교신저자：이재훈, 570-711 전북 익산시 신용동 344-2  원광대학교 의과대학 이비인후과교실
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서     론

   알레르기비염을 비롯한 아토피성 질환들은 IgE의 증가가 특징적인 소견이다. IgE의 증가는 유전자와 환경적인 요인들의 복잡한 상호작용에 의해 조절된다. 호염기세포와 비만세포는 알레르기 질환에서 중요한 역할을 한다. 호염기세포와 비만세포의 막에 존재하는 수용체는 항원과 결합된 IgE 항체의 Fc 부위와 부착하게 되어 활성화되면 세포내 염증 매개체를 분비하여 알레르기질환에서의 조기염증반응 및 후기염증반응에 중요한 역할을 한다.¹⁾
   IgE 수용체의 β chain(FcεRIβ)은 type 1형의 알레르기 반응에 중요한 역할을 하므로 아토피질환에 중요한 유전자로 알려져 있다.²⁾ IgE 수용체는 tetrameric 복합체로 α, β체인과 γ체인의 동형이합체(homodimer)로 구성되어 있다. β체인은 4개의 transmembrane 분절들과 cytoplamic 영역으로 구성되어 있는데 세포내 신호전달에 중요한 역할을 한다.³⁾ IgE 수용체의 β chain은 염색체 11q13에 위치하고 있으며 약 10kb로 7개의 exon들을 포함하고 있다.³⁾
   최근 FcεRIβ 유전자의 7번째 exon에서 coding variant가 보고되었다. IgE 수용체의 β chain의 cytoplasmic tail의 237위치에 adenine이 guanine으로 치환됨에 따라 glutamic acid가 glycine(Glu237Gly)으로 대치되게 된다.⁴⁾ Glu237Gly 다형성의 기능적인 중요성은 확실하게 밝혀져 있지는 않으나 FcεRIβ의 immunoreceptor tyrosine activation motif(ITAM)에 인접해 있고, Glu에서 Gly로의 치환은 음전위의 glutamic acid에서 무전위의 glycine으로 바뀌어 ITAM의 근처의 β체인의 C-terminus의 친수성의 성질을 변화하게 할 수 있어 기능적인 중요성을 가질 수 있다.⁵⁾ Glu에서 Gly로의 치환으로 인한 유전자 다형성은 호염기세포로부터 FcεRIβ에 의해 매개된 히스타민 분비를 촉진한다고 보고되어 FcεRIβ의 신호전달을 조정할 수 있다.⁵⁾ 그의 결과로 IL-4 생성을 촉진하고 IgE 수준을 높일 수 있다.
   Glu237Gly 다형성은 천식^3)4)6)7)8)9)과 IgE 수준⁶⁾¹⁰⁾ 그리고 알레르기비염¹⁰⁾과 연관성이 있다고 보고되었다. 그러나 한국인 알레르기비염 환자를 대상으로 한 연구는 아직까지 없었다. 이에 저자들은 한국인 알레르기비염 환자에서 FcεRIβ 유전자의 Glu237Gly 다형성과 한국인 알레르기비염과의 연관성을 알아보고자 하였다. 한국인 알레르기비염에서의 FcεRIβ 유전자 다형성 유형에 따라 성별, 호산구 수 및 총 혈청 IgE사이의 연관성을 알아보고자 하였다.

대상 및 방법

대  상
   실험군은 2003년 10월부터 2004년 5월까지 알레르기비염의 증상으로 본원 이비인후과를 방문하여 피부반응검사에서 알레르기비염으로 확진된 175명을 대상으로 하였다. 대조군은 건강 검진을 위해 본 병원을 방문한 191명을 대상으로 하였고 설문지를 통해 알레르기 질환의 증상들과 피부 단자 검사에 음성을 보인 경우로 하였다. 평균 연령은 대조군에서 26.5±9.6세, 실험군에서 25.1±10.7세로 통계학적 차이가 없었으며, 남녀성비는 대조군은 남：여=128：63, 실험군은 남：여=117：58으로 통계학적 차이가 없었다.

방  법
   FcεRIβ 유전자형 분석은 Miller 등¹¹⁾의 방법으로 말초 혈액에서 분리된 유핵 세포로 부터 genomic DNA를 추출하기 위하여 유핵 세포를 3% dextran이 들어있는 생리 식염수로 분리하였다. 남아 있는 적혈구는 0.2% 저장식염수를 이용하여 용혈시켜 제거하고 얻어진 백혈구를 10% sodium dodecyl sulfate(SDS)로 처리한 후 phenol, chloroform 및 isopropanol을 이용하여 genomic DNA를 추출하였다. 그리고 다음과 같은 PCR 방법으로 FcεRIβ 유전자형을 확인하였다. 백혈구로부터 추출된 genomic DNA를 template로 하였으며 PCR primer(Bioneer, Daejon, Korea)는 forward primer；5'-CAG GTT CCA GAG GAT CGT GTT TAT G-3', reverse primer；5'-GAT TCT TAT AAA TCA ATG GGA GGA AAC-3'을 주문제작하여 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(GENET Bio, Cheonan, Korea) 1.0 unit를 섞어 총 용량을 20 μl로 하였다. PCR 반응은 초기 denaturation 95℃ 10분 반응 후 94℃ 30초, 50.8℃ 30초, 72℃ 30초를 35회 반복한 후 마지막 75℃에서 5분간 extension 하여 증폭시켰다(MJ Research, USA). 증폭된 PCR 산물은 XmnI(New England Biolab Inc., Beverly, MA) 제한효소로 처리하고 2.5% agarose gel 에서 전기영동시켜 ethidium bromide로 염색하여 제한 절편 양상을 확인하고 최종 유전자형을 확인하였다. 말초 혈액 호산구 수는 μl 당 전체 세포수 중 호산구 수로 측정되었으며, 정상 수치 범위는 40~500개/μl이었다. 혈청 IgE 수치는 electrochemiluminescence immunoassay(E170, Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany)에 의해 측정되었으며 정상 수치 범위는 0~100 IU/ml이었다.

통계처리
   환자군과 대조군의 FcεRIβ 유전자 다형성 분포 차이와 환자군의 성별에 따른 평가는 χ²검사를 사용하였다. 환자군에서 유전자 다형성 유형에 따른 혈액내 호산구와 총 Ig E 수치는 Mann-Whitney test를 통해 분석하였으며 통계 처리는 SPSS program version 10(SPSS Inc. Chicago, IL, U.S.A.)를 이용하였다.

결     과

FcεRIβ Glu237Gly 유전자 다형성 유형
   FcεRIβ의 유전자 다형성은 3가지 유형(Glu/Glu, Glu/Gly, Gly/Gly)을 보였다. 동형의 야생(homozygous wild)형인 Glu/Glu의 107bp DNA는 XmnI 제한효소에 의해 80과 27bp 분절로 나눠지고, 이형(heterozygote)형인 Glu/Gly의 DNA는 107, 80, 그리고 27bp의 분절을 보였다(Fig. 1).

FcεRIβ Glu237Gly 유전자 다형성 유형 분포
   환자군에서 FcεRIβ 유전자형은 Glu/Glu형이 77.7%, Glu/Gly형이 21.1%, Gly/Gly형이 1.2%였고, 대조군에서는 Glu/Glu형이 78.0%, Glu/Gly형이 20.0%, Gly/Gly형이 2.0%로 두 군 사이에 유의한 차이는 없었다. 두 군의 Glu/Gly 대립인자의 비교에서 대조군은 Gly 대립인자가 12.0%로 환자군의 11.2%에 비해 증가된 소견을 보였으나 두 군 사이에 유의한 차이는 없었다(Table 1).

환자군에서 유전자 다형성 유형에 따른 호산구 수와 총 IgE 수치의 비교
   환자군에서 Gly/Gly형이 1.2%의 낮은 빈도를 보여 야생형과 돌연변이형의 두가지 유전자 다형성 유형(Glu/Glu, Glu/Gly+Gly/Gly)으로 구분하여 비교한 결과, 호산구 수와 총 IgE 수치에서 유의한 차이가 보이지 않았다(Table 2).

환자군에서 유전자 다형성 유형에 따른 성별의 비교
   남자환자군에서 이형과 동형을 포함한 돌연변이형(Glu/Gly+Gly/Gly)이 26.5%로 여자환자군의 13.8%보다 2배 정도 증가된 소견을 보였으나 두 군 사이에 유의한 차이는 없었다(Table 3).

고     찰

   알레르기 질환에 있어서 알레르기 항원들과 다른 환경적인 인자에 의한 역할은 잘 알려져 있으나, 유전적인 인자에 대해서는 확실하게 알려져 있지 않다. 유전자 다형성을 이용한 연관성 연구는 알레르기 질환에서의 유전성 요인을 밝혀내는데 중요하다.¹²⁾ 여러 다른 인종간에 알레르기 질환들에 관여하는 특정 염색체 유전자들에 대한 감수성 연구들이 활발하게 진행되고 있으나 상이한 결과를 보이는 경우가 많고, 큰 영향을 주는 소수의 유전자의 발견에도 어려움이 있다.¹²⁾ 이러한 결과들은 알레르기 질환에 있어 유전학적인 배경에 큰 영향을 줄 수 있는 소수의 유전자들보다는 작은 영향을 주는 많은 유전자들이 서로 작용할 수 있음을 의미할 수 있다.
   알레르기 질환에서의 감수성 유전자로 알려진 FcεRIβ 유전자가 염색체 11q13에 위치되어 있다고 보고된 이후,¹³⁾ FcεRIβ 유전자의 6번째 exon에서 isoleucine이 leucine으로 치환되는 coding variant(Ile181Leu)와 7번째 exon에서 coding variant(Glu237Gly)가 보고되었다.⁴⁾¹⁴⁾ FcεRIβ 유전자는 2개의 동형 단백질을 암호화하는데 그 중 하나는 full-length β chain이고 다른 하나는 truncated β chain인데, full-length β chain은 세포 표면에서의 FcεRI발현을 증가시키는 반면, truncated β chain은 FcεRI발현을 감소시킨다.¹⁵⁾ β chain의 2개의 동형단백질의 상대적인 양에 따라 FcεRI의 세포 표면에서의 발현수준을 조절하여 알레르기 질환의 감수성에 영향을 줄 수 있다. Glu237Gly 다형성이 full-length β chain을 보다 더 생성하여 IgE 수용체의 발현을 증가시켜 알레르기 반응을 촉진시킬수 있다.¹⁵⁾ 그러나 Donnadieu 등¹⁶⁾은 Gly237 variant의 β chain을 사람의 단핵세포 cell line과 호염기 세포 cell line에 transfection하였으나 β chain의 기능에 직접적인 효과가 없다고 보고하였다. 향후 Glu237Gly 다형성에 의한 알레르기 질환과의 감수성 및 IgE의 수준과의 관계에 대해 보다 더 규명되어야 할 것으로 생각된다.
   최근 Glu237Gly 다형성의 연구들이 보고되어 왔으며, 이런 연구결과들은 서로 상이한 결과를 보였다. 서양인에 대한 보고를 살펴보면, 호주인과 프랑스계 캐나다인에서 천식과 연관성이 있음을 보고한 반면,³⁾⁴⁾ 스위스 어린이천식 환자에서는 연관성이 없었다.¹⁷⁾ 동양인의 경우에서는 일본인 천식 환자를 대상으로 한 3개의 연구 중 2개의 연구에서는 연관성이 없음을 보고하였으나¹⁸⁾¹⁹⁾ 다른 1개의 연구에서는 연관성이 있음을 보고하였고,⁶⁾ 중국의 천식 환자와 한국인 어린이천식 환자를 대상으로 한 결과는 연관성이 있음이 밝혀졌다.⁷⁾⁸⁾ 특정 유전자 다형성에 대해 인종에 따라 혹은 같은 인종일지라고 지역에 따라 항상 같은 연관성을 보이지 않는 경우도 많아 알레르기 질환의 병태생리에서 유전적 이질성을 반영한다. 이런 유전적 이질성은 다양한 인종에 따라 알레르기 질환의 감수성 유전자의 대립인자가 다르고, 지역에 따라 노출된 항원에 의한 환경적인 요건에 의해 알레르기 질환의 감수성 유전자에 다른 영향을 줄 수 있다. 지금까지 보고된 Gly237 대립인자의 빈도를 서양인과 동양인으로 구분하여 보면, 서양인의 정상군에서는 1~5%, 동양인의 정상군에서는 10.3~15.9%였으며, 서양인보다 동양인에서 더 많은 빈도로 보고 되어,^7)8)10) 인종간의 차이가 있음을 시사한다. 본 연구에서는 12%로 동양인을 대상으로 보고된 다른 연구들과 유사한 결과를 보였다.
   Glu237Gly 다형성의 연구들이 대부분 천식 환자들을 대상으로 한 연구^{3)4)6)7)8)9)17)18)19)}였고, 알레르기비염의 경우는 일본인을 대상으로 한 연구¹⁰⁾가 유일하게 보고되었다. Nagata 등¹⁰⁾은 Glu237Gly 다형성이 일본의 알레르기비염 환자와 연관성이 있었고, 또한 증가된 IgE 수준과도 연관성이 있어 일본인 알레르기비염 발생에 영향을 줄 수 있을 것으로 보고하였다.
   본 연구가 한국인 알레르기비염 환자를 대상으로 한 첫 연구로, FcεRIβ의 유전자 다형성은 3가지 유형(Glu/Glu, Glu/Gly, Gly/Gly)을 보였다. 야생형인 Glu/Glu의 107 bp DNA는 XmnI 제한효소에 의해 80과 27 bp 분절로 나눠지고, 돌연변이형인 Glu/Gly의 DNA는 107, 80, 그리고 27 bp의 분절을 나눠진다. 야생형과 돌연변이형의 정확한 식별이 가능한 107과 80 bp의 분절들을 확인하기 위해서 2.5% agarose gel을 사용하였는데 그럴 경우 Fig. 1에서처럼 27 bp의 분절은 뚜렷하게 보이지 않게 된다. 본 연구를 통계학적으로 분석한 결과 한국인 알레르기비염 환자와 FcεRIβ유전자 Glu237Gly 다형성의 유전자형 및 대립인자와의 연관성이 없었다. 또한 총 IgE와 호산구 수와도 연관성이 없었다. 연관성이 없음은 FcεRIβ유전자 Glu237 Gly 다형성이 한국인 알레르기비염 발생에 대한 감수성을 영향을 주지 않을 것으로 저자들은 해석하였다. 그러나 FcεRIβ유전자 Glu237Gly 다형성이 한국인 알레르기비염 발생에 대한 감수성에 단독적으로 영향을 주지 않더라도 Donnadieu 등¹⁶⁾의 주장에 따라 Glu237Gly 다형성과의 연쇄불균형(linkage disequilibrium)에 있는 β chain의 다른 유전자 다형성과의 상호작용으로 IgE의 수용체의 발현에 영향을 주어 알레르기비염 발생에 감수성을 줄 수 있다. FcεRIβ 유전자다형성의 또 다른 부위인 Ile181Leu에 대한 연구가 앞으로 이루어져 Glu237Gly와의 상호작용에 의해 알레르기비염의 감수성에 영향을 줄 수 있을지 밝혀져야 할 것으로 생각된다.
   본 연구의 성별에 따른 유전자형 분포 차이에서 돌연변이형(Glu/Gly+Gly/Gly)이 여자군보다 남자군에서 유의한 차이를 보이지 않았지만 2배 증가된 소견을 보였다. 이에 저자들은 FcεRIβ유전자가 여성보다는 남성환자에서의 감수성 유전자로의 가능성을 추측할 수 있었다. 향후 다른 한국인 대상의 연구들이 있어야만 알 수 있으리라 생각된다.

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