소아 염증성장질환의 선천림프구 세포 분포

Abstract

연구 배경: 염증성장질환 환자의 장 염증의 병인의 하나로 선천면역과 적응면역 체계의 조절 이상에 대해 연구가 이뤄지고 있다. 선천성 림프구세포(Innate lymphoid cell, ILC)는 선천면역을 담당하고 있지만 선천면역과 적응 면역 계통의 조율에도 관여하며 장점막 조직에 분포하고 있다. 최근 수년간의 연구는 동물과 성인 염증성장질환 환자를 대상으로 장 염증에서의 ILC의 중요성을 밝히고 있다. 본 연구에서 소아청소년 장점막에서 ILC의 분포를 ILC1, ILC2, Natural cytotoxicity receptor (NCR)+ILC3, NCR-ILC3 아형에 따라 조사하고 염증성장질환 환자의 발현에 미치는 영향을 조사하며, 임상양상과의 연관성에 대한 요인 분석, 연령과 성별에 따른 차이를 대조군과 비교해서 구명하고자 한다.

연구 방법: 서울대학교 어린이병원에서 염증성장질환을 의심하여 위장관 내시경 조직검사 후 크론병 및 궤양성 대장염을 진단받은 7세에서 19세 환자를 대상군으로 선정하고, 위장관 증상을 주소로 위장관 내시경 조직검사를 시행받은 뒤 염증성장질환을 포함한 만성 장질환이 없는 것으로 확인된 환자를 대조군으로 하여 장점막 ILC의 분포를 조사하였다. 내시경적 생검을 통해 채취한 장점막 조직으로부터 세포를 분리하여 monoclonal antibody로 면역형광 염색을 시행 후 flow cytometry 분석을 통해 데이터를 수집하였다. 염증성장질환 환자의 ILC의 분포를 대조군과 비교 분석하여 면역학적 특성을 확인한다. 염증성장질환 환자의 임상 정보를 수집하여 ILC의 subclass의 특징을 요인으로 임상 양상와의 연관성에 대한 분석을 시행한다. 임상증상에 따른 차이와 내시경적 소견의 차이에 따른 ILC의 분포를 비교하고, 연령과 성별에 따른 차이점을 분석한다. 크론병 및 궤양성 대장염 환자 각 그룹에 따른 차이를 분석하고, 환자의 중증도와의 관계에 대한 연구를 진행하였다.

결과: 78명의 염증성장질환 환자와 30명의 대조군이 분석 대상에 포함되었다. 대장 점막 조직의 ILCs 아형을 염증성장질환 질환군, 질병에 따라 활성기 상태와 휴지기 상태로 구분하여 대조군과 비교하였을 때 NCR+ILC3s는 모든 질환군에서 감소해 있었고 (P<0.001) NCR-ILC3s는 증가해 있었으며(P<0.001), ILC1s 또한 모든 경우에 질환군에서 증가되어 있었다(크론병: P<0.001, 궤양성 대장염: P=0.004). 소장 점막의 경우 크론병 환자군에서만 NCR+ILC3s의 대조군과 유의한 차이를 보였다(P=0.021). 치료력이 없는 신환의 경우에도 동일한 분포 양상을 보였다. 로지스틱 회귀분석에서 소장의 NCR-ILC3s는 로지스틱 회귀분석 결과 활성기 소아염증성장질환의 독립적인 위험인자였다(Adjusted odds ratio 1.076, P=0.011). NCR+ILC3s는 크론병에서 Pediatric Crohns disease activity index 점수(r=-0.537, P=0.015), ESR(r=-0.504, P=0.023), 현미경적 염증 점수와(r=-0.382, P<0.001) 상관관계를 보였다. 약물치료를 시행하며 전향적으로 추적 검사를 시행한 집단에서 짝지은 분석을 시행하였을 때 소장의 전체 ILCs 비율이 감소하였다(P=0.007). 비염증 대조군을 대상으로 분석하였을 때 ILCs아형 간의 상관관계와 성별에 따른 차이를 확인하였다.

결론: 염증성장질환에서 선천 면역이 발병기전에 중요한 역할을 함이 밝혀지고 anti-TNF 제제가 개발되었음에도 불구하고 아직까지 다수의 환자들이 약물치료의 실패로 수술적 치료가 필요하다. 본 연구는 염증성장질환의 병태생리에 대한 새로운 정보를 제시하였고 질환군, 중증도, 내시경 소견 등의 임상적인 정보와 ILC 간의 관계에 대해 구명함으로써, 염증성장질환의 치료 및 예방에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

Background: Dysregulated innate and adaptive immune pathways have been implicated in the pathogenesis of intestinal inflammation in patients with inflammatory bowel disease (IBD). Innate lymphoid cellls (ILC) are effectors of innate which bridge the innate and adaptive immune systems. In recent years, various studies in murine colitis model and adult IBD patients demonstrated the importance of ILCs in intestinal inflammation. The purpose of this study was to investigate the distribution of ILC in intestinal mucosa of pediatric IBD patients, compare with pediatric control group. Methods: Mucosal tissue samples were obtained from inflammatory bowel disease patients and control aged between 7 and 19 years, undergoing endoscopy for assessment of disease activity or diagnosis. Children without IBD who had macroscopically and histologically normal mucosa served as the non-disease control group. Single-cell suspensions were isolated from intestinal biopsies of patients with inflammatory bowel disease and controls aged between 7 and 19 years, undergoing endoscopy for assessment of disease activity or diagnosis. Cell-surface fluorescence intensity was assessed by flow cytometric analysis for sorting ILC subpopulation. We analyzed the correlation of proportion of ILC with mucosal inflammation, disease activity, compartment, age and gender. Results: A cohort of 78 children with the diagnosis of IBD (Crohn disease,CD: n=60, ulcerative colitis, UC: n=18), along with non-inflammatory 30 control children, was recruited. 148 Colonoscopy were performed and biopsy specimens from 23 patients were excluded, due to low percentage of living cells. In colonic mucosa of IBD patients, the frequency of natural cytotoxicity receptors (NCR)+ ILC3s was decreased (P<0.001 for CD and UC). Simultaneously the proportion of ILC1 was increased in both disease, CD (P<0.001) and UC (P=0.004). The frequency of natural cytotoxicity receptors NCR- ILC3s was increased in colonic mucosa of IBD patient (P<0.001 for CD and UC). And in patients with CD a decrease in NCR+ILC3s of small bowel was observed (P=0.021). Patients with naive treatment had same trend with established patient. NCR+ILC3 were correlated with PCDAI activity score (r=-0.537, P=0.015), ESR (r=-0.504, P=0.023), microscopic inflammation (r=-0.382, P<0.001) and mucosal inflammation. Therapy with biologicals increased total ILCs proportion in small bowel (P=0.007). Logistic regression analysis showed that NCR-ILC3s subset in small bowel mucosa predicted a greater likelihood of active IBD (adjusted odds ratio 1.076 P<0.011). In non-inflammatory control group, correlation among ILCs subgroup and gender differences were observed. Conclusions: The proportion of the ILC1 and NCR-ILC3s subset was higher in inflamed intestinal mucosa and associated with disease activity, mucosal inflammation and treatment response. Our results further support the general importance of ILC in the pathogenesis of inflammatory bowel disease.