교신저자：박효진, 134-701 서울 강동구 길동 445  한림대학교 의과대학 이비인후-두경부외과학교실
              전화：(02) 2224-2279 · 전송：(02) 482-2279 · E-mail：mccaffity@hanmail.net

서     론

   인플루엔자(Influenza)는 전신증상을 동반하는 호흡기내 급성 바이러스 감염증으로 이비인후과에서도 흔히 접하는 질병이다. 연간 세계인구의 약 10%가 감염될 정도로 광범위하게 퍼져 있으며, 높은 인구 밀도와 점차 고령화되는 사회구조 때문에 유병률 및 사망률에 대한 위험성이 증가하고 있는 추세이다.¹⁾ 임상양상은 무증상에서 치명적 폐렴에 이르기까지 다양하며, 위험성이 큰 환자군 특히 고령 환자나 호흡기계, 심혈기계 질환 및 당뇨병을 가진 환자는 기존의 질병이 악화될 수 있고 2차 세균감염이 올 수 있어 초기에 적극적인 치료와 합병증의 예방이 중요하다.²⁾ 지금까지 알려진 치료 방법으로는 보존적 증상 치료나 예방 접종 그리고 항 바이러스제 즉, amantadine, rimantadine, neuraminidase 억제제 등의 투여가 있다.
   예방접종도 지난 20년간 효과적으로 사용되었으나, 바이러스 주(strain)에 따라 특이적인데 비해 매년 항원 재변이(antigen shift)와 항원 소변이(antigen drift)로 인해 바뀔 수 있고 면역 효과도 1년 정도 밖에 지속되지 않기 때문에 매년 접종을 해야 하는 불편함이 있다. 일단 인플루엔자 감염이 의심되면 대개는 증상에 따른 대증요법을 시행하며, 항바이러스제 투여에 대해서는 아직도 논란이 많다. 최근 수년간 고위험군의 환자에게 1세대 항 인플루엔자 치료제로 M2 단백질 억제제인 amantadine과 rimantadine 등을 사용해 왔으나, M2 단백질 억제제는 인플루엔자 A 바이러스에만 작용하며, M2 단백질이 없는 B형 바이러스에는 효과가 없 을 뿐 아니라 부작용 및 빠른 내성 발현 등의 단점이 있다.³⁾
   이러한 한계를 극복한 neuraminidase 억제제인 zanamivir는 인플루엔자 바이러스 A와 B의 모든 neuraminidase의 기능을 저해하여 바이러스 감염 후 증상과 지속 시간을 경감시키며, 회복 속도도 빠르게 도와준다는 연구가 있지만,⁴⁾ 이는 환자를 대상으로 한 주관적 증상 개선에 대한 임상 보고들로서 이를 뒷받침할 만한 객관적 증거의 제시는 아직 미약한 실정이다. 임상적으로 국립 보건원에서 권장하는 zanamivir의 적응증으로는 독감 주의보가 발표된 이후 7세 이상의 환자 중 고위험 환자(65세 이상, 면역저하, 대사질환, 심질환)에서 48시간 이내에 투여하고 1일 2회, 매회 2번씩 5일간 경구 흡입하는 것으로 되어 있지만 그 투여 시기가 불명확하며, 권장하고 있는 투여 시기 전과 후의 효과에 관해서는 언급이 없다.
   Jung 등⁵⁾은 토끼의 상악동에 인플루엔자 A바이러스를 감염시킨 후 섬모의 소실 및 여러 염증성 변화가 일어남을 보고 하였는데 호흡기 점막의 손상은 감염 7일째 가장 심하였으며, 특히 섬모의 손상이 주된 병변이라는 연구 결과를 발표하였다. 따라서 본 연구는 바이러스 감염 후 비점막의 형태학적 변화를 통해 항바이러스제인 zanamivir의 효과를 규명하고자 하였다.
   우선 인플루엔자 A 바이러스를 토끼의 비강에 분무하여 감염시킨 후 비점막의 형태학적 변화가 있는지 확인한 후 zanamivir를 투여하였을 때와 투여하지 않았을 때 감염된 점막의 형태학적 손상 정도를, 특히 섬모를 중심으로 광학 현미경과 전자 현미경을 통해 비교 관찰하였다. 그리고 점액의 방어 기전에 가장 중요한 sialic acid에 특이적으로 반응하는 것으로 알려진⁶⁾ lectin WGA(wheat germ agglutinins)를 표지하여 세포에 분포하는 sialic acid의 분포 양상을 관찰하여 zanamivir의 효과를 객관적으로 증명하고자 하였다. 그리고 약제의 투여시기를 달리하여 언제 투여하는 것이 형태학적 손상을 가장 줄일 수 있는지를 관찰하여, 임상에서 효과적인 약제의 투여 시기를 결정하는데 기초 자료로 활용하고자 연구를 시행하였다.

재료 및 방법

실험군 및 조직채취
   암수 구별없이 체중 2.5~3.5 Kg의 외견상 건강하고 비공이 깨끗한 백색 가토(New Zealand white rabbit)를 대상으로 하였으며, 실험 기간 동안 일정한 사육 환경에서 먹이를 충분히 주어 사육하였다.
   실험군은 바이러스 주입 5일 전부터 5일간 zanamivir를 투여한 군(A군：5마리), 바이러스 주입 직후부터 5일간 zanamivir를 투여한 군(B군：5마리), 바이러스를 주입하고 3일 후부터 5일간 zanamivir를 투여한 군(C군：5마리), 그리고 감염 대조군으로 바이러스만 투여한 군(D군：5마리)으로 구분하였다. 건강 대조군으로 바이러스 대신 zanamivir만 주입한 한 마리(E군)를 격리 사육하였다. 대상 군들을 일정한 환경에서 사육하여 바이러스 주입 일주일 뒤 케타민 전신 마취 하에 희생시켰다. 토끼의 두부를 정중앙으로 절단하여 호흡 상피로 이루어진 비강의 중간 부위인 nasoturbinal mucosa를 5×5 mm 크기로 골막을 포함하여 채취하였으며, 한쪽은 광학 현미경을, 반대쪽은 전자 현미경 관찰을 위한 준비를 하였다.

바이러스 주입
   본원 미생물학교실에서 배양중인 인플루엔자 A 바이러스：A/Korea/1/ 80/(H3N2)를 2회에 걸쳐 부화 계란(embryonated egg)에 배양하여 실험 전까지 -70℃에 보관하였다가 해빙하여 혈구 응집 저지 시험으로 역가를 측정하고, Eagle's mini-mum essential media를 첨가하여 적절한 농도(mL당 7×10⁶ plaque forming unit：PFU)로 희석하여 사용하였다. 바이러스의 주입은 케타민(Ketamine HCL, 50 mg/kg)으로 전신마취를 한 후 바이러스가 비강 내에 골고루 분무될 수 있도록 medicut tip을 변형시켜 만든 카테터를 이용하여 7×PFU의 부유액으로 만든 바이러스 용액 0.3 mL를 각 비공에 주입하였다.

Zanamivir의 투여
   Glaxowellcom사의 zanamivir(Rirenza^TM) 분말을 사용하였으며, zanamivir는 수용성이으로 분말의 형태로 흡입할 수 있도록 고안되었기 때문에, 0.3 mg/kg의 용량을 생리식염수 0.5 mL에 잘 녹여 카테터를 이용하여 5일간 하루에 두 번씩 일정 시간에 각 비공당 한 번씩 투여하였다.

비점막의 형태학적 변화의 육안 관찰 및 광학 현미경 관찰
   먼저 육안 검사로는 수술 현미경을 이용하여 분비물의 성상 및 염증 등의 일반적 소견을 관찰하였으며, 적출한 nasoturbinal mucosa를 10% 포르말린에 24시간 고정하여 파라핀에 포매된 조직을 4~6 μm 두께로 박절하여 H & E 염색 후에 점막의 손상 정도를 광학 현미경을 이용하여 관찰하였다.
   각 군간의 형태학적 손상 정도는 반정량화한 수치로 비교하였다.⁷⁾ 관찰은 200배 배율에서 임의로 5곳을 선정하여 섬모의 소실, 상피의 증식, 점막하 비후 및 염증 세포의 침윤 등을 손상 정도에 따라 정상부터 고도까지 5단계로 점수화하여 분석하였다(Table 1).

전자 현미경 관찰
   주사 전자 현미경(SEM：Scanning Electron Microscopy) 관찰은 골막을 포함하여 적출한 nasoturbinal mucosa를 0.1 M cacodylate 완충액(pH 7.4)으로 세척한 다음 4℃, 2% glutaraldehyde 용액에서 전고정한 후, 0.1 M cacodylate 완충액(pH 7.4)으로 30분 간격으로 3회 세척하였다. 다시 2% osmium tetroxide에서 2시간동안 후고정하여 이를 다시 완충액으로 3회 세척한 다음, 계열별 알코올로 탈수하였다. Isoamyl acetate로 치환한 뒤, Hitachi HCP-2 critical point dryer로 건조한 다음, Eiko IB-Ⅲ ion coater로 도금한 후, Hitachi S-2500 주사 전자 현미경으로 관찰하였다. 섬모의 손상 정도는 3500배 배율에서 임의로 선정한 10곳의 시야에서 소실된 섬모와 정상 섬모의 비율이 0~25% 이면 1, 25~50% 이면 2, 50~75%이면 3, 75~100% 이면 4로 점수화하여 분석하였다.
   투과 전자 현미경(TEM：Transmission Electron Microscopy) 관찰은 인플루엔자 A 바이러스만 투입한 군(D군)과 조직 손상이 가장 적었던 B군간에 주사 전자 현미경에서 관찰되었던 섬모의 소실 이외에 미세 구조의 병변이 동반되는지를 관찰하기 위하여 시행하였다. 1% paraformaldehyde와 1% glutaraldehyde 고정액(pH 7.2)과 2% osmium tetroxide 고정액으로 고정하여 한천으로 전포매한 뒤, 에탄올 탈수 후에 Lowicryl HM 20으로 포매하였다. 포매된 조직들을 Reichert-Jung ultramicrotome으로 40~60 nm의 두께로 연속 절편을 제작하고 nickel grid에 부착하여 관찰하였다.
   Sialic acid에 대한 면역투과 전자현미경 관찰은 인플루엔자 A 바이러스만 투입한 D군과 조직 손상이 가장 적었던 B군을 선택하여 관찰하였다. Grid에 부착된 조직 절편을 sialic acid에 특이적으로 반응하는 lectin WGA(20 nm gold particles, 20 μm/mL)를 0.1 M phosphate buffer(pH 7.2)에 1：50으로 희석하여 실온에서 2시간 반응시키고, 0.1 M phosphate buffer(pH 7.2)로 세척한 뒤 3차 증류수에 5분간 중복 세척하여 uranyl acetate와 lead citrate로 이중 염색하여,⁸⁾ Zeiss EM 109형 투과 전자 현미경으로 관찰하였다. WGA Lectin는 당 단백질 말단 sialic acid (GlcNAc와 NeuNAc)의 분포를 확인하기 위하여 wheat germ(Triticum vulgaris)으로부터 분리된 lectin의 일종인 WGA(wheat germ agglutinins)에 황금 입자가 표지된 WGA-gold colloidal particles(20 nm)를 사용하였다.

통계학적 검증
   윈도우즈용 SPSS 프로그램을 사용하여 ANOVA로 유의성(p<0.05)을 검증하였다.

결     과

육안 소견
   정상 대조군을 제외한 모든 군에서 소량의 점성 분비물 이외에 특이한 소견은 관찰할 수 없었다.

광학 현미경 소견
   인플루엔자 바이러스만 감염시킨 D군은 전체적으로 심한 섬모의 소실을 관찰할 수 있었고 상피의 증식, 점막하 비후 및 염증 세포의 침윤도 심하였다. 일부에서는 급성 염증 지표인 세포질의 해면화(spongiosis)가 관찰되었다. Zanamivir만 투여한 건강 대조군(E군)은 일정한 방향으로 잘 배열된 섬모 세포와 점액 분비 세포는 정상 점막과 동일한 소견을 보였다. Zanamivir와 바이러스를 함께 투여한 군(A, B, C군)에서는 D군에 비하여 섬모의 소실이 제한적이거나 거의 없었으며, 염증성 변화들도 비교적 적었다. 특히 감염 전부터 zanamivir를 투여한 A군과 감염 직후부터 zanamivir를 투여한 B군에서는 염증성 변화들이 거의 없었으며, 일부에서는 건강 대조군과 일치하는 형태를 보였다(Fig. 1). 섬모의 소실, 상피의 증식, 점막하 비후 및 염증 세포의 침윤 등의 조직 소견을 반정량적으로 점수화하여 관찰한 총 염증 지수는 zanamivir를 투여한 모든 군(A, B, C군)이 각각 0.78±0.27, 0.35±0.12, 1.34±0.35로 투여하지 않는 군(D군)의 염증성 변화 지수인 3.87±1.42에 비하여 통계학적으로 의미있게 적었으며(p<0.05), 특히 감염 전에 zanamivir를 투여한 군과 감염 즉시 zanamivir를 투여한 군에서 가장 염증성 변화 지수가 적었다(Fig. 2)(p<0.05).

전자 현미경 소견
   주사 전자 현미경 소견에서는 인플루엔자 바이러스만 감염시킨 D군에서는 전반적으로 심한 섬모의 소실을 보였으며 일부 남아있는 섬모도 흐트러진 배열을 보였다. 감염 전부터 zanamivir를 투여한 A군의 경우 부분적으로 섬모가 존재하였으나 많은 부분의 섬모가 손상되어 있었고, 감염 직후부터 투여한 B군에서는 대부분의 섬모가 남아있었으나 건강 대조군과 비교하여 다소 불규칙한 배열을 보였으며, 감염 3일 후부터 투여한 C군에서는 부분적인 섬모의 소실이 관찰되었다(Fig. 3).
   3500배에서 10곳을 임의로 선택하여, 소실된 섬모의 비율에 따라 수치화한 값은 A군이 1.06±0.53, B군이 0.20±0.11, C군이 0.76±0.45 그리고 D군이 2.72±0.31로 zanamivir를 투여한 군(A, B, C군)이 감염만 시킨 군보다 의미 있게 섬모의 손상이 적었으며(p<0.05), 그 중에서도 감염 직후부터 투여한 B군이 섬모의 손상이 가장 적었다(p<0.05)(Fig. 4).
   투과 전자 현미경 소견에서는 인플루엔자 바이러스 감염만 시킨 D군에서는 대부분의 섬모는 소실되어 관찰할 수 없었으며, 많은 수의 미세융모(microvilli)만이 관찰되었다. 미토콘드리아와 소포체는 공포성 변성 소견을 보였으며, 일부에서 세포벽의 파열도 관찰할 수 있었다. 또 세포 표면에서 볼 수 있는 기저체(basal body)도 관찰할 수 없었으며, 많은 수의 분비 과립으로 생각되는 공포(light vesicle)가 있었다(Fig. 5). 감염 직후부터 zanamivir를 투여한 B군은 정상 섬모 세포와 유사한 소견을 보여 섬모 및 세포막 주위의 융모 세포가 존재하였으며, 잘 배열된 기저체도 관찰할 수 있었다(Fig. 6).
   면역 투과 전자 현미경 소견에서는 인플루엔자 바이러스 감염만 시킨 D군에서 WGA 황급 입자 복합체는 일부 남아있는 섬모에 많은 양의 lectin 황급 입자가 표지되었다(Figs. 7 and 8). 또한 세포 내 분비 과립으로 생각되는 light granule에 많은 수의 황급 입자가 표지되었다(Fig. 9). 반면에 감염 직후부터 zanamivir를 투여한 B군에서는 D군에 비해 적은 양의 lectin 황금 입자가 발현되는 것을 관찰할 수 있었다(Figs. 8 and 9).

고     찰

   급성 상기도염은 대부분 rhinovirus, adenovirus, corona virus와 myxovirus, paramyxovirus 등의 항원성이 서로 다른 바이러스에 의하여 일어난다. 바이러스는 일반 세균과 달리 점막을 뚫고 침입할 수 있으며, 이는 이차적 세균 감염을 일으키는 가장 중요한 원인이 된다.⁹⁾ 바이러스가 침입하면 점막 세포에 작용하여 형질내세망의 팽창, 공포화, 미토콘드리아 기질의 축합 및 점진적 섬모의 감소와 섬모 세포의 탈락 등이 일어난다.¹⁰⁾ 이처럼 바이러스의 감염이 있는 경우 정도의 차이는 있지만 대부분 점막의 손상을 일으키거나, 이차 감염이 없는 경우에는 정상으로 회복되며 이러한 상피 세포의 박탈 정도는, 여러 보고자들 간에 많은 차이가 있지만, 실험 대상에 따라 감염의 양상과 손상 정도에 많은 차이가 있다.¹¹⁾ 동일한 비이러스라도 아형과 균주에 따라 다른데 이는 바이러스의 독성이 다르기 때문이며,¹²⁾ 인간에서 분리한 인플루엔자 바이러스를 쥐에 주입하는 경우 폐 및 상기도에서 증식을 하지만 병적 질환을 일으키지는 않으나 쥐에서 분리한 균주에 계대 접종하게 되면 인간에서 와는 달리 주로 폐에 심각한 질환을 일으키게 된다.¹³⁾
   인플루엔자 바이러스는 orthomyxovirus의 일종으로 negative stranded RNA 바이러스로서 크게 A, B, C형이 있으며 그 중 A, B가 높은 감염력을 가진다. 바이러스의 중앙에 RNA polymerase를 갖고 있는 RNA 조각들이 위치하고, 이는 기질 단백질(matrix protein)에 의해 둘러싸여 있으며, 그 겉에는 이중 지질층으로 구성된 막이 둘러싸고 있다. 이 막에는 M1, M2 단백을 비롯한 여러 단백질이 있으며 hemagglutinin(HA)과 neuraminidase(NA)같은 당단백질들이 돌기(spike) 형태로 박혀있다. HA는 바이러스가 숙주에 부착할 때 도와주며, viral nucleocapsids가 숙주 세포의 세포질로 들어갈 수 있도록 하는 역할을 한다. NA는 장내 세균이나 폐렴구균 같은 박테리아에서 분비되는 효소로서, 당사슬 말단부의 sialic acid를 파괴하는 기능과 숙주에서 바이러스가 복제된 후 다시 세포 밖으로 방출될 때 이를 도와주는 역할을 한다.¹⁴⁾
   인플루엔자 바이러스가 숙주에 감염된 후 복제되어 방출되기까지는 약 18~36시간 정도 소요되며, 이 과정은 먼저 바이러스가 숙주에 부착한 후 HA의 형태학적 변화가 일어나면서 hydrophobic terminal인 HA2가 노출이 되고, 이것이 숙주 세포의 수포(vesicle)안으로 들어가게 되면서 바이러스와 숙주 수포막의 융합이 일어나 둘러싸이게 된다. 수포에서 바이러스의 RNA가 숙주 세포의 세포질로 유리된 후, 핵 내로 이동하여 복제가 일어나게 된다. 인플루엔자 바이러스 A형의 경우 이렇게 세포 안으로 들어와 탈외피하는 과정에 M2 단백질이 관여를 하고 이때 바이러스는 감염력을 잃게 된다. 복제된 RNA는 숙주 세포 밖으로 나가게 되는데 감염력을 갖기 위해 중요한 것은 HA가 HA1과 HA2로 분리되어야 하고 NA가 자기 역할을 해주어야 한다. 즉 neuraminidase는 HA 단백질로부터 neuraminic acid를 제거하여 바이러스가 세포 밖으로 나갈 수 있도록 도와주는 역할을 한다.
   인플루엔자 바이러스가 포함된 작은 물방울에 호흡기가 노출된 후 약 1~4일 이내에 발열, 오한 및 근육통 등의 전신 증상이 나타나며, 이와 함께 기침 등의 하기도 증상 뿐 아니라 인후통과 코막힘 등의 상기도 증상이 동반되기도 한다. 대부분의 치료는 증상에 따라 진통 해열제 및 진해 거담제 등을 사용하며, 세균성 2차 감염이 의심되면 추가적으로 항생제를 사용하지만, 바이러스성 질환인 만큼 항생제를 쓰는 것은 좀 더 고려를 하는 것이 타당하다. 최근 이러한 증상 치료에만 치우치지 않고 바이러스 감염 자체를 예방하거나 조절하는 방법들이 치료법으로 연구되어 왔다.³⁾
   예방접종은 인플루엔자 유행 시기에 유소아, 65세 이상의 노약자나 심폐기능 또는 면역기능이 떨어지는 사람들에서 시행되지만, 우리 나라에서는 아직 접종율이 그다지 높지 않은 편이다. 또한 예방에는 한계가 있고 면역 효과 기간이 1년 정도이고 바이러스의 주(strain)에 따라 특이적이어서, 주가 바뀌면 1년 이내에도 재접종해야 하는 불편함이 있다.
   기존에 항 바이러스 치료제로 사용되어 온 rimantadine과 amantadine은 인플루엔자 A형 바이러스에만 특이하게 작용하며, 바이러스 증식에 필수적인 세포막 단백인 M2 단백의 통로(channel) 기능을 억제하여 바이러스의 탈외피를 방해한다.³⁾ 그러므로 M2 단백이 없는 B형 바이러스에는 효과가 없을 뿐 아니라, 부작용 및 빠른 내성 발현 등 인플루엔자에 대한 치료제로서의 문제점을 가지고 있다.
   Zanamivir는 인플루엔자 A형과 B형 바이러스의 모든 neuraminidase의 작용을 저해하는 약제로서, 흡입체이기 때문에 전신 부작용이 적고 바이러스가 복제되는 호흡기 점막으로 빠르게 도달되는 장점이 있다.¹⁵⁾ Neuraminic acid 잔존기(residues)의 수용체에 부착하여 neuraminidase가 작용하지 못하도록 함으로써 감염된 숙주 세포로부터 바이러스가 방출되어 주변 세포로 감염 전파되는 것을 억제한다.⁴⁾ 임상에서는 zanamivir가 인플루엔자 바이러스 감염의 예방과 치료에 좋은 효과가 있다는 보고들이 많이 나와 있으며,¹⁵⁾ 감염 후 생긴 합병증에 대한 항생제 사용의 빈도를 줄인다는 보고들이 있다.¹⁶⁾ 그러나 대부분 바이러스 감염 후 발생하는 임상적 증상에 대한 주관적인 치료 효과에 대한 연구들이 있었기에, 본 연구는 zanamivir의 투여효과를 동물실험을 통해 객관적으로 증명하고자 하였다.
   인플루엔자 A형 바이러스에 감염된 호흡기 점막은 염증 세포의 침윤, 섬모의 소실 및 섬모 세포의 탈락, 분비 세포의 증가 등 형태학적 변화가 관찰되는데, 이러한 변화는 감염 7일 후에 가장 심하고 점차 회복되어 4주가 지나면 정상으로 회복된다고 알려져 있다.⁵⁾ 따라서 이번 연구에서는 비강과 부비동 구조가 사람과 비교적 유사한 토끼를 대상으로 비강을 통해 인플루엔자 A 바이러스를 감염시킨 후 점막의 염증성 변화와 섬모의 소실이 가장 심한 7일째에 zanamivir를 투여한 군과 투여하지 않은 군의 비점막의 형태학적 변화를 비교하였다.
   염증 지수와 섬모의 소실 정도로 관찰한 본 연구의 결과처럼 zanamivir의 투여 시기에 따른 효과가 다른 것은, 바이러스에 감염되면 염증성 변화가 먼저 일어나고 섬모의 손상이 뒤에 일어나기 때문인 것으로 생각된다. 이로 미루어 보아 정도의 차이는 있으나 인플루엔자 유행 시기가 되면 감염 여부에 관계없이 예방과 치료 목적으로 zanamivir를 투여하는 것이 좋을 것으로 생각된다.
   비점막에 염증이 발생하면 섬모를 포함한 섬모 세포의 변화가 일어날 뿐만 아니라, 방어 기전으로 분비되는 점액의 성상 및 양도 변화하게 된다. 이들 점액의 주 구성 성분인 당단백질은 폴리펩타이드 사슬에 N-acetylgalactosamine (GalNAc)이 O-배당결합(glycoside bond) 으로 연결되며, 여기에는 몇 개의 단당류가 붙어있고 그 말단 부위에는 대부분 sialic acid가 존재한다. Sialic acid가 포함된 sialoglycoconjugates는 점막 표면에 친수성 환경을 제공하여 탈수를 막아주며, 외부에서 들어오는 이물질의 흡착에 관여하는 것으로 알려져 있다.¹⁷⁾ 또한 미세 환경과 국소적 염증 반응과 같은 변화는 세포 표면의 carbohydrate 성분에 영향을 미친다.¹⁸⁾
   세포막 표면의 물질 구조와 기능을 규명하는 수단으로 lectin이 많이 사용되고 있고, 특히 당단백 말단을 확인하는데 유용하다. Lectin은 현재 60여종 정도 알려져 있으며 각각의 lectin은 세포막의 당단백 말단기의 종류에 따라 제각기 특이적 반응을 보인다. 최근에는 lectin을 이용하여 성숙(maturation), 이형성(metaplasia), 그리고 감염에 의한 염증 등과 같은 다양한 조건에서 미세한 당질 구조 변화에 대한 연구가 보고되고 있다.¹⁹⁾ 그 중 한 종류인 WGA lectin은 sialic acid(N-acetyglucosamine：GLcNAc, N-acetylneuraminic acid：NeuNAc)의 존재를 확인하는데 이용되고 있으며, 점액성 당단백에 주로 반응하여 상피 표면 점액 분포의 추적자로 사용된다.
   본 연구의 WGA에 대한 반응 정도는 zanamivir를 투여한 군과 투여하지 않은 군 모두 섬모 주위 및 세포 내 light granule에서 황금 입자를 관찰할 수 있었으며, 그 발현 정도는 투여하지 않는 군에서 현저히 나타났다. 이는 전자 현미경상 분비 과립이 보다 하얗게 보이는 부분이 점액성 과립이고 어둡게 보이는 부분이 장액성 과립이라는 Ueno 등²⁰⁾의 주장과 일치하였으며, 주로 방어 기전에는 세포 내 점액성 과립이 관계하며 섬모 주변에서 발현되는 것은 세포에서 만들어진 점액성 과립이 분비된 것으로 생각된다. 그리고 투여하지 않는 군에서 발현이 증가하는 것은 인플루엔자 A형 바이러스 표면에 다량으로 존재하는 neuraminidase에 의하여 점막 표면의 sialic acid가 제거되어, lectin의 반응이 감소한 것으로 생각된다. 이는 zanamivir 치료 기전의 일부라고 여겨지며, 향후 이에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

결     론

   Zanamivir를 투여한 군에서는 투여 시기에 따라 차이는 있었지만, 염증성 변화와 섬모의 소실이 의미 있게 감소하여 인플루엔자 바이러스 감염에 의한 비점막의 형태학적 변화를 줄인다는 것을 객관적으로 확인하였다. 또 lectin WGA를 사용하여 관찰한 sialic acid의 분포 양상도 zanamivir를 투여한 군에서는 정상 점막과 유사한 분포를 보였으나, 투여하지 않은 군은 다량의 황금 입자가 표지되어 neuraminidase 억제제인 zanamivir의 작용 기전을 부분적으로 설명할 수 있었다.
   투여 시기에 따른 효과 판정에서는 염증성 변화 및 섬모의 소실 정도가 감염 직후에 투여했을 때 가장 뚜렷이 감소하여 인플루엔자 바이러스에 감염되었다고 생각되는 즉시 zanamivir를 사용하는 것이 가장 적절한 사용 시기가 되리라고 생각된다. 감염 이전에 투여한 경우 점막의 염증성 변화들이 감염 직후에 투여할 때와 거의 같은 효과로 예방할 수 있었지만, 섬모의 손상은 부분적으로 관찰되었다. 반면 감염 3일 후부터 투여한 군에서는 감염 직후 투여한 군과 비슷하게 섬모의 손상을 줄일 수 있었지만, 반대로 점막의 염증성 변화는 거의 줄일 수 없었다. 그러나 이번 연구의 결과에서 보듯이 zanamivir를 예방적으로 투여하거나 감염 후 일정기간 지난 후에 투여하여도 제한적으로는 효과가 있으리라고 생각된다. 임상에서는 zanamivir를 인플루엔자의 초기 증상 발현 48시간 이내에 투여하기를 권고하고 있지만, 초기 증상이 바이러스가 포함된 비말에 노출 후 1일에서 4일 이내에 발현된다고 보았을 때 형태학적 변화 측면에서 본다면 초기 증상 발현 시 가능한 빨리 투여하는 것이 보다 좋은 치료효과를 얻을 수 있을 것으로 생각된다.

1. Hampson AW. Epidemiological data on influenza in Asian countries. Vaccine 1999;17:S19-23.

2. Dorin R. Influenza. In: Kasper DL, Braunwald E, Fauci AS, Hauser SL, Longo DL, Jameson JL, editors. Harrison's principles of internal medicine. 16th ed. McGraw-Hill;2005. p.1066-71.

3. Aoki FY. Amantadine and rimantadine. In: Nicholson KG, Webster RG, Hay AJ, editors. Textbook of influenza. Oxford: Blackwell Science Ltd;1998. p.457-76.

4. von Itzstein M, Wu WY, Kok GB, Pegg MS, Dyason JC, Jin B, et al. Rational design of potent sialidase-based inhibitors of influenza virus replication. Nature 1993;363:418-23.

5. Jung YG, Lim HJ, Kim YW, Kim SJ, Choi JO. Ultrastructural changes and bacterial adherence to the maxillary sinus mucosa of rabbits after inoculation of Influenza A virus. Korean J Otolaryngol 1995;38:1704-18.

6. Wilson RA, Barnes PE. The formation and turnover of the membranocalyx on the tegument of Schistosoma mansoni. Parasitology 1977;74:61-71.

7. Otori N, Paydas G, Stierna P, Westrin KM. The anti-inflammatory effect of fusafungine during experimentally induced rhinosinusitis in the rabbit. Eur Arch Otorhinolaryngol 1998;255:195-201.

8. Kim SJ, Hahm SY. Fine structural characterization and localization of lectin receptors in the cultured fibroblast. Korean J Electron Microscopy 2001;31:49-57.

9. Gwaltney JM Jr. Virology and immunology of the common cold. Rhinology 1985;23:265-71.

10. Bakaletz LO, Hoepf TM, DeMaria TF, Lim DJ. The effect of antecedent influenza A virus infection on the adherence of Hemophilus influenzae to chinchilla tracheal epithelium. Am J Otolaryngol 1988;9:127-34.

11. Chung MH, Griffith SR, Park KH, Lim DJ, DeMaria TF. Cytological and histological changes in the middle ear after inoculation of influenza A virus. Acta Otolaryngol 1993;113:81-7.

12. Giebink GS, Wright PF. Different virulence of influenza A virus strains and susceptibility to pneumococcal otitis media in chinchillas. Infect Immun 1983;41:913-20.

13. Sweet C, Smith H. Pathogenicity of influenza virus. Microbial Rev 1980;44:303-30.

14. Jarreau PH, Harf A, Levame M, Lambre CR, Lorino H, MacquinMavier I. Effects of neuraminidase on airway reactivity in the guinea pig. Am Rev Respir Dis 1992;145:906-10.

15. Hayden FG, Osterhaus AD, Treanor JJ, Fleming DM, Aoki FY, Nicholson KG, et al. Efficacy and safety of the neuraminidase inhibitor zanamivir in the treatment of influenza virus infections. GG167 influenza study group. N Engl J Med 1997;337:874-80.

16. Monto AS, Robinson DP, Herlocher ML, Hinson JM Jr, Elliott MJ, Crisp A. Zanamivir in the prevention of influenza among healthy adults: A randomized controlled trial. JAMA 1999;282:75-7.

17. Schulte BA, Spicer SS. Histochemical methods for characterizing secretory and cell surface sialoglycoconjugates. J Histochem Cytochem 1985;33:427-38.

18. Zieske JD, Bernstein IA. Modification of cell surface glycoprotein: Addition of fucosyl residues during epidermal differentiation. J Cell Biol 1982;95:626-31.

19. Gheri G, Gheri Bryk S, Sgambati E, Gulisano M. Characterization of the glycoconjugate sugar residues in developing chick esophageal epithelium. Histol Histopathol 1993;8:351-8.

20. Ueno K, Lim DJ. Heterogeneity of glycoconjugates in the secretory cells of the chinchilla middle ear and eustachian tubal epithelia: A lectin-gold cytochemical study. J Histocem Cytochem 1991;39:71-80.