알레르기 질환
알레르기(allergy) 질환은 대부분의 사람에게 특별한
문제를 일으키지 않는 물질들이 특정 사람에게서는 과민성 반응을 일으키는 면역체계의 과민성 질환을 뜻한다.
알레르기항원(allergen)은 알레르기 반응을 일으킬 수 있는 물질로, 일반적으로 IgE와 반응하는 항원을 의미합니다. 비만세포(mast cell)나 호염기구(basophil) 표면에 부착된 IgE에 알레르기항원이 결합하면 이 세포들이 자극을 받아 히스타민(histamine), 류코트라이엔(leukotriene), 트립신분해효소(tryptase) 등의 염증매개물질을 방출한다.
이 물질들에 의하여 다양한 증상이 나타나는데 증상이 나타나는 기관에 따라 기관지 천식, 알레르기 비염/결막염, 피부질환(아토피, 두드러기 등) 등으로 분류하고 심한 경우 전신성쇼크(anaphylaxis)에 의해 사망에 이르기도 한다.
그림 1. 염증 매개체의 IgE 의존적 방출. IgE는 효과기 세포의 고친화성 및 저친화성 수용체(FcRI 또는 FcRII)에 결합한다. 염증 캐스케이드는 효과기 세포에 결합된 IgE 항체의 임계량이 알레르겐에 의해 가교 될 때 시작된다. 이것은 효과기 세포의 탈과립화 및 알레르기성 천식의 병태생리와 인과적으로 연결된 매개체의 포괄적인 배열의 방출을 초래한다.
[참고문헌] Molecular and cellular mechanisms of allergic disease. DOI:https://doi.org/10.1067/mai.2001.116436
한 환자에서 여러 종류의 알레르기항원에 동시 양성을 보이는 경우가 종종 발견되는데, 이는 환자가 각각의 알레르기항원에 노출되어 각각의 특이 IgE가 생긴 동시감작(cosensitization)일 수도 있고, 비슷한 구조의 다른 알레르기항원과 반응하여 양성으로 나타나는 교차반응(cross reactivity)일 수도 있다. 교차반응은 꽃가루 항원류, 집먼지진드기류, 곰팡이류, 곡류, 과일채소류, 견과류 등 비슷한 종류의 항원들에서 잘 나타난다.
최근 20~30년 사이 알레르기 질환의
유병률은 전 세계적으로 급격히 증가하고 있다. 알레르기 질환의 진단은 병력청취, 이학적 소견, 생체 내 실험 및 실험관 내 검사를 통해서 이루어진다. 원인 알레르기항원을 규명하는 것은 환자의 진단뿐만 아니라 치료에도 매우 중요하므로, 그 중요성이 점차 강조되고 있다.
그림 2. IgE 합성의 시작. IgM 보유 B 세포가 중쇄 전환을 겪고 IgE를 분비하도록 자극하려면 두 가지 신호가 필요하다. 첫 번째 신호는 B 세포가 IgE 항체에 대한 생식계열 mRNA의 전사를 시작하도록 유도하는 IL-4 또는 IL-13에서 전달된다. 두 번째 신호는 CD40과 리간드 CD40L의 상호작용에 의해 제공되며, 이는 유전자 재배열(결실 스위치 재조합)을 활성화한다. [참고문헌] Molecular and cellular mechanisms of allergic disease. DOI:https://doi.org/10.1067/mai.2001.116436
알레르기 검사 결과의 이해
환자의 병력과 이학적 소견이 알레르기 질환에 타당하고 특이 IgE 항체 검사 결과가 양성이며, 증상을 동반할 때 해당 항원이 알레르기의 원인 항원인 것으로 진단이 가능하다. 무증상 환자일 경우 향후 알레르기 질환으로 발전할 가능성을 시사한다. 호흡기 알레르기항원에 대한 검사는 특이 IgE 항체 결과가 환자의 병력, 증상과 잘 일치하지만 음식물 알레르기항원의 경우 그렇지 않은 경우가 더 많다.
또한 집먼지진드기 항원의 경우 양성반응을 보이는 대부분의 경우가 증상을 일으키는 원인 항원임이 잘 알려져 있으나 모든 항원에서 이와 같이 임상적 연관관계가 잘 증명된 것은 아니므로 해석에 주의가 필요하다. 알레르기 환자에서 특이 IgE 항체의 감소는 알레르기항원에 대한 노출 감소 또는 관용(tolerance)으로 해석될 수 있다.
Table 1. 알레르기 질환의 진단
1. 병력 |
2. 이학적 소견 |
3. 생체 내 시험(in vivo test) - 알레르기 피부시험(단자시험, 피내시험, 첩포시험) - 유발 시험(특이적 유발시험, 비특이적 유발시험) |
4. 시험관 내 검사(in vitro test) - 총 IgE (total IgE) - 알레르기항원 특이 IgE (specific IgE) 항체 검사 - 기타: nasal (sputum) smear for eosinophil, specific IgG, eosinophil cationic protein (ECP), tryptase, basophil histamine release test, etc. |
특이 IgE 항체 검사: 다중 알레르기항원 동시검사법
(multiple allergen simultaneous test, MAST)
특이 IgE 항체 검사법은 결과 형태에 따라 정성, 반정량, 정량검사로 분류할 수 있고, 검사 원리에 따라 RIA, FEIA, CLIA, immunoblot, microarray 등으로 분류할 수도 있다. 이 중 여러 알레르기항원을 동일한 고체상(membrane)에 결합하여 여러 종류의 특이 IgE 항체를 동시에 검출할 수 있는 다중 알레르기항원 동시검사법(multiple allergen simultaneous test, MAST)이 선별검사로 널리 쓰이고 있다.
Figure 3. Schematic explanation of the measurement principle of the multiple allergen simultaneous test-immunoblot assay.
MAST는 immunoblot 방식의 검사인데 고체상에 항원, 항체가 코팅되어 있고 각 항원별 발색선의 진하기를 기계가 판독하여 반정량적 결과를 도출해 내는 원리이다. 발색선의 진하기에 따라 결과값이 반정량적으로 측정되며 결과값은 0~6 class로 나누어져 표기된다.
GC녹십자의료재단에서는 MAST 전용 진단장비를 사용하여 검체 분주부터 결과 판독까지 전 과정이 자동화로 이루어져 결과의 재현성이 우수하며
객관적인 결과를 제공한다. 또한 2021년부터 업그레이드된 MAST 장비 및 시약을 도입하여 검사를 제공하고 있는데 기존 93종
항원에서 15종류의 항원이 추가된 108종 항원의 측정이
가능하고 검출 민감도와 특이도, 검사 소요시간 모두 향상되었다.
Table 2. MAST Allergy 108종 알레르기항원 구성
구분 | 항원명 |
Standard | Total IgE, 집먼지진드기, 저장진드기, 고양이, 개, 계란흰자, 우유, 옥수수, 참깨, 콩, 게, 새우, 감자, 사과, 카카오, 복숭아, 고등어, 브로멜라인, 호밀풀, 집먼지, 바퀴벌레, Cladosporium, Aspergillus, Alternaria, 오리나무, 자작나무, 참나무, 돼지풀, 쑥, 환삼덩굴, Mucor*, Rhizopus* |
Food | 돼지고기, 소고기, 치즈, 닭고기, 번데기, 키위, 토마토, 망고, 바나나, 감귤류(레몬, 오렌지), 땅콩, 호두, 밤, 밀가루, 보리, 쌀, 메밀, 마늘, 양파, 셀러리, 오이, 대구, 홍합, 참치, 연어, 조개, 오징어, 멸치, 효모, 버섯, 계란노른자*, 칸디다곰팡이, 마카다미아*, 코코넛*, 가리비*, 당근*, 흰강낭콩*, 캐슈넛* 헤이즐넛*, 브라질넛* |
Inhalant | 말, 기니피그, 양, 토끼, 햄스터, 개암나무, 향기풀, 우산잔디, 오리새, 큰조아재비, 갈대, 외겨이삭, 꿀벌, 말벌, 라텍스, Penicillium, 플라타너스, 수양버들, 포플라, 물푸레, 소나무, 삼나무, 아카시아, 편백나무(히노끼), 블란서 국화, 민들레, 창질경이, 명아주과풀, 미역취 국화, 털비름, 느릅나무*, 돼지풀*, 명아주*, 도꼬마리* |
* 2021년 신규 추가 항원
Fig.4.Phadia 100
MAST 검사에서는 total IgE와 한국인에서 빈도가 높은 107가지 호흡기 및 음식 알레르기항원까지 총 108항목을 동시에 측정한다. 한 번의 채혈로 108항목의 검사 결과를 확인할 수 있다는 장점이 있는 반면, 한 종목씩 검사가 가능한 정량검사인 ImmunoCAP (Phadia, Sweden)에 비해서는 민감도와 특이도가 떨어진다.
따라서 인근에 위치한 항원 및 같은 종류의 항원(감귤류, 갑각류, 곰팡이류 등)끼리 교차반응을 보일 수 있기 때문에 해석 시 주의가 필요하다. MAST 검사에서 양성을 보이는 경우, 또는 환자 병력 등의 임상상과 MAST 검사 결과가 맞지 않는 경우 ImmunoCAP으로 확인하는 것이 권장된다.
참고문헌
01. 대한진단검사의학회 편. 진단검사의학. 서울: 범문에듀케이션, 2021:
02. 대한천식알레르기학회 저. 천식과 알레르기 질환. 서울: 여문각, 2012:171-203
03. CLSI. Analytical performance characteristics and clinical utility of immunological assays for human immunoglobulin (IgE) antibodies and defined allergen specificities; approved guidelines. 2nd ed. Wayne, PA: Clinical Laboratory Standards Institute, 2009. CLSI document I/LA20-A2.
04. AdvanSureTM AlloScreen Max108 Panel [package insert]. LG Chem, 2021
05. Park DJ, Lee J, Kim S-Y, Kwon HJ, Lee HK, Kim Y. Evaluation of AdvanSure AlloScreen Max Panel With 92 Different Allergens for Detecting Allergen-Specific IgE. American Journal of Clinical Pathology 2019;151:628-37.
진단검사의학부 이지원