교신저자：여승근, 130-702 서울 동대문구 회기동 1  경희대학교 의과대학 이비인후과학교실
교신저자：전화：(02) 958-8474 · 전송：(02) 958-8470 · E-mail：yeo2park@khmc.or.kr

서     론

   삼출성 중이염이란 소아의 귀 질환 중 가장 흔하며 중이에 염증이 있으면서 중이강에 액체가 저류되는 상태를 말한다.¹⁾ 1950년대 이후 항생 물질의 급속한 개발로 급성 화농성 중이염이 보존적으로 치료되기 시작한 후 합병증은 감소하였으나 발생 빈도가 증가하는 경향을 보이고 있다. 특히 유소아에서는 이통이나 발열같은 급성 염증 증상이 없어지는 경우 중이염이 치유된 것으로 간주되어 항생제의 투여를 중지하여 충분히 치료되지 못한 상태에서 만성화가 된다. 중이염은 전체 소아의 80~90%에서 3세까지 한 번 이상 이환된다고 알려져 있는데 대부분의 경우 예후는 좋지만 10%의 소아에서 재발성, 지속성 삼출성 중이염을 보인다.²⁾ 재발성 지속성 삼출성 중이염은 소아에서 난청으로 인한 언어발달 장애나 의사소통 장애를 일으킬 수 있어 각별한 주의를 요한다. 
   이러한 삼출성 중이염의 원인으로 세균에 의한 감염, 이관 장애, 알레르기 및 면역학적 요인, 아데노이드 증식증, 부비동염, 비인두 감염 등 여러 원인을 열거할 수 있다. 이 중 이관 장애에 따른 세균 감염이 가장 중요한 요인으로 여겨지고 있으며, 감염 후 분비되는 매개물질과 면역학적 반응에 의한 염증 반응의 지속이 삼출성 중이염의 주된 병인으로 생각된다.³⁾ 반복적인 삼출성 중이염에 이환되는 소아들의 경우 혈청내 면역 글로불린의 농도가 대조군이나 단발성 중이염 환아보다 낮다는 보고가 있다.⁴⁾ 또한 삼출성 중이염의 흔한 균주로 알려진 S. pneumoniae와 nontypeable H. influenzae에 대한 항체 생산의 감소나 H. influenza type B capsular polysaccharide 백신이나 풍진 같은 바이러스 백신에 대한 항체 반응 감소가 중이염에 이환되기 쉬운 군에서 더 많다고 보고되고 있어 숙주의 전신면역 상태가 삼출성 중이염에 많은 영향을 끼친다.⁵⁾
   이처럼 삼출성 중이염의 병인에 세균 감염과 항체 생산이 중요한 역할을 함에도 불구하고 중이강에서 세균과 항체에 대한 연관성에 대한 연구가 미비하다. 이에 저자들은 재발성 삼출성 중이염에서 중이 저류액의 항체치와 세균 감염 유무에 따른 항체치에 차이가 있는지 알아보고자 본 연구를 시도하였다.

대상 및 방법

대  상
   2004년 3월부터 2006년 2월까지 본원 이비인후과를 방문하여 만성 삼출성 중이염으로 환기관 삽입술을 시행 받은 환아 중 중이 삼출액을 채취한 61명을 대상으로 하였다. 재발성의 삼출성 중이염 환아(prone군)는 1년에 4회 이상 또는 6개월에 3회 이상 삼출성 중이염으로 진단받아 치료받았지만 치료에 호전이 없어 환기관 삽입술을 시행 받았던 소아로 정의하였고 29명이였으며, 1년에 1~3회 삼출성 중이염으로 진단받았으며 3개월 이상 삼출성 중이염이 지속되지 않은 단발성 삼출성 중이염 환아(non-prone군)는 32명이었다.
   Prone군의 평균 연령은 5.5±2.1 였고 남아가 17명, 여아가 12명이었으며 non-prone군의 평균 연령은 6.1±2.8였고 남아가 15명, 여아가 17명이었다.
   삼출성 중이염의 진단은 이경 검사상 air-fluid level, air bubble, amber color의 고막 소견과 함께 임피던스 청력 검사상 B혹은 C형이 있는 경우로 진단하였다. 수술 및 삼출액의 채취는 3개월간의 추적관찰을 원칙으로 하였으나 약물 치료 후에도 증상의 호전이 없거나, 고막 소견상 고막의 함몰이 진행되거나, 순음 청력 역치가 의미 있게 증가하는 경우에 시행하였다. 수술은 외이도를 포타딘 용액으로 충분히 세척한 후 무균적 조작으로 출혈없이 조심스럽게 삼출액을 Juhn Tym-Tap(Xomed. Inc., Jacksonville, Florida, USA)을 이용하여 effendorf tube에 모은 후, 영하 70℃에서 보관하였다. 모든 검체의 사용은 수술 전 보호자에게 연구의 목적을 충분히 설명한 후 동의를 얻은 경우만 사용하였다. 그러나 두경부 기형, 전신 질환 또는 선천적 혹은 후천성 면역 결핍이 의심되는 경우는 이 연구에서 제외하였다.

균배양 검사
   37℃, 5% CO₂ 조건하에 3일간 배양하여 얻은 집락(colony)을 그람 염색, catalase 시험, oxidase 시험으로 각각을 구분하고, 미생물 자동화 분석 기기인 Vitek 1 system (BioMérieux, France)의 GPI card, GNI card를 최종 동정에 사용하였고, 집락의 특성 및 그람 염색, catalase 시험, oxidase 시험상 일부 Corynebacterium으로 구분된 것들은 API coryne kit(BioMérieux, France)로, 혈액한천배지에서 진균이 자란 경우에는 Sabouraud 배지로 최종 동정 하였다.

삼출액에서 세균 DNA 분리 및 중합효소연쇄반응
   삼출성 중이염의 가장 많은 병인균인 Hemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae, Moraxella catarrhalis와 그 외 Staphylococcus epidermidis, Coagulase negative staphylococcus, Methicillin resistant Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes에 대하여 Table 1과 같은 primer를 이용 각각 세균을 검출하였다. Genomic DNA는 Wizard Genomic DNA purification kit(Promega, Medison, WI, USA)를 사용하여 추출하였다. 중합효소연쇄반응은 각각의 원인 균주의 primer 20 pmol과 200 uM dNTP, PCR buffer(10 mM Tris-HCL(pH 8.3), KCl 50 mM, MgCl₂ 1.5 mM) 그리고 Taq DNA polymerase (Takara, Shiga, Japan) 1 unit를 이용하여 총량 50 μl, genomic DNA 500 ng이 되게 시행하였다. 중합효소연쇄반응은 Thermal cycler (Biometra, Gottingen, Germany)를 이용하였으며 initial denaturation은 95℃에서 5분간 시행하였고, 그 후 95℃에서 1분씩 총 35 cycle 시행하였다. Annealing은 55℃에서 1분간(S. pyogenes의 경우 50℃), extension은 72℃에서 1분간, final extension은 72℃에서 5분간 시행하였다. 0.5 g/mL ethidium bromide를 함유한 2% agarose gel에 PCR 결과물을 전기영동시행 후 100 bp 마다 DNA molecular weight marker(Takara, Shiga, Japan)와 비교 영상분석기(Gel Doc 1000 gel documentation system, Bio-Rad, Philadelphia, USA)를 이용하여 중합효소연쇄반응 결과물의 크기를 조사하였다.

효소면역흡착법(Enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)
   수술시 모은 삼출액을 10배 희석하여 원심분리한 후 상층액만 실험 전까지 -70℃의 냉장고에 냉동보관하였다. 면역글로불린 G, A, M의 양을 ELISA kit(Pierce Chemical Co., Rockford, IL)에 의해 다음과 같이 측정하였다. 편평한 96 well판에 각각 coating buffer(Na₂CO₃ plus NaHCO₃ plus NaN₃)에 anti-human Ig(H+L)(Southern Biotechnology Associates, Inc., Birmingham, AL)를 1：400으로 혼합하여 50 μl씩 분주하여 4℃ 방에서 하룻밤 배양하였다. 96 well판을 6차례 세척한 후 표준 곡선표를 위해 양성 대조군과 음성 대조군을 만든 후 채취한 상층액표본을 50 μl씩 넣고 실온에서 3시간 배양하였다. 다시 6차례 세척한 후 PBS/Tween/BSA용매에 horseradish peroxidase가 붙은 purified anti-human IgG, IgA, IgM을 각각 넣고 실온에서 배양하였다. 6차례 세척 후 기질용액 2,2'-AZINO-Bis(Sigma-Aldrich Inc., Saint Louis, Missouri)를 넣은 후 414 nm에서(Dynex Technologies, Chantility, VA) 흡광도를 측정하였다.

통  계
   통계학적 검증 방법으로 student t-test 검정을 이용하였으며 p값이 0.05 이하인 경우를 유의 수준으로 하였다.

결     과

   전체 삼출성 중이염 환자군의 저류액내 면역글로불린의 농도는 IgG는 2,375±3565(평균±표준편차) ng/mL, IgA는 485±452 ng/mL, IgM은 1,053±642 ng/mL였다. IgG, IgA 그리고 IgM 값 모두 prone군에서 낮았으나 IgG과 IgM 값은 통계학적으로 유의한 차이는 없었으나 IgA 값은 non-prone군에 비해 통계적으로 유의하게 낮은 값을 보였다(Table 2).
   Prone군에서 PCR이나 세균 배양에서 균이 검출된 환아는 17명(59%), 검출되지 않은 환아는 12명(41%)이었으며 non-prone에서는 균이 검출된 환아와 균이 검출되지 않은 환아가 각각 16명(50%)씩이었다(Table 3).
   PCR과 세균 배양을 통한 균 검출 양성군의 IgG, IgA, IgM값은 각각 1,937±2,635 ng/mL, 342±274 ng/mL, 952 ±637 ng/mL이며, 균 검출 음성군은 각각 2,927±5,327 ng/mL, 523±389 ng/mL, 1,121±876 ng/mL이었다. 두 군간에 IgG 값와 IgM 값은 유의한 차이가 없었으나 IgA 값은 균 검출 양성군에서 균 검출 음성군에 비해 낮게 측정되었으며 통계적으로 유의한 차이가 있었다(Table 4).

고     찰

   만성 삼출성 중이염은 고막의 천공을 나타내지 않고 발열, 이루, 이통 등의 급성 증상 없이 중이강내에 장액성 또는 점액성의 저류액이 지속되는 질환으로, 오늘날 항생제나 수술 방법의 발달로 화농성 중이염의 빈도는 감소하는 추세에 있으나 삼출성 중이염의 경우 오히려 증가하는 경향이 있으며 소아 난청 및 언어 장애의 중요한 원인이 되고 있다.¹⁾
   삼출성 중이염의 정확한 기전이나 병인에 대해서는 명확히 밝혀져 있지 않으나, 감염 및 이관 기능의 저하가 삼출성 중이염의 병인에 크게 관련한 것으로 알려져 있다. 동물 실험에 의하면 단순한 이관 폐쇄만으로도 중이 점막에 부종이 생기고 점막하층에 있는 혈관의 투과성에 변화가 생겨 삼출액이 나오고 이것이 기저막을 뚫고 중이강에 고이게 된다. 이와같은 현상은 어떠한 원인이든 중이의 환기 불량시에 2차적으로 삼출성 중이염이 발생할 수 있다.⁶⁾ 이관 기능 장애를 초래하는 이관 폐쇄와 마찬가지로 이관의 비정상적 개통 때에도 쉽게 중이염을 유발한다. 이관 폐쇄는 염증이나 자극 또는 알레르기에 따른 점막 부종과 같은 이관 내적 요인과 종양, 골절, 외상, 아데노이드 또는 구개편도 비대와 같은 이관 외적 요인에 의해 올 수 있다.⁷⁾ 또한 선천성 혹은 후천성 면역 장애가 있는 경우 즉 Ig subclass deficiencies, 후천성 면역 결핍증, 항암치료에 의한 면역 저하 상태에서 중이염의 발생률이 높다.⁵⁾
   삼출성 중이염 환자의 중이강내에서는 점막하층으로 plasma 세포와 임파구의 침윤과 함께 혈관 증식이 일어난다. 또한 goblet cell의 증식과 함께 중이 상피 세포가 secretory 타입으로 화생(metaplasia)이 된다.⁸⁾ 여기서 분비되는 점액은 면역글로불린, mucin, 단백질, 사이토카인 등을 포함하고 있으며 이것이 중이강내를 항균 상태로 유지하려 한다.⁹⁾ 삼출액내 acid phosphatase, alkaline phosphatase 등의 효소, 중이강내 점막하부에서 면역글로불린을 형성하는 세포들 그리고 IgA와 IgG가 혈청과 삼출액에 거의 같은 농도 또는 삼출액에 더 높은 농도로 존재한다는 이전의 보고들은 중이 점막으로부터 분비되는 중이 저류액이 방어작용을 위해 능동적으로 분비되는 작용 기전임을 알 수 있다.¹⁰⁾ 모유 수유가 삼출성 중이염 발생을 줄인다는 보고가 있는데 이는 모성의 항체가 중이내 병원균 발생에 영향을 준 것으로 생각된다.¹¹⁾
   체내에서 면역글로블린은 IgG, IgA, IgM, IgD, IgE의 5가지 종류가 존재하며, 이 중 IgD와 IgE는 극소수의 양만 존재한다.¹²⁾ 이런 항체는 여러 가지 생물학적 특성과 기능을 가지고 있는데 체내에서 항체는 항원 분자에 반응하여 수백만 개의 특이 항체가 생성되어 체액으로 분비된다. 기본적인 항체의 기능은 독성 물질을 중화하고 탐식 작용과 살균 작용을 촉진하며 세포 표면의 항원과 결합한 후 혈관외의 망상내피계내 또는 혈관내에서 보체의 도움으로 세포를 파괴하는 기능을 한다.¹²⁾
   IgG는 전체 면역글로불린의 대부분인 80~85%를 차지한다. IgG의 혈청내 농도는 연령에 따라 차이가 나는데 신생아 혈청의 IgG는 대부분이 태반 통과에 의한 모체의 항체이다.¹³⁾ 세균 항체, 바이러스 중화 항체, 침전 항체, 혈구 응집소와 용혈소의 대부분은 IgG이다. 사람의 IgG는 IgG1부터 IgG4까지 4가지 아형이 있으며 성인에서는 IgG1과 IgG2가 대부분을 차지하며 IgG3와 IgG4는 매우 적다. IgG1은 바이러스 단백항원에 대항하는 주된 아형이고 IgG2는 S. pneumoniae나 H. influenzae뿐만 아니라 다당류 항원에 대항하는 역할을 한다.¹⁴⁾
   본 연구에서는 IgG에 대한 아형을 구분하지는 않았으며 재발성 중이염군이 비재발성군에 비해 IgG 값이 낮은 경향을 보였지만 통계적으로 유의성은 없었다. 이러한 결과는 윤리적인 문제로 면역 글로불린을 중이 점막 또는 점막하 조직이 아닌 중이 삼출액에서 측정하였기에 중이내 면역 반응 상태를 정확히 반영하지 못했기 때문이라 생각되었다.
   IgA는 전체 항체 중 약 15% 정도를 차지하고 있으며 IgA는 혈액내 존재하는 serum IgA와 각종 체액과 조직에서 존재하는 분비형 IgA로 구분된다.¹³⁾ 각종 체액(활액, 척수액, 수액, 안구액 등)내의 IgA 농도는 IgG의 1/6정도이지만 분비액(초유, 호흡기 점액, 장점액, 침 등)에서는 IgG나 IgM보다 훨씬 높은 농도로 존재할 수 있다. 분비액내의 IgA는 미생물 침입에 대한 첫번째 방어선으로 작용하며 위장 감염을 막는데 중요한 역할을 한다. IgA는 IgG나 IgM과는 달리 호흡기 점막, 장점막 및 분비선에 존재하는 plasma cell에서 일차적으로 합성된 후 일부 IgA는 혈액으로 들어가며 대부분은 상피 세포내 또는 그 사이에 존재한다.¹³⁾ Hirata 등¹⁵⁾도 혈청 IgA 감소가 재발성 감염에 쉽게 이환될 수 있는 환자에서 발생할 수 있어 재발성 중이염과 혈청 IgA 감소가 관련이 있음을 보고하였다. 
   본 연구에서도 이전 재발성 중이염 환자에서의 혈청 면역 글로불린 수치와 유사하게 재발성 중이염 군에서 중이 삼출액의 IgA 값이 비재발성 중이염군에 비해 통계학적으로 의미 있게 감소하였으며 이는 재발성 중이염군의 중이강내 국소 면역력 저하를 시사한다고 생각되며 중이내에 존재하는 분비형 IgA가 중이염 발생 및 중이내 세균의 성장을 막는데 중요한 영향을 끼친다고 생각되었다.
   IgM은 혈청 항체 중 약 10%를 차지하고 있으며 감염원에 반응하여 초기에 생성되는 항체로서 B임파구의 성숙과정 중 최초로 나타나 세포가 노화될 때까지 남는 항체이다.¹³⁾ IgM 생성은 그람 음성균 감염시에 대부분 생성되며, 류마티스 인자, 한랭응집소와 동종 혈구응집소도 IgM의 일종이다.¹³⁾
   본 연구에서 재발성 중이염군과 비재발성 중이염군간에 IgM 값에 통계학적으로 유의한 차이는 없었으며 이는 B세포가 자극을 받게 되면 급성기 염증 반응에 의해 IgM이 가장 먼저 자극되어 분비되는 점을 고려해 볼때 두 실험군 모두 만성의 삼출성 중이염군이므로 의미 있는 차이가 없었던 것으로 생각되었다.
   만성 삼출성 중이염은 급성 중이염의 재발 후 이행 빈도가 높고 상기도 감염 후 빈발하는 것으로 보아 세균 감염이 중요한 원인의 하나로 여겨져 왔으며 보고하는 학자들에 따라 다르나 약 84%에서 gram stain에 의해 박테리아를 확인할 수 있었으며 약 45%에서 원인균을 배양할 수 있었다.¹⁶⁾ 원인균으로는 S. pneumoniae와 H. influenzae가 많으나 최근에 B. catarrhalis가 급속히 증가하고 있으며 특히 β-lactamase를 분비하는 균주들의 출현으로 페니실린 제제에 내성을 보이는 경우가 많다.¹⁷⁾
   삼출액에서의 세균 검출은 세균 배양법과 중합효소 연쇄 반응을 이용한 세균 검출법 두 가지가 사용된다. 삼출성 중이염의 가장 흔한 원인균인 S. pneumoniae, H. influenzae, M. catarrhalis를 세균 배양법으로 검출시 검출률이 각각 8~20%, 4~10%, 2~8%로 보고 되었던 반면 PCR을 이용한 세균 동정시 각각 24.7%, 32.9%, 41.2%의 검출률을 보였다.¹⁸⁾ 본 연구에서는 세균 배양법은 27.3%, 중합 효소연쇄반응은 47.4%의 균 검출률을 나타내어 중합효소연쇄반응을 사용한 균 검출법이 높은 검출률을 나타냈다. 두가지 방법을 이용한 prone군과 non-prone군에서의 균 검출률이 각각 59%, 50%였으며 통계적으로 유의한 차이는 없었는데 이는 균의 유무 자체가 재발성 삼출성 중이염의 발생과 직접적인 연관이 없음을 시사한다고 할 수 있다.
   Sloyer 등¹⁹⁾은 삼출액에서 세균의 특이 항원의 존재 및 농도가 높아짐에 따라 세균 배양이 음성으로 나타나는 것을 보고하여 특이 항원에 의한 병인 세균의 제거를 주장하였다. 또한 Yamanaka 등²⁰⁾의 보고에 따르면 삼출성 중이염 환자의 94%에서 nontypable H. influenze에 대한 특이 항체가 중이 저류액에서 발견되었으며 재발성 중이염군에서 삼출성 중이액내에 H. influenzae에 대한 특이 항체로 secretary IgA의 농도는 IgG에 비해 현저히 낮았으나 nontypable H. influenzae가 발견되지 않은 환아에서 분비형 IgA가 유의하게 높았다.
   본 연구에서는 IgG와 IgM 값에서는 세균 검출군과 비검출군간에 차이가 없었으나 IgA 값은 세균 검출군에서 통계적으로 유의하게 낮게 나타났으며 이는 중이강내 면역 글로불린중 외부로부터 중이내로 침입하는 세균의 성장을 막는 면역 반응으로 IgA가 중요한 역할을 하며 중이강내 IgA 감소가 재발성 삼출성 중이염의 발병과 연관성이 클 것으로 생각되었다.

결     론

   재발성 삼출성 중이염군의 저류액에서 IgA 값이 통계학적으로 의미 있게 낮게 나타났으며 IgA의 양에 따라 세균의 검출률도 차이가 있었다. 따라서 재발성 삼출성 중이염의 중이강내 점막에서 분비되는 분비형 IgA의 항체 생산 장애가 중이염의 재발에 관여하리라 생각되었다. 그러나 삼출성 중이염의 발병 원인 및 임상 경과가 다양하고 복합적으로 작용하는 만큼 항체 형성장애 단독으로 중이염과의 발병과 재발, 만성화에 직접적으로 연관성을 짓기 보다는 다른 위험인자와 연관하여 발병기전을 이해하여야 할 것이다.

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