치료 전후 근나종나 병변내 TGF-베타1, IL-10, IFN-감마 및 iNOS의 발현 및 상관관계

Abstract

나병은 Mycobacterium leprae 에 의해 피부와 신경이 주로 침범되는 만성 육아종성 감염질환으로 나균에 대한 숙주의 세포면역 정도에 따라 다양한 임상양상을 보이며 나균에 대한 방어기전에 Th-1 세포와 대식세포가 중요한 역할을 하며 면역세포에서 분비되는 사이토카인들에 의해 반응이 조절된다. 최근의 연구들에 의하면 대식세포의 세포독성에는 iNOS에 의해 생성된 NO가 핵심적 역할을 하고 IFN-γ에 의해 세포독성이 증강되며 TGF-β1과 IL-10에 의해 억제된다. 이러한 사이토카인의 분비는 항원의 자극에 의하므로 치료에 의해 나균의 수가 감소하면 사이토카인 발현의 변화가 예상된다. 본 연구의 목적은 대식세포를 억제하는 사이토카인으로 TGF-β1과 IL-10을, 활성화시키는 사이토카인으로 IFN-γ와 대식세포의 활성을 나타내는 iNOS를 선택하여, 국제 보건기구 권장 복합약물요법을 받는 근나종나 환자 15명의 치료전과 치료 4주 후 조직표본을 가지고 TGF-β1, iNOS, IFN-γ와 IL-10 에 대한 RT-PCR을 시행하여 치료 전후의 각 사이토카인의 발현정도 및 상관관계를 알아보고 치료 예후 판정에 도움을 주고자 하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 치료 전에는 IL-10, iNOS, TGF-β1, IFN-γ의 순으로 많이 발현되었다(p>0.05). 2. 치료 후에는 iNOS, IL-10, TGF-β1, IFN-γ의 순으로 많이 발현되었다(p<0.05). 3. 사이토카인의 양상은 환자의 54%가 Th-0형, 33%가 Th-1형, 20%가 Th-negative 였으며 Th-2형은 관찰되지 않았다. 4. 치료 전후의 사이토카인의 발현정도는 iNOS를 제외한 나머지 모든 사이토카인들이 치료 후 감소하였으나 유의하지는 않았다. 5. 치료 전에는 iNOS와 TGF-β1 사이에 유의한 역상관관계가 있었고 상관계수는 -0.714 이었으며(γ²= 0.499, p<0.05), TGF-β1 과 IFN-γ의 사이에 유의한 상관관계가 관찰되었고 상관계수는 0.767 이었다(γ²= 0.622, p<0.05). 또한 IFN-γ와 IL-10 간에 유의한 상관관계가 관찰되었고 상관계수는 0.964 이었다(γ²= 0.935, p<0.01). 치료 후에는 IFN-γ와 IL-10의 상관관계가 관찰되었고 상관계수는 0.857 이었다(γ²= 0.937, p<0.05). 결론적으로, 근나종나 환자 15명의 치료 전과 치료 4주 후의 조직표본에서 TGF-β1, IL-10, IFN-γ, iNOS 의 mRNA 발현 양상을 비교하였을 때 치료 전에는 TGF-β1과 IL-10이 높게 발현되었고 치료 후에는 TGF-β1, IL-10은 IFN-γ와 함께 발현이 감소하였으며 iNOS는 증가하였으나 통계적으로 유의하지는 않았다. 사이토카인 간의 상관관계는 TGF-β1과 iNOS는 유의한 역의 상관관계가, TGF-β1과 IFN-γ, IL-10과 IFN-γ사이에 유의한 양의 상관관계가 관찰되었다. 이상의 결과로 다균나에서 TGF-β1과 IL-10이 나균에 대한 세포 면역 억제에 기여할 것으로 생각되고 TGF-β1은 대식세포의 iNOS의 발현을 억제함을 알 수 있었다. 치료 후 사이토카인의 유의한 변화가 관찰되지 않았으나 이는 치료 기간이 짧고 표본 수가 적기 때문으로 생각되며 치료에 의해 균의 수가 감소하면서 TGF-β1, IL-10, IFN-γ는 감소되고 iNOS는 억제인자인 TGF-β1이 감소되면서 약간의 반등으로 증가된 양상을 보였다고 생각된다. 지금까지 알려진 바와 달리 근나종나 환자의 반수이상에서 Th-0형의 사이토카인 양상을 보였으며 Th-2형은 관찰되지 않았다.; Leprosy is a chronic granulomatous disease caused by Mycobacterium leprae, which is an obligate intracelluar pathogen. It presents broad spectrum of clinical manifestations depending on the host s specific cell-mediated immune response to M. leprae. Especially, type I Th cells and macrophages are important in defense mechanism to M. leprae, and the immune response is regulated by cytokines secreted by immune cells. Recent investigations showed nitric oxide(NO) was the key molecule in the killing activity of macrophages, which was enhanced by IFN-γ but suppressed by TGF-β1 and IL-10. Since cytokine is secreted by activated immune cells with antigenic stimulation, decreased antigens by treatment modulates the expression of cytokines in leprosy. In this study, we observed the dynamics of cytokines expression using RT-PCR, such as TGF-β1 and IL-10, which suppress the activity of macrophages, IFN-γ, which activates macrophages, and iNOS, which represents the killing activity of macrophages, in the lesions taken from fifteen borderline lepromatous leprosy patients before and after multiple drug therapy for 4 weeks. The results are summarized as follows: 1. Before treatment, cytokines were expressed in order of IL-10, iNOS, TGF-β1 and IFN-γ(p>0.05). 2. After 4 weeks treatment, cytokines were expressed in order of iNOS, IL-10, TGF-β1 and IFN-γ(p<0.05). 3. Fifty-four percent of patients showed a non-polarized Th 0 pattern, 33% a polarized Th 1 pattern, and 20% Th-negative. Th 2 pattern was not observed. 4. The changes of cytokines expression after 4 weeks treatment were not significant, although mRNA of IL-10, TGF-β1 and IFN-γ were somewhat decreased. 5. There was negative correlation between TGF-β1 and iNOS(γ²= 0.499, p<0.05, before treatment), positive correlation between TGF-β1 and IFN-γ(γ²= 0.622, p<0.05, before treatment), and positive correlation between IFN-γand IL-10(γ²= 0.935, p<0.05, before treatment; γ²= 0.937, p<0.05, after treatment). In conclusion, these results suggest that TGF-β1 and IL-10 may contribute to immune suppression in multibacterial leprosy patients, and that TGF-β1 suppresses iNOS expression in macrophages. With 4 weeks treatment, the significant changes in cytokines expression were not observed. Interestingly, the majority of BL patients showed Th 0 pattern of cytokine, and none of Th 2 pattern.