결핵환자에서 치료전후의 Th1과 Th2 cytokine의 변화 및 상관관계

Abstract

[한글]

결핵은 아직도 전 세계적으로 문제가 되고 있는 전염성 질환으로 한 해 약 200만 명 정도가 결핵으로 인해 사망하고 있다. 화학요법의 도입과 새로운 항결핵제의 개발로 결핵으로 인한 사망이 감소하다가 최근에는 후천성면역결핍증의 증가와 다제내성결핵 환자의 증가로 결핵이 다시 증가하고 있어, 결핵의 발병 기전을 밝히고 백신개발을 위한 연구가 계속되고 있다.

결핵의 발병에 있어서 세포매개면역반응이 중요한 역할을 하고 있음이 이미 알려져 있는데, 이 중 Th1과 Th2 cytokine이 결핵의 발병과 진행에 중요한 역할을 한다고 보고 되고 있다. 본 연구를 통해 결핵환자와 결핵피부반응 양성군과 음성군인 정상인에서 Th1 및 Th2 cell과 관련된 cytokine의 생산을 동시에 측정하고 그 상관관계를 분석하여 결핵균의 감염과 결핵의 발병에서 Th1과 Th2 cytokine의 역할을 규명하고, Th1과 Th2 cytokine의 균형이 실제로 결핵의 발병과 연관이 있는가를 알아보고자 하였다.

본 연구를 시행하기 위해 전혈세포배양법을 사용하였는데 이는 결핵균의 특이항원에 대하여 이미 자극을 받은 단핵세포와 T세포가 특이 항원에 대해 cytokine을 분비하는 기능을 간접적으로 측정하는 방법으로 최근에 세포매개면역반응의 기전을 밝히고 결핵을 진단하는데 사용하고 있다.

본 연구의 결과에서 결핵피부반응 양성군인 정상인에서는 결핵균 항원의 자극에 대한 IFN-γ의 생산이 증가되어 있고, 결핵환자에서는 감소되어 있는 것을 관찰할 수 있었는데, 따라서 결핵균의 항원에 대한 IFN-γ 생산의 증감이 결핵의 발병과 관계가 있는 것을 알 수 있다. 결핵환자의 감염초기에는 IL-12와 TNF-α의 생산이 증가하여 결핵균의 증식을 억제하는 것으로 생각된다. 그리고 치료가 진행되어가면서 TNF-α와 IL-12의 생산이 감소되는 것을 관찰할 수 있었다. 본 연구에서는 결핵균 항원의 자극에 대한 IFN-γ와 IL-12 생산 사이에 상관관계가 관찰되지 않았고, Th2 cytokine인 IL-10의 생산과 Th1 cytokine인 IFN-γ의 생산 사이에는 양의 상관관계를 보였는데, 이에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 생각한다.

[영문]Tuberculosis(TB) is one of the leading infectious diseases in adults, causing about 2 million deaths annually. Research on interactions between host defense mechanisms and immunopathogenesis of TB is necessary because there is an urgent need for developing new vaccines and adjunctive immunotherapy. Most of all, the balance and interaction of Th1 and Th2 cytokines have been thought as playing an important role in the pathogenesis of TB.

In this study, therefore, we used whole blood culture method in order to evaluate Th1 and Th2 cytokine production in active TB patients, PPD+ and PPD- healthy controls. We investigated the productions of IFN-γ, IL-12, TNF-α and IL-10 in response to nonspecific mitogens and M. tuberculosis specific antigens. In addition, we monitored the changes of each cytokine production in TB patients during the course of therapeutic treatment.

As a result, we observed the production of IFN-γ is decreased in TB patients compared to PPD+ healthy controls, suggesting that reduced IFN-γ production is possibly related to the pathogenesis of TB. IL-12 and TNF-α productions, which trigger the innate immune responses in M. tuberculosis infected host macrophages, were induced at the beginning of chemotherapy and then decreased gradually throughout the therapeutic periods. Overall, our results indicate that the productions of IL-12 and IFN-γ are not related in TB patients whereas the productions of IL-10 and IFN-γ seem to be correlated.