 검체 채혈 당시의 질병활성도(systemic lupus activity measure, SLAM)를 조사하여 임상적 연관성을 알아보았다.

항HSP 70항체의 ELISA 검사를 위한 최적조건은 몇 번의 실험을 거쳐 결정하였는데, 정제된 human HSP 70항원을 microplate 각 well당 0.5μg씩 부착하였으며 환자 혈청 검체의 희석배수는 1:2를 사용하였다. 또한 SDS-PAGE에서는 순수 분리된 HSP 70항원을 well당 2.5μg씩 loading하였고 혈청의 희석배수는 1:50을 사용하였다.

ELISA 결과 정상 대조군의 흡광도치는 0.15±0.18 (평균±standard deviation, SD)이었으며, 정상 대조군 흡광도치의 평균±2SD를 양성 기준 (cut-off value)으로 판단하여 흡광도치 0.51이상을 양성으로 간주하였다. 대조군에서 양성 결과를 보인 사람은 4명 (7%)이었다. 전신성홍반성루프스 환자군의 흡광도치는 0.13±0.14 (평균±SD)이었고, 흡광도치 0.51이상으로 나타나 양성으로 판정된 경우는 2예 (2.2%)이었다. 정상 대조군과 전신성홍반성루프스 환자군의 흡광도치 평균을 비교하였을 때 두 군간에는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p>0.05).

채혈당시의 임상적 특징과 질병활성도 점수치 조사가 가능하였던 30명에서 SLAM점수와 ELISA흡광도치 간의 상관관계를 살펴본 결과 결정계수 (R**2 )는 0.19 이었고 p=0.014로 통계적으로 유의한 의의가 있었다.

치료 전 후의 짝검체를 가지고 실험이 가능하였던 25명의 환자들에서 치료 전, 후의 항HSP 70항체의 흡광도치는 각각 0.18±0.02, 0.11±0.01 (평균±SD)로서, 치료 후에 항HSP 70항체가 유의하게 감소한 것으로 나타났다(p<0.05). 또 이 중에서 SLAM점수까지 함께 측정할 수 있었던 10명에서 치료 전 SLAM점수 평균은 19.8이었는데 치료 후 9.5로 감소하였고, 치료 전, 후에 채혈한 검체에서의 항HSP 70항체의 흡광도치는 각각 0.20±0.02에서 0.08±0.002 (평균±SD)로 유의하게 감소하였다(p<0.01).

따라서, 전신성홍반성루프스 환자의 진단 목적으로 항HSP 70항체의 검출은 크게 유용하지 않은 것으로 나타났으나, 전신성홍반성루프스 환자의 치료에 대한 반응을 평가하기 위한 지표로서는 유용할 것으로 생각되었다.

[영문]

Heat shock proteins (HSPs), or stress proteins, are expressed in response to heat shock and variety of other stress stimuli. HSPs are involved in folding of newly formed proteins and helping translocation of proteins across membranes. These stress proteins are immunodominant antigens og many non-viral microorganisms and

have been highly conserved during evolution. although the presence of autoantibodies against HSPs in various autoimmune conditions have been observed by several researchers, their relationship to disease is not fully understood yet.

In this study, we have detected the anti-HSP 70 antibody and tried to explain the role of the antibody with respect to the pathogenesis of SLE. Furthermore, we have attempted to find out the possibility to link the presence of the autoantibody with

the monitoring and diagnosis of SLE.

Total 80 samples from 55 SLE patients visited to Severance Hospital, Yonsei University College of Medicine were screened for the presence of anti-HSP 70 antibodies. Simulataneously 59 healthy people were tested as a control group. The anti-HSP 70 antibodies were measured by ELISA and conffirmed by western blot in anti-HSP 70 antibody ELISA positive samples. The activity of disease state was confirmed by the patient's medical record and systemic lupus activity measure (SLAM).

Each well of microplate was caoted with 0.5 μg of HSP 70 antigen in 0.015 M carbonate/bicarbonate buffer (pH 9.6) and incubated with 1:2 dilution of sera. We performed western blot using 2.5 μg/well of HSP 70 antigen and incubated with 1:50

dilution of sera.

The mean optical density (O.D) of ELISA in healthy controls was 0.15±0.18 (mean±S.D). The cut-off value determined by mean±2S.D.of control group was 0.51. Among healthy controls, four were positive(7%). In case of SLE patients, the mean O.D. of ELISA was 0.13±0.14 (mean±S.D.) and 2 patients were positive. There was no statistically significant difference between the O.D. of SLE patients and that of healthy control group.

The correlation of SLAM Score and ELISA O.D. was r**2 =0.19, p=0.014. And, The mean O.D.^^450 value of ELISA was 0.18±0.02 and 0.11±0.01 before and after treatment, respectively (mean±S.D.). Therefore, it was concluded that the amount anti-HSP 70 antibodies was decreased at statistically significant lecel by treatment (p<0.05).

To evalute the significant of anti-HSP 70 as a monitoring maker for treatment, we compared the results with SLAM Score. The O.D. of anti-HSP 70 ELISA in these patients were 0.20±0.02 and 0.08±0.002 before and after treatment respecively (n=10, mean±S.D., p<0.01).

Taken together, anti-HSP 70 antibody was not a clinically useful diagnostic marker in SLE patients. However, the titer of anti-HSP 70 antibody can be used for monitoring the therapeutic effectiveness in these patients.