폐결핵 환자에 있어서 interleukin-2 생성 및 interleukin-2의 세포성면역 활성화에 미치는 영향

Abstract

[영문]

[한글]

폐결핵은 세포내 기생세균인 결핵균에 의한 만성 감염병으로 질병의 양상 및 화학요법

제에 의한 치료효과가 다양하다. 이러한 다양성은 약제내성 균주의 출현도 중요한 요인이

되겠지만, 결핵균에 대한 숙주의 면역 반응 상태 또한 중요한 요인이 되고 있다.

세포내 기생세균에 대한 숙주의 방어기전은 주로 세포성 면역에 의한 것인데, 특히 거

식세포와 T임파구가 중요한 역할을 한다고 보고되어 있다. 본 실험에서는 페결핵 환자의

말초혈액 임파구의 기능을 관찰하기 위하여 림포킨 중 interleukin-2(IL-2) 및 leukocyte

inhibitory factor(LIF)의 생성 정도를 측정하였다.

폐결핵 환자 68명과 건강인 27명을 대상으로 말초혈액 임파구를 비특이 분열원질인 phr

tohemagglutinin(PHA)과 특이항원인 purified protein derivative(PPD)로 자극하면서 배

양하여 말초혈액임파구의 IL-2 및 LIF생성 정도를 측정하여 폐결핵 환자에서 세포성 면역

상태의 다양성을 알아보고자 하였 다.

1. 폐결핵 환자(N=50) 말초혈액 임파구를 PHA 13㎍/㎖ 또는 PPD 20㎍/㎖로 자극하여 배

양한 후 LIF생성능을 백혈구 이동지수로 측정한 결과, 이동지수는 각각 74.5±20.2 및 78

.9±17.2로, 건강인의 62.7±11.7및 67.7±8.9에 비하여 의의있게 높아 LIF생성장애가 있

음을 나타내었다. 한펀 임파구 배양시 정제된 사람 IL-2를 10unit/㎖로 첨가하였을 때 폐

결핵 환자군에서 PHA또는 PPD자극에 대하여 백혈구 이동지수가 69.8±18.6, 79.0±21.5였

으며 건강인에서는 61.8±10.1, 66.2±9.0로 IL-2를 첨가하지 않은 군에 비하여 PHA의 경

우는 감소되는 양상을 보였으나 PPD의 경우는 변화가 없는 양상을 보였다. 또한 LIF생성

장애(백혈구 이동지수>80)를 나타낸 비율도 폐결핵 환자군에서 PHA 또는 PPD자극에 대하

여 38.0% 및 55.1%로 건강인의 19.O% 및 9.5%에 비하여 높았다.

2. IL-2의 생성 정도는 폐결핵 환자(N=40)의 경우 PHA또는 PPD자극에 대하여 6.73±7.7

9및 7.53±7.48로 건강인(N=17)의 5.87±3.84 및 10.69±12.22에 비하여 PPD자극시 그 생

성능이 저하되는 양상을 보였으나 통계적 의의는 없었다.

3. 폐결핵 환자군을 예후, 초발 및 재발군 그리고 객담 결핵균 배양 결과에 따라 분류

하여 비교한 결과 PHA로 자극한 경우에는 LIF 및 IL-2생성 정도에 차이가 없었으나 PPD로

자극하여 배양한 경우 예후가 나쁜 군, 재발한 환자군 및 결핵균배양 양성군에서 LIF및

IL-2의 생성능이 통계적 의의는 없으나 저하된 경향을 보였다.

4. PHA혹은 PPD자극시 폐결핵 환자 및 건강인군 모두에서 정제된 사람 IL-2첨가에 의한

전반적인 LIF생성 항진효과는 관찰할 수 없었으나, 폐결핵 환자군 중에서 LIF생성장애(

백혈구 이동지수>80)와 IL-2생성 장애 (<5unit/㎖)를 나타낸 7명환자중 3명환자에서 LIF

생성 항진효과를 관찰할 수 있었고 LIF생성장애는 있으나 IL-2생성은 정상(>5unit/㎖)에

속하는 6명 환자중 3명에서 LIF생성항진효과를 나타내었다.

이상의 결과로 폐결핵 환자에 있어서 LIF생성정도가 PHA자극에서도 저하되어 있지만 특

히 PPD자극시에 통계적으로 의의있게 떨어져 었는 것으로 보아 비특이 면역반응은 물론

특이 세포성면역이 저하되어 있음을 나타내었다. LIF생성이 저하되어 있는 폐결핵 환자군

에서 IL-2를첨가하면 LIF생성이 정상으로 회복되는 환자도 있고, IL-2를 첨가하여도 LIF

의 생성이 항진되지 않는 환자도 있어 폐결핵 환자의 세포성면역 저하는 IL-2생성 저하뿐

만 아니라 IL-2수용체표현장애 등 T임파구의 기능장애로 인하여 IL-2에 대한 정상반응을

할 수 없는 요인등이 관여할 것으로 생각된다.

Interleukin-2 Production and the affect of Exogenous Interleukin-2 on the Cell

-mediated Immunity in Pulmonary Tuberculosis Paitents

Kwang Chan Lee

Department of Medical Science The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professor Se Jong Kim, M.D.)

Cell-mediated immune response plays an important role in protective immunity

against the tubercle bacilli and in the pathogenesis of pulmonary tuberculosis. The

in vitro assay of leukocyte inhibitory factor(LIF) has been used extensively in

clinical and experimental immunology as a parameter of in vivo cell-mediated

immunity. Interleukin-2 (IL-2) provides the necessary signal for T cells activated

by antigen. Thus IL-2 is a prerequisite for clonal expansion of antigen-specific T

cells and activation of the effector limb of cell-mediated immune responses.

This study was undertaken to evaluate the status of cell-mediated immunity in

pulmonany tuberculosis patients by measuring the LIF activity and IL-2 activity of

peripheral blood lymphocytes. The effect of exogenous purified human IL-2 on the

PPD-stimulated LIF production was also examined to determine if the defect of LIF

production could be reversed.

1. The mean PHA- (13 ㎍/㎖) or PPD (20 ㎍/㎖)-stimulated LIF activities

(migration indices)of peripheral blood lymphocytes of pulmonary tuberculosis

patients were 74.5 20.2 and 78.9 17.2, which were significantly higher(p<0.05 by

Students' t test) when compared 62.7 11.7 and 67 7 8.9 in healthy control group

respectively. The mean PHA-or PPD-stimulated LIF activities, however, were not

significantly reversed by adding purified human IL-2.

2. The mean PHA- or PPD-stimulated IL-2 activities(unit/ml) of peripheral blood

lymphocytes were 6.73 7.79 and 7.53 7.48 in pulmonary tuberculosis patients, and

5.87 3.84 and 10.69 12.22 in healthy controls, respectively. PPD-stimulated IL-2

activity in pulmonary tuberculosis patients was lower comparing to PPD-stimulated

IL-2 activity in healthy control(P=0.1510).

3. No difference was observed in PHA-stimulated LIF and IL-2 activities among

pulmonary tuberculosis patients with respect to clinical prognosis, recurrence of

disease and positive M. tuberculosis in sputa.

4. Exogenous purified human IL-2 succeeded to correct PPD-stimulated LIF activity

in three out of seven pulmonary tuberculosis patients with low LIF and IL-2

activities. LIF activity in three out of six patients with low LIF activity but

normal IL-2 activity was also reveresed by the addition of exogenous purified human

IL-2.

These studies showed that pulmonary tuberculosis patients did manifest

significant impairment of PHA- or PPD-stimulated LIF production and PPD-stimulated

IL-2 activity. IL-2 activity to PHA, however, was comparable to those of healthy

controls, indicating the PPD-specific unresponsiveness in pulmonary tuberculosis

patients. The exogenous purified human IL-2 failed to correct the low LIF activity

following PPD stimulation in seven out of 13 patients out succeeded in six

patients. These deta thus suggest that not only the impairment of IL-2 production

out also the impairment of responsiveness of T cell to IL-2 may contribute to the

defect of cell-mediated immune response in pulmonary tuberculosis patients.