천식의 기전: 기도 염증
천식의 임상양상은 매우 다양하고 가래에서 보이는 염증세포의 종류도 다르다. 하지만 만성 기도염증은 치료 전 천식 환자의 공통적인 특징이라고 할 수 있다. 증상이 간헐적으로 발생하는 천식 환자에서도 기도염증은 지속적으로 존재한다. 하지만 기도염증 정도와 천식 중증도 사이의 연관성은 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 기도염증은 상기도와 비강을 포함한 기도 전체에 영향을 주지만, 생리적 효과는 주로 중간 크기의 기관지에서 두드러진다.
알레르기천식은 다른 알레르기질환과 마찬가지로 특징적인 염증을 보인다; 비만세포가 활성화되며, 활성호산구 수가 증가하고, 자연살해T세포, Th2세포가 증가하여 매개체가 분비되어 증상이 유발된다. 상피세포 매개체인 IL-25, IL-33에 의해 조절되는 선천2형림프모양세포(innate type 2 lymphoid cell; ILC2)도 천식 염증반응에 기여하며, 경우에 따라서는(특히 중증 천식) 호중구도 관여한다.
염증세포 외에도 기도를 구성하는 세포들도 염증매개체를 생성하며, 다양한 기전에 의해 염증을 지속시킨다. 천식의 기도 염증반응에는 100개 이상의 여러 세포매개체가 관여하는 것으로 알려지고 있다.
[1] 천식환자의 기도 내 염증세포
1) 점막비만세포
- 활성화된 점막비만세포는 히스타민, 씨스테닐 류코트리엔, 프로스타글란딘 D2와 같은 기도수축 매개체를 분비한다.
- 점막 비만세포는 IgE 고친화성 수용체과 결합한 알레르기항원과 삼투압 자극(운동 유발성 기도수축과 관련), 신경학적 연결에 의해 활성화된다.
- 기도평활근 내 비만세포의 증가는 기도과민성과 연관이 있다.
2) 호산구
- 천식 환자의 기도 내 호산구 수는 대부분 증가되어 있다.
- 호산구에서 분비되는 주기저단백(major basic protein)은 기도상피세포에 손상을 준다.
- 호산구는 씨스테닐 류코트리엔과 성장 인자를 생산한다.
- 기도개형에도 영향을 준다.
3) T림프구
- 천식 환자의 기도 내 T림프구 수가 증가되어 있다.
- T림프구는 IL-4, IL-5, IL-9, IL-13 등의 시토카인을 분비하여 호산구에 의한 염증 및 B림프구의 IgE 생성에 관여한다.
- Th2세포의 활성 증가는 정상적으로 Th2세포를 억제하는 조절T세포의 감소와 일부 연관이 있는 것으로 보인다.
- 중증 천식에서는 선천2형림프모양세포, Th1세포, Th17세포의 증가가 관찰된다.
* 기도개형과 관련된 사이토카인 중에 Th2세포 유래 시토카인;
• IL-5, 호산구의 분화 및 생존에 필요
• IL-4, Th2세포의 분화 및 IgE 발현에 중요
• IL-13, IgE 발현에 필요
4) 수지상세포
- 기도표면에서 알레르기항원을 감지하여 지역 림프절로 이동한다.
- 림프절에서 조절T세포와 작용하여 궁극적으로 미경험(naïve)T세포로부터 Th2세포로의 생성을 자극한다.
5) 대식세포
- 기도 내 대식세포 수가 증가되어 있다.
- 특히 중증 천식에서 저친화성 IgE 수용체과 결합한 알레르기항원에 의해 활성화되어 염증반응을 증폭시키는 염증 매개체와 시토카인을 분비한다.
6) 호중구
- 중증 천식과 흡연 천식 환자들의 기도 내와 가래에서 호중구 수가 증가되어 있다. 병태생리적 역할은 아직 불명확하며 기도 내 호중구 증가는 스테로이드 치료에 의한 것일 수도 있다.
[2] 천식의 병리기전에 관여하는 기도 구성 세포들
1) 기도상피세포
- 주변의 기계적인 자극에 반응하여 많은 염증물질(시토카인과 케모카인, 지질 매개체)을 발현시킨다.
- 바이러스와 공해물질에도 반응한다.
2) 기도평활근세포
- 이 세포들은 비대(hypertrophy)와 증식(hyperplasia)을 보이며 기도상피세포에서 분비되는 것과 유사한 염증 매개체를 발현시킨다.
3) 내피세포
- 기관지 순환을 담당하는 혈관내피세포는 혈액에서 기도로 염증세포를 동원하는 역할을 한다.
4) 섬유모세포와 근섬유모세포
- 콜라겐, 프로테오글리칸과 같은 결합조직 물질을 생성하여 기도개형에 관여한다.
5) 기도신경
- 콜린성 신경은 기도 반사 자극에 의해 활성화되어 기도수축과 점액분비를 유발한다.
- 감각신경은 뉴로트로핀(neurotrophin)과 같은 염증 자극에 의해 감작되어 기침, 흉부 답답함과 같은 반사작용과 증상을 유발하고 염증성 신경펩타이드를 분비한다.