급성 천식 발작을 일으킨 소아 환자에서 급성기 및 회복기의 혈중 Interleukin-10의 변동에 관한 연구

Abstract

[한글]

알레르기 질환의 병인 기전에서 기도 점막의 염증 반응이 중요한 역할을 한다는 것이 널리 알려져 있다. 기도의 염증 반응시 호산구와 함께 T 림프구가 중요한 역할을 담당하며 특히 CD4**+ T세포가 활성화된다. 활성화된 CD4**+ T세포의수는기도 과민성의 정도 및 천식의 중증도와 비례하는 것으로 되어 있다. 활성화된 CD4**+ T 세포는 cytokine의 분비양상에 따라 Th1 세포와 Th2 세포로 구분되는데 Th1 세포는 IL-2, INF-γ, TNF-β를 분비하고 Th2 세포는 IL-4, IL-5, IL-6, IL-10을 분비한다. 이들 세포에서 분비하는 cyto

kine은 각각 자기 아형 세포의 분화 및 성장은 촉진시키고 상대방 세포는 억제시키는데, Th1 세포에서는 INF-γ를 분비하고 Th2 세포에서는 IL-10(cytokine synthesis inhibitory factor)을 분비하여 상호 조절적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

알레르기 질환에 있어서는 Th1 세포형의 반응보다 Th2 세포형의 반응이 우세하게 나타나며 따라서 IL-10이 알레르기 개체에서 일어나는 면역 반응시 Th1세포를 억제하고 Th2 세포가 우세하도록 작용한다고 추정할 수 있다. 따라서 연구자는 기관지 천식에서 Th1-Th

2 세포의 cytokine 분비 양상과 IL-10의 역할을 알아보기 위하여 본 연구를 시행하였다

대상은 연세대학교 의과대학 소아과에 급성 천식 중상을 주소로 입원한 환아 14명과 최근 4주간 증상이 없었던 무증상의 천식 환아 5명, 알레르기 질환의 병력이 없는 정상 대조군 8명을 대상으로 하였으며 급성 천식 발작을 일으킨 환아에서 급성기와 호전기에 ELI

SA 방법을 이용하여 혈청내에서 IL-10치를 측정하였다. 또한 IL-10과 함께 Th2 세포에서 분비되는 IL-4의 농도와 Th1 세포에서분비되어 Th2 세포의 기능을 억제하는 역할을 하는 INF-γ의 농도를 측정하였다. 또한 동맥혈 가스 분압과 혈청 총 IgE치를 측정하여 cytokine치와 상관 관계를 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 혈청 IL-10치는 급성 증상기에 평균 154.7±146.3 pg/㎖로 정상 대조군의17.5±8.3 pg/ml보다 의의있게 증가되었으며(P＜O.01), 호전기에는 29.0±22.4pg/㎖로 현저하게 감소되어 급성기에 증가되었던 혈청내 IL-10치가 호전기에 정상화되는 것을 볼 수 있었다(P＜0.05). 무증상인 천식 환아의 혈청 IL-10치는 20.3±10.8 pg/㎖로 정상 대조군과 차이가 없었다.

2. 혈청 INF-γ치는 급성 증상기에는 41.5±36.5 pg/ml로서 정상 대조군의 23.0±22.3 pg/ml과 통계적으로 유의한 차이는 없었으며 호전기에는 58.3±19.8 pg/ml로 정상 대조군보다 증가되어 있었다(P＜0.01). 그러나 급성기와 호전기의 혈청 INF-γ치의 변화를 추적 검사하여 비교하였을 때는 급성기보다 호전기에 INF-γ치가 증가하는 양상을 보였지만 통계적인 유의성은 없었다(P=0.08). 무증상인 천식 환아의 혈청 IFN-γ치는 27.4±10.5 pg/ml로 정상 대조군과 차이가 없었다.

3. 혈청 IL-4는 모든 대상 환아의 혈청내에서 측정되지 않았다.

4. 혈청 IL-10치와 임상 소견과의 관련성을 찾아보기 위해 동맥혈 가스의 산소 및 이산화탄소 분압, 혈청 총 IgE치와의 상관 관계를 조사하였으나 모두 무관하였다.

5. 혈청 INF-γ치와 임상 소견과의 상관 관계에서도 혈청 IL-10치와 마찬가지로 동맥혈 산소나 이산화탄소 분압과 상관관계가 없었고 총 IgE치와도 무관하였다.

6. 혈청 IL-10치와 혈청 INF-γ치간의 상관 관계는 급성 발작기에서 혈청 IL-10치가 높을 수록 INF-γ치가 감소하는 경향을 보였으나 통계적인 유의성은 없었다(r**2 =0.31, P=0.07). 또한 호전기의 혈청 IL-10치와 INF-γ치간에도 유의한 상관 관계는 없었다.

이상에서 급성 천식 발작시 혈중 IL-10치는 현저하게 증가되고 호전시에는 감소하므로 IL-10이 급성 천식 발작에 관여하는 cytokines 중 하나로 생각되며 이는 급성 천식 발작시 Th2 세포가 활성화됨을 나타내는 결과라고 사료된다.

[영문]

It is now widely accepted that mucosal inflammation plays a role in the pathogenesis of asthma and allergic disease. Much evidence exists that CD4**+ T-lymphocytes play an important role in the inflammatory responses that are antigen driven. Antigen-activated CD4**+ T-lymphocytes can divided into two subtypes, Th1 and Th2, according to the patterns of the cytokines they secrete. Th1 cells secrete IL-2, IFN-γ and TNF-β. Th2 cells secrete IL-4, IL-5, IL-10. INF-γ inhibits the development of Th1 type cells, while a IL-10, called "cytokine synthesis inhibitory factor", inhibits Th1 clone proliferation.

As recent investigations have indicated that Th2 responses act predominantly rather than Th1 responses in allergic disease, it is speculated that IL-10 may be involved in Th1-Th2 dysregulation in allergic disease.

In the present study, in order to determine whether Th2 responses may be caused by increased production of IL-10, IL-10 level in serum was measured in the acute and convalescent please of an asthmatic attack. Simultaneously, the IL-4 and IFN-Y

levels in serum were measured to more fully characterize the pattern of Th1-Th2 cytokine release in childhood asthma. Serum samples were obtained from 14 patients with acute asthmatic attack, who were admitted to the Severance Hospital, Yonsei

University, College of Medicine. Samples were also obtained from 5 patients without asthmatic symptom for 4 consecutive weeks and 8 children without any history of allergic disease. The cytokine level in serum was measured with ELISA kits.

The results were as following ;

1. During the acute phase of asthmatic attacks, the IL-10 level in serum was markedly elevated(154.7±146.3 pg/ml) compared to 17.5±8.3 pg/ml in control subject(P<0.01). The serum IL-10 levels recovered to normal levels(29.0±22.4 pg/ml) in the convalescent phase.

2. The IFN-γ level in serum was not increased(41.8±36.5 pg/ml) in the acute phase compared to the control subjects(23.0±22.4 pg/ml). However in the convalescent phase, the INF-γ level was elevated(58.3±19.8 pg/ml)(P＜O.01).

3. The IL-4 level in serum was not measured.

4. There was no significant correlation between the IL-10 level in serum and clinical findings(arterial blood 0^^2 and CO^^2 concentration, and serum total IgE level).

5. There was no significant correlation between the INF-γ level in serum and clinical findings(arterial blood 0^^2 and CO^^2 concentration, and serum total IgE level).

6. Although there was a decreasing tendency of INF-γ level in proportion to increasing level of IL-10 during the acute phase of asthmatic attacks, no statistical significance was observed(r**2 =0.31, P=0.08). There was no significant correlation between the level of IL-10 and INF-r level of the convalescent phase of

asthmatic ,attacks.

In conclusion, these results suggest that the IL-10 level in serum increases in the acute phase of asthmatic attack and IL-10 is one of the important cytokines which is involved in pathogenesis of childhood asthma.