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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 43(7); 2000 > Article
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 2000;43(7): 689-692.
Demonstration of Eosinophil Cationic Protein in Pediatric Chronic Otitis Media with Effusion Associated with Allergy.
Chul Ho Jang
Department of Otolaryngology, Wonkwang Medical School, Iksan, Korea. chul@wonnms.wonkwang.ac.kr
알레르기를 동반한 소아 만성 삼출성 중이염에서 Eosinophil Cationic Protein(ECP)에 관한 연구
장철호
원광대학교 의과대학 이비인후과학교실
주제어: 소아 만성삼출성중이염알레르기삼출액내 ECP.
ABSTRACT
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Allergy may play a role in pediatric chronic otitis media with effusion (COME). It is generally accepted that selective recruitment of eosinophils is important in the pathogenesis of the allergic rhinitis and asthma. Eosinophil cationic protein (ECP) is an identifiable mediator in additional target organs involved in allergic reactions. This study was designed to discover the relationship of ECP and positive allergy in persistent COME.
MATERIALS AND METHODS:
Twenty patients with persistent COME were evaluated for ECP. Fifteen of these patients were confirmed allergy positive by MAST (multiple allergosorbent test). ECP in the middle ear effusions were measured using FEIA (fluoro-enzyme-immunoassay).
RESULTS:
The ECP level was statistically higher in the positive MAST group than in the negative MAST group (p<0.01).
CONCLUSION:
There was a correlation between ECP from middle ear effusion indeed was correlate with the patient having allergy, as confirmed by MAST.
Keywords: COMEAllergyECP

서     론


   만성삼출성중이염의 병인으로는 이관기능의 장애, 세균감염 특히 급성화농성중이염, 알레르기, 국소적 면역반응 및 숙주요인 등이 있으며 유소아 청각 장애의 가장 흔한 원인이다.
   소아에 발병하는 삼출성중이염의 병인에 대한 알레르기의 관련유무는 논란이 되어왔다. 그러나 최근 삼출성중이염에서 알레르기의 역활에 대한 연구들1)2)이 증가하면서 알레르기가 병인으로 관여하는 것이 밝혀지고 있다.
   최근 Hurst3)는 재발성 급성 중이염에서 알레르기의 병인이 증가되고 있으며 이에 항생제 치료에 반응을 보이지 않는 지속성삼출성중이염의 경우는 원인으로 알레르기를 의심해야 한다고 주장하였으며 알레르기 검사에서 양성인 경우 항알레르기 치료를 병행하였을 때 좋은 효과를 보였다고 보고하였다. 따라서 지속적 삼출성중이염이나 재발성 삼출성중이염에서 알레르기 동반 유무를 진단하는 것은 치료에 앞서 중요하다. 국내에서도 Park 등4)은 만성 삼출성중이염이 혈청특이 IgE가 관련된 알레르기와 관련이 있다고 시사하였고 이에 대한 지속적 연구를 제안하였다.
   Terada 등5)은 호산구를 IgE에 의해 매개되는 알레르기의 병인에 있어서 비만세포와 함께 중요한 역할을 하는 전염증세포라고 하였다. Suzuki 등6)의 연구에 의하면 삼출성 중이염에서 알레르기 반응은 type I과 함께 면역복합체에 의한 type Ⅲ 알레르기 반응인 후기반응에 의한다고 한다. 호산구는 알레르기에서 후기반응(late reaction)에 관여하고 후기반응시 호산구는 지질산물과 과립 단백질을 분비한다. 지질산물로는 leukotriene C4, D4 등을 분비하며 알레르기성 염증 질환에서 상피세포의 손상과 관련된 것으로 알려진 과립 단백질들에는 eosinophil cataionic protein(ECP), eosinophil peroxidase(EPO), major basic protein(MBP), eosinophil-derived neurotoxin(EDN) 등이 있다. 이중에서도 ECP는 central core의 granule matrix에 존재하며 기도 상피에 독성을 나타낸다고 한다.
   또한 Motojima 등7)에 의하면 ECP는 기니픽 세포의 exfoliation에 관여하며, Gleich 등8)에 의하면 기관지 천식에서 후기 반응에 관여하며 기관지 상피 손상을 일으킨다고 한다. 또한 호산구에서 생산되는 지질산물인 leukotriene과 같이 비알레르기를 지속시키며 비점막 섬모세포에 손상을 일으키고 비점막 부종을 유발 한다고 알려져 있다.
   이관의 점막은 비점막과 비슷하기 때문에 이관의 섬모세포에 손상을 주며 이러한 지속적 손상은 알레르기 항원의 침범을 용이하게 한다. 또한 이관 점막의 부종으로 인한 삼출액의 생산이 증가 될 수 있다. 따라서 삼출액 내의 ECP 농도는 지속성 삼출성 중이염에서 알레르기가 병인으로 작용하는 경우 증가될 것으로 추정되며 알레르기 항원 검사에 이어 진단적 의의가 있을 것으로 사료된다. 그러나 중이 삼출액에서 ECP에 대한 연구는 국내외적으로 Hurst 등9)의 연구만이 있을 뿐이다.
   본 연구의 목적은 항생제를 포함한 6주동안의 보존적 치료에 반응을 보이지 않아 중이 환기관을 유치했던 환자들 중에서 알레르기 양성인 만성 삼출성중이염군과 알레르기 음성인 만성삼출성중이염군에서 중이 삼출액내의 ECP 농도의 차이를 알아보고 ECP의 진단적 가치를 알아보고자 하였다.

대상 및 방법


   대상은 1999년 6월부터 10월까지 본원에 내원하였던 6주 이상 보존적 치료에 반응이 없었던 만성 삼출성중이염 소아 환자 20명을 대상으로 하였다. 환자의 연령 분포는 3살에서 12살이었으며 평균연령은 6.3세였다. 남녀 비율은 1:2.5로 여자가 더 많았다. 전체 환자중 15명은 MAST에 양성이었으며 집먼지진드기가 주항원이었다. MAST에 음성이었던 5명을 대조군으로 하였다.
   전신마취 하에서 외이도를 3번 생리식염수로 세척한 다음 고막을 절개하고 Juhn Tymp Taps(Xomed products, Jacksonville, Flo, USA)를 사용하여 무균적으로 중이강 삼출액을 수집하였다. 0.1 M 인산염 완충식염수를 1.5 ml를 가하고 2000 rpm으로 10분간 원심 분리하였다. 상층액을 분리하여 즉시 ­70 °C 냉동고에 보관하였다.
   냉동고에 보관하였던 상층액들을 분석하기 직전에 상온에서 녹여 형광효소면역법(fluoro enzyme-immunoassay)을 사용하여 ECP농도를 측정하였다. 이때 측정 시약 kit는 UniCAP 100 ECP kit(Pharmacia co, Sweden)을 사용하였다. 측정원리는 immuno CAP에 공유 결합된 anti-ECP가 환자 삼출액중의 ECP와 반응한다. 세척후 효소가 부착된 antiECP를 첨가하여 착제를 형성 시킨 후 일정시간 배양한 다음 유리 또는 결합된 효소 활성체를 세척 분리하여 얻어진 착제를 세척 분리하여 얻어진 착제를 전개 시약 처리하고 반응을 종결시킨 후 형광도를 실온에서 floor count로 측정하여 ECP농도를 결정하였다. 이때 측정기기는 UniCAP 100 자동분석기(Pharmacia co, Sweden)를 사용하였다. 통계학적인 처리는 paired t-test를 사용하였으며 통계학적인 유의성은 p<0.05일 때 유의한 것으로 판정하였다.

결     과

   MAST 양성이었던 환자들 15명중 8명은 점액화농성 삼출액이었으며, 7명은 점액성 삼출액이었다. 대조군 5명도 전부 점액성이었다.
   전체 ECP 농도는 최저 6.12부터 200까지 측정되었다. 알레르기 군에서 점액화농성 삼출액 군의 평균치는 141.1±3.5였으며 점액성 삼출액군은 24.1±4.5 대조군은 8.91±3.4였다. 점액화농성 삼출액군의 ECP 농도는 점액성 삼출액군에 비해 통계학적으로 유의하게 높았으며(p<0.01) 또한 대조군에 비해서도 유의하게 높았다(p<0.01). 점액성 삼출액군의 ECP농도도 대조군에 비해 유의하게 높았다(p<0.05, Fig. 1).

고     찰


   삼출성 중이염에서 알레르기의 작용기전은 첫째 중이강내의 점막이 알레르기 표적기관으로 작용하고, 둘째 비알레르기에 의한 이관의 기능장애로 셋째 비강이나 위점막 등에서 국소 알레르기 반응으로 순환염증매개물질의 증가로 인하여 이관의 폐쇄, 중이점막의 투과력 증가로 넷째 세균이 함유된 비인두의 알레르기 분비물의 중이강내 흡인되어, 다섯째 알레르기 점막반응에 의한 이관 계면활성제의 희석으로 인한 이관의 점액섬모 청소작용의 장애라고 여겨지고 있다.10)11)
   알레르기 반응에 주로 관여하는 세포는 비만세포와 호염기구이다. 두 가지 세포가 모두 골수의 전구세포로부터 유래하며 즉시형 과민반응과 같은 염증성 또는 면역학적 질환에 관여하는 강력한 화학적 매개물질인 histamine의 주된 원천이 된다. 호산구는 호염기구, 비만세포와 같이 효과기세포(effector cell)로서 골수에서 형성, 증식 및 분화를 하고 이 과정은 cytokine growth factor에 의해 매개된다. 호산구는 화학주성인자에 의해 염증부위로 이끌려지고 활성화된 후 세포독성단백과 매개체들을 분비한다.
   호산구에 들어 있는 과립은 3종류의 과립이 있다. 소과립, 일차과립, 이차과립인데 흔히 호산구 과립은 이차과립을 말한다. 과립단백(granular protein)들은 MBP, ECP, EDN, EPO가 있으며 이들은 호산구에 특이적인 단백이다. MBP는 과립단백의 55%를 차지하는 고염기성 단백질이며, ECP는 역시 고염기성이고 MBP보다 양은 적으나 세포독성효과는 8~10배 크다. 알레르기 환자에서 혈청내 ECP가 증가하는 것으로 알려져 있으나 Sensi 등12)의 보고와 Yoon 등13)의 보고처럼 혈청내 ECP 농도는 조직액 농도의 ECP와 상관관계가 없어 진단적 의의가 없다고 지적하였다. Hurst3)도 혈청내의 ECP 농도와 중이 삼출액 ECP 농도는 상관관계가 없다고 하였으며 이는 국소적 반응이라고 추정하였다. 그러나 삼출액내의 ECP 농도는 RAST 양성률과 일치하였으며 혈청내 IgE농도와는 상관관계가 없었다고 하였다. 본 연구에서 사용한 MAST는 Agata 등14)의 연구에 의하면 민감도와 특이도가 RAST와 별 차이가 없다고 하여 저자들은 동위원소 사용이 필요 없는 MAST를 사용하여 알레르기를 진단하였다. Smith15)나 Hurst 등9)이 지적했듯이 혈청 총 IgE 값은 의의가 없다고 하여 본 연구에서도 의의를 두지 않았다. 따라서 본 연구에서는 혈중 농도의 비교는 시행하지 않았다.
   호산구 과립내 ECP는 호산구가 활성화되면 그 항원 특이도가 변한다. 따라서 활성화된 호산구의 ECP에 특이적인 단일클론성 항체인 EG2를 사용하여 조직을 염색시키면 활성화된 세포를 동정할 수 있다.16)
   본 연구에서는 시행하지 않았으나 향후 중이점막과 이관 점막에서 시행하고자 한다. 알레르기 항원에 대한 노출은 ECP를 증가시킨다. 즉 알레르기 항원의 흡입 노출에 대하여 후기 반응 시에 ECP농도는 증가한다. 소아 환자가 진드기 노출을 피하기 위하여 환경을 바꾸면 ECP 농도는 감소한다고 한다. 알레르기성 삼출성 중이염에서 Hurst 등9)에 의하면 ECP가 10 μg/L일 때 92%의 높은 sensitivity를 가지며 87.5%의 알레르기 양성율을 보인다. 또한 알레르기 음성인 만성 삼출성 중이염의 삼출액에서는 ECP는 10 μg/L이상 증가하지 않았다고 하였다. Hurst 등9)이 사용하였던 ECP 측정방법은 double-antibody radioimmunoassay(ECP RIA;Kabi Pharmacia, Sweden)를 사용하였으나 그후 형광효소면역법이 같은 회사인 Pharmacia에서 개발되어 더욱 간편해졌다. 본 연구 결과에서 알레르기 음성군에 비해 알레르기 양성군은 ECP 농도가 현저히 증가되었으며 점액화농성 삼출액에서 점액성 삼출액보다 더 증가되었다. 이는 Hurst 등9)의 결과와 일치하였다. 그러나 점액화농성 삼출액에서 ECP농도가 더 증가된 이유는 확실하지 않으나 이에 대한 지속적인 연구가 필요하리라 사료된다.
   최근 Filiaci 등17)의 연구에 의하면 화농성 삼출액에서 알레르기군과 비알레르기군의 비점막 과민도(hypersensitivity)를 비교한 결과 알레르기군에서 자극의 종류와 관계없이 특이적, 비특이적 자극에 의해 발생한 과민도에 의해 이관폐쇄가 더 심하게 일어났으며 이는 반복적인 히스타민의 유리에 의한다고 하였다.
   알레르기성 삼출성 중이염에서 항알레르기 치료를 시행한 연구보고는 많은 편이 아니다. Fernandez 등18)은 만성 삼출성 중이염 환자 113명을 대상으로 피부반응검사를 실시하여 92%에서 양성을 보였고 또 이중 95%는 항알레르기 치료로 좋은 치료 결과를 보였다고 하였으며 Hurst3)는 면역감작치료를 시행하여 좋은 결과를 얻었다고 하였다. 스테로이드는 알레르기에 대한 후기반응 및 이와 관련된 혈청내 ECP의 증가를 억제시킨다고 한다.19) 또한 면역치료도 ECP를 감소시킨다고 한다. 따라서 Czech 등20)은 알레르기 질환의 양상과 항염치료의 필요 유무를 평가하는데 있어서 ECP의 측정이 임상적으로 가치가 있다고 보고하였다.
   따라서 본 연구결과를 토대로 향후 알레르기성 지속성 삼출성중이염에서 알레르기 치료제를 사용한 군과 사용하지 않은 군을 대상으로 지속적인 연구를 시행할 예정이다.

결     론

   MAST 양성으로 판정된 알레르기성 지속성 삼출성 중이염은 비알레르기성 지속성 삼출성 중이염에 비해 삼출액내에 ECP가 현저하게 증가되었다. 따라서 지속성 중이염에서 알레르기 양성인 경우 알레르기 치료가 필요하다고 사료된다.


REFERENCES
  1. Doyle WE, Takahara T. Fireman P. Role of allergy in the pathogenesis of otitis media with effusion. Arch Otolaryngol 1985;111:502-6.

  2. Mogi G. Chaen T, Tomonaga K. Influence of nasal allergic reactions on the clearance of middle ear effusion. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 1990;116:331-4.

  3. Hurst DS. Allergy management of refractory otitis media. Otolaryngol Head Neck Surg 1990;102:664-9.

  4. Park YK, Lee KS. Study of allergy by multiple allergosorbent test chemilu-minescent assay in otitis media with effusion patients. Korean J Otolaryngol 1996;39:925-31.

  5. Terada N, Konno A, Togawa K. Biochemical properties of eosinophils and their preferential accumulation mechanism in nasal allergy. J Allergy Clin Immnuol 1994;94:629-42.

  6. Suzuki M, Kawauchi H, Mogi G. Immune-mediated otitis media with effusion. Am J Otolaryngol 1988;9:199-209.

  7. Motojima S, Figas E, Loegering DA, Gleich GJ. Toxicity of eosinophil catioinc proteins for guinea pig tracheal epithelium in vitro. Am Rev Respir Dis 1989;139:801-5.

  8. Gleich GJ, Flavahan NA, Fujisawa T, Vanhoutte PM. The eosinophil as a mediator of damage to respiratory epithelium: A model for bronchial hypersensitivity. J Allergy Clin Immunol 1988;81:776-81.

  9. Hurst DS, Venge P. The presence of eosinophil cationic protein in middle ear effusion. Otolaryngol Head Neck Surg 1993;108:711-22.

  10. Tomonaga K, Kurono Y, Moge G. Role of nasal allergy in otitis media with effusion, a clinical study. Acta Otolaryngol Suppl (Stockh) 1988;(suppl 458):41-77.

  11. Skoner DP, Doyle WJ. Chamovitz AH, Fireman P. Eustachian tube obstruction after internasal challenge with house dust mite. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 1986;112:840-2.

  12. Sensi LG, Seri A, Siracusa A, Pertici L, Marcucci F. Allergic rhinitis in children: Effects of flunisolide and disodium cromoglycate on nasal eosinophil cationic protein. Clin Exp Allergy 1997;27:270-6.

  13. Yoon KS, Kim YM, Jang HK, Kim YK. Diagnostic value of eosinophil cationic protein (ECP) in nasal secretion of allergic rhinitis. Korean J Otolaryngol 1998;41:1421-5.

  14. Agata H, Yomo A, Hanashiro Y, Muraki T, Kondo N, Orii T. Comparison of the MAST chemiluminescent assay system with RAST and skin tests in allergic children. Ann allergy 1993;70:153-7.

  15. Smith TF. Allergy testing in clinical practice. Ann Allergy 1992;68:292-301.

  16. Fredens K, Dybahl H, Dahl R, Baandrup U. Extracellular deposit of the cationic proteins ECP and EPX in tissue infiltrations of eosinophils related to tissue damage. APMIS 1988;96:711-9.

  17. Filiaci F, Masieri S, Zambetti G, Orlando MP. Nasal hypersensitivity in purulent middle ear effusion. Allergol Immunopathol (Madr) 1997;25:91-4.

  18. Fernandez AA, McGovern JP. Secretory otitis media in allergic infants and children. South Med J 1985;58:581-6.

  19. Bidgaard H, Gronborg H, Mygind N, Dahl R, Lindqvist N, Venge P. Allergen-induced increase of eosinophil cationic protein in nasal lavage fluid: Effect of the glucorticoid budesonide. J Allergy Clin Immunol 1990;85:891-5.

  20. Czexh W, Krutmann J, Schopf E, Kapp A. Serum eosinophil cationic protein (ECP) is a sensitive measure for disease activity in atopic dermatitis. Br J Dermatol 1992;83:1519-26.

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