교신저자:이재훈, 570-711 전북 익산시 신용동 344-2 원광대학교 의과대학 이비인후과교실
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서
론
알레르기 비염은 비점막에 호산구, T 림프구의 축적을 특징으로 하는 염증성 질환이다.1) 염증성 세포들 즉 호산구, T 림프구들이 알레르기 점막의 축적에 chemotactic cytokines들인 chemokine들이 중요한 역할을 한다고 알려져 있다.1) CC chemokines들은 regulated upon activation, normal T-cell expressed and secreted(RANTES), I-309, monocyte chemotactic protein-1(MCP-1), MCP-2, MCP-3, macrophage inflammatory proteins(MIP)-1α, MIP-1β 그리고 eotaxin 등이 대표적으로 알려져 있다.1)
CC chemokine receptor 5(CCR5)는 RANTES, MIP-1α, MIP-1β의수용체로서, CCR5 유전자는 염색체의 3p21부위에 위치하고 있다.2) 최근 CCR5의 유전자에서 32 base pair(bp)의 결손(CCR5 ㅿ32)으로 인한 다형성(polymorphism)이 보고되었으며,2) CCR5의 유전자에서 32 bp의 결손은 premature stop codon으로 인해 무기능(non-functional) 수용체를 야기하여 CCR5 발현수준을 감소시켜 질환의 발생 및 진행에 영향을 준다.3) CCR5 유전자 다형성에 대한 연구는 CCR5가 macrophage-trophic human immunodeiciency virus(HIV) type 1 strains에 대한 공유 수용체(coreceptor)로 알려지면서 시작되었다.3) HIV type 1 strains가 대식세포로 들어가기 위해 CCR5가 필요하다.4) CCR5의 돌연변이형(mutant type)인 CCR5 ㅿ32은 세포에서 CCR5의 발현을 감소시킨다.5) 그리하여 CCR5 ㅿ32 대립인자를 가진 개인 혹은 집단에서 CCR5 ㅿ32 대립인자를 가지지 않는 개인 혹은 집단에 비해 HIV-1에 대한 감염에 대한 방어 및 감염의 진행을 느리게 한다는 연구가 보고 되었다.6) CCR5 유전자 다형성이 알레르기 질환 발생에서 방어역할을 할 수 있다는 가설 하에 CCR5 ㅿ32 대립 인자(allele)를 가진 군에서 천식에 대한 발생의 감소와 연관된다는 연구결과가 최근 보고되었다.7)
이러한 유전자 다형성은 인종에 따라 차이가 있는 것으로 알려져 있으며,8)9) 지역 및 노출된 항원에 따른 환경적 요인들에 의해서도 차이가 있을 수 있다. 그래서 본 연구는 한국인의 정상 대조군과 알레르기 비염 환자에서의 CCR5의 유전자 다형성 빈도를 조사하여 CCR5 ㅿ32 대립인자가 한국인에서 알레르기 비염의 발생을 방어할 수 있는 중요한 표식자(marker)로 이용될 수 있는지 알아보고자 하였다.
대상 및 방법
대 상
실험군은 2002년 1월부터 2002년 12월까지 알레르기 비염의 증상으로 원광대학병원 이비인후과를 방문하여 피부반응검사에서 알레르기 비염으로 확진된 187명을 대상으로 하였다. 대조군은 건강 검진을 위해 본 병원을 방문한 278명을 대상으로 하였고 설문지를 통해 알레르기 질환의 증상을 포함한 기타 질환들과 피부 단자 검사에 음성을 보인 경우로 하였다. 평균 연령은 대조군에서 27.2±11.6세, 실험군에서 28.9±10.7세로 통계학적 차이가 없었으며, 남녀성비는 대조군은 남:여=145:133, 실험군은 남:여=96:91으로 통계학적 차이가 없었다.
방 법
CCR5 유전자형 분석
Miller 등10)의 방법으로 혈액에서 genomic DNA를 추출하였으며 PCR 방법으로 CCR5 유전자형을 확인하였다.
PCR primer(Bioneer, Daejon, Korea)는 Forward primer;CCR5 2F:5'-AGG TCT TCA TTA CAC CTG CAG
C-3', Reverse primer CCR5 2R:5'-CCT CTC ATT TCG ACA CCG AAG C-3'를 사용하였다. PCR 반응 혼합물은 genomic DNA 100 ng, primer 각각 0.5 μM씩, dNTP 혼합체 40 μM,
MgCl2 2.5 mM, Tris-Hcl 10 mM(pH 8.0), Taq polymerase(TaKaRa, Otsu, Japan) 1.0 unit를 섞어 총 용량이 20 μl로 하였다. PCR 반응은 초기 denaturation 95℃ 10분 반응 후 94℃ 30초, 60℃ 30초, 72℃ 30초를 35회 반복한 후 마지막 75℃에서 5분간 extention 하여 증폭시켰다(MJ Research, USA). 증폭된 PCR 산물 5 μl를 2% agarose gel에서 전기영동시켜 ethidium bromide로 염색하여 최종 유전자형을 확인하였다(Fig. 1).
결 과
CCR5 유전자 다형성 유형 분포
환자군에서 CCR5 유전자형은 CCR5/CCR5형이 100%, CCR5 ㅿ32/CCR5형이 0%, CCR5 ㅿ32/CCR5 ㅿ32형이 0%였고, 대조군에서는 CCR5/CCR5형이 100%, CCR5 ㅿ32/CCR5형이 0%, CCR5 ㅿ32/CCR5 ㅿ32형이 0%였다(Table 1).
고 찰
알레르기 질환의 발생은 유전적 성향이 강하지만 단독 유전자좌(single gene locus)에 국한된 전형적인 멘델유전(Mendelian inheritance)방식을 보이지는 않으며, 다양한 유전자들의 상호 작용과 환경적인 요인들의 복합적인 과정에 의해 발생할 수 있다.11) 또한 노출된 기인 항원에 따른 환경적인 요인들에 의해 연구 집단들 사이에서 차이가 발생할 수 있다.11) 이러한 점들이 알레르기 질환의 원인 및 악화에 한가지의 특정한 유전자만이 국한되지 않으므로 유전자 연구에 어려움을 야기할 수 있다. 이런 점에도 불구하고 최근에 알레르기 질환에 대한 유전자 다형성의 감수성에 대한 연구들이 많이 보고 되었다. 이런 연구들은 각각 다른 인종을 대상으로 하는 경우가 많아 인종간의 유전자 다형성 유형이 다름을 알 수 있다.8)9)
CCR5는 CC chemokines인 RANTES, MIP-1α 그리고 MIP-1β에 의한 화학주성(chemotaxis)을 중개하고 Th 1 표현형을 가진 림프구, 단핵세포 그리고 대식세포에서 발현된다.2) RANTES은 T 세포, 호산구, 호염기구, 대식세포 그리고 비만세포에 대한 강력한 화학주성인자(chemoattractant)로 알레르기 비염에서 활성화된 호산구가 비점막의 침착에 관여하는 것으로 알려져 있다.12) 또한 호산구의 수명에 영향을 주지는 않으나, 호산구의 활성화와 유지(recruitment)에 관계한다.13) Ralakulasingam 등14)에 의하면 알레르기 비점막에 RANTES 단백질과 RANTES mRNA을 포함하는 세포들의 존재를 증명하였고, 항원 자극 시 이런 세포들의 증가와 더불어 콧물에서 RANTES 단백질의 존재를 밝혀냈다. 그러나 RANTES가 류마티스 관절염15) 및 폐 사르코이드증(pulmonary sarcoidosis)16)과 염증질환의 조직에서의 존재가 밝혀짐에 따라 꼭 알레르기 질환들에만 특이하게 작용하는 것은 아니라는 사실을 알게 되었다.
지금까지 보고 된 다른 질환에서의 CCR5의 유전자 다형성은 Th1형 질환들로 폐 사르코이드증,16) 류마티스성 다발성근육통(polymyalgia rheumatica)15) 및 염증성 장 질환17)이었다. 이러한 연구들은 CCR5 ㅿ32가 전형적인 Th2 질환인 천식의 발생을 감소시킨다는 연구에 근거를 두고 있다.7) 폐 사르코이드증은 활성화된 Th1 T 세포가 폐로 침착되어 지연성 과민반응 육아종의 발생하는 대표적인 Th1 T 세포 매개 면역질환으로 CCR5의 유전자 다형성과 연관성이 있음이 보고 되었다.16) 그러나 류마티스성 다발성근육통15) 및 염증성 장 질환17)에서는 연관성이 없다고 보고 되었다.
서양인에서 CCR5 유전자의 돌연변이형인 CCR5 ㅿ32 동형접합체(homozygote)가 약
1~2%로 낮은 빈도를 보이며, CCR5 ㅿ32의 대립인자는
5~13%의 빈도를 보인 반면, 아프리카인에서는 극히 드문 빈도를 보여 인종에 따른 유전적인 인자가 특정 질환의 발생 및 진행에 영향을 줄 수 있다고 알려져 있다.18) 저자들의 본 연구에 있어서 한국인의 경우에서는 대조군과 환자군에서 CCR5 ㅿ32 동형접합체 혹은 CCR5 ㅿ32 이형접합체(heterozygote)가 전혀 나타나지 않았다. 이러한 인종에 따른 인구 집단들에서의 유전자 다형성은 유전자간 혹은 유전자와 환경적인 요소간의 상호작용에 의하여 알레르기 질환의 발생 및 악화에 대한 감수성에 영향을 줄 수 있음을 시사한다. 저자들은 본 연구를 통해 CCR5 ㅿ32 대립인자는 한국인 알레르기 비염의 발생억제에 관여하는 중요한 표식자은 아닐 것으로 생각된다. 그러나 CCR5 유전자의 CCR5 ㅿ32 대립인자가 서양인에서도 높은 빈도는 아니므로 보다 더 많은 한국인 정상 대조군과 알레르기 비염환자들에서의 연구가 필요할 것으로 사료된다.
유전자 다형성은 기능적이므로 인종적인 차이 및 환경적인 영향에 따라 질환에 대한 감수성이 다를 수 있다. 인종에 따른 알레르기 질환들의 발생 및 악화에 관여할 수 있는 후보 유전자들의 다형성에 대한 연구를 통해 종족 혹은 개인에 따른 알레르기 질환에 대한 감수성을 예측하는 예측 의학, 더 나아가 맞춤 치료를 할 수 있는 맞춤 의학의 시대가 미래에 도래할 수 있을 것으로 사료된다.
결 론
본 연구를 통해 한국인에서의 CCR5 유전자 다형성은 없었다. 이러한 결과는 한국인 알레르기 비염의 발생의 억제에 CCR5 유전자 다형성이 중요한 요소로 작용하지는 않을 것으로 사료되나 보다 더 많은 대상의 연구가 필요할 것으로 사료된다.
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