‘비특이적 과반응성(nonspecific hyper-reactivity)’이란, 알레르기 혹은 비(非) 알레르기 비염 환자에서 항원성이 없는 비특이적 자극(갑작스러운 온도변화, 담배 연기, 향수 등)에 의해 코막힘, 콧물, 재채기 등 전형적인 비염 증상이 악화되는 현상을 말한다[1]. 이러한 비특이적 과반응성을 진단하기 위해 ‘비특이적 비강유발검사(nonspecific nasal provocation test)’를 시행할 수 있다[2]. 비특이적 비강유발검사의 종류는 크게 두 가지로 분류되는데, 주로 약물(히스타민, 메타콜린 등)을 사용하는 직접적 유발검사 및 비특이적 자극(만니톨, 증류수, 캡사이신 등)을 사용하는 간접적 유발검사가 그것이다. 이 중 저온저습공기 유발검사(cold dry air provocation test)는 간접적 유발검사에 해당한다[2]. Braat 등[3]의 연구자들은, 비알레르기성, 비감염성 비염(non-allergic, non-infectious rhinitis) 환자에서 비특이적 과반응성을 진단하는 데 있어 저온저습공기 자극이 히스타민에 비해 높은 특이도를 갖는다고 보고하였다. 본 연구진 역시 선행연구를 통하여, 저온저습공기 유발검사가 비특이적 과반응성의 진단에 유용함을 보고하였으며[4], 저온저습공기 유발검사를 이용한 비특이적 과반응성의 진단기준을 제시하기도 하였고[5], 외래에서 간단하게 시행할 수 있으면서도 실제 유발검사 결과와 잘 부합하는 비특이적 과반응성 설문지를 개발하기도 하였다[6].

면역글로불린 E는 알레르기 반응에 있어 중요한 역할을 담당하는 항체이다. 하지만 지금까지 저온저습공기 자극검사 전후, 비즙 내 면역글로불린 E의 변화를 평가한 연구는 없었던 실정이다. 비염 환자에서 전신적 감작 여부를 알아보기 위해서는 혈청 내 면역글로불린 E 농도가 도움이 되나, 비강 내 알레르기 염증반응과 관련한 정보를 얻기 위해 비즙 내 면역글로불린 E에 대한 평가가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 먼저 1) 저온저습공기 유발검사의 유효성을 평가하기 위해 유발검사 전후 증상의 변화를 평가하고, 2) 혈청 내, 그리고 유발검사 전후 비즙 내 면역글로불린 E의 농도를 측정하고, 3) 혈청 및 비즙 내 면역글로불린 E 사이의 연관관계를 분석함으로써, 저온저습공기 유발검사 및 비즙 내 면역글로불린 E 분석의 임상적 유용성을 평가하고자 하였다.

Group A(대조군)에 비해 group B(알레르기 비염 환자군)에서는 저온저습공기 유발검사 전후 코막힘, 콧물, 재채기, 가려움증 등 각종 비강 증상의 변화량이 더욱 큰 경향을 보였으며, 코막힘(group A: 3.0±2.4, group B: 5.8±3.4, p=0.049) 및 가려움증(group A: 1.0±1.6, group B: 3.8±3.4, p=0.045) 증상의 경우 통계적으로 유의미한 차이를 보였다(Fig. 1).

Group A(152.7±67.3 ng/mL)에 비해 group B(612.1±291.4 ng/mL)에서 통계적으로 유의하게 혈청 내 총 IgE 수치가 높았다(p=0.001). 또한 group A에 비해 group B에서, 저온저습공기 유발검사 시행 전(group A: 91.7±52.6 ng/mL, group B: 810.0±1042.3 ng/mL, p=0.029) 및 시행 후(group A: 55.8±43.8 ng/mL, group B: 354.9±236.7 ng/mL, p=0.003) 통계적으로 유의하게 비즙 내 총 IgE의 수치가 높았다(Fig. 2). 같은 그룹 내에서 저온저습공기 유발 전후를 각각 비교하였을 때, group A와 B에서 모두 감소하는 경향을 보였으나 통계적으로 유의하지는 않았다(p＞0.05).

선형회귀분석법에 의해 혈청 내 총 IgE와 저온저습공기 유발검사 시행 전 비즙 내 총 IgE 농도, 그리고 유발검사 시행 후 비즙 내 총 IgE 농도 간의 상관관계를 분석한 결과, 유발검사 시행 후 비즙 내 총 IgE 농도가 혈청 내 총 IgE 농도와 보다 강한 상관관계를 갖는 것을 알 수 있었다(R² =0.749)(p＜0.001)(Fig. 3).

저온저습공기 유발검사 전후 각종 코 증상의 변화량을 측정하였을 때, 알레르기 비염 환자에서 대조군 환자에 비해 큰 변화를 보이는 경향이 있었으며, 코막힘 및 가려움증 증상의 경우 통계적으로 유의한 차이가 있음을 확인하였다. 그러나, 이러한 코 증상 증가의 기전이 전신적 알레르기 감작과 관련되어 있을 가능성은 다소 적을 것으로 여겨진다. 이전의 연구 결과를 보면, 건강 자원자군과 알레르기 비염 환자군에 대하여 각각 저온저습공기 유발검사를 시행한 이후 코 증상 변화량을 비교하였을 때 유의미한 차이가 관찰되지 않았다[4]. 그러나, 환자들을 알레르기 감작 여부와 무관하게 주관적인 비특이적 과반응성 여부에 따라 분류하였을 때, 비특이적 과반응성이 있는 환자가 그렇지 않은 환자에 비해 저온저습공기 유발검사 전후 증상이 매우 유의하게 증가함이 보고되었다. 따라서, 특정 알레르기 항원에 대한 비강 내의 반응을 평가하고 싶을 때에는 항원 추출물을 이용한 비강유발검사를 시행하는 것이 유용하고, 알레르기 여부와 상관없이 비특이적 자극에 대한 비강의 과반응성을 평가하고 싶을 때에는 저온저습공기 유발검사가 도움이 된다[7]. 따라서 본 연구에서 알레르기 비염 환자군의 증상 변화량이 크게 나타난 것은, 비특이적 과반응성을 가진 환자군이 좀 더 많이 포함되었기 때문으로 해석할 수 있다. 대조군 및 환자군을 대상으로, 연구수행 전 비강유발검사를 시행함으로써 생리식염수 등에 대한 비특이적 과반응성을 평가함으로써, 각각의 그룹에서 비특이적 과반응성을 가진 환자의 비율을 조사하였다면 보다 유의한 결과를 얻을 수 있었을 것으로 생각된다.

저온저습공기 유발검사에 대한 이전의 연구들에서는 주로 유발 전후 증상의 변화량을 평가하거나, 비강통기도검사(rhinometry) 등을 이용하여 비강의 저항 변화를 측정한 연구들이 많았다[3,8,9]. 저온저습공기 자극에 의해 비만세포로부터 분비되는 histamine, prostaglandin D2, tryptase 등의 매개물질 및 lysozyme, albumin 등이 증가한다는 보고는 있었으나[10,11], 비즙 내 면역글로불린 E의 변화를 측정한 연구는 본 연구가 최초이다. 저온저습공기 자극 전과 후 대조군과 알레르기 비염 환자군을 비교하였을 때, 알레르기 비염 환자군에서 통계적으로 유의미하게 비즙 내 면역글로불린 E의 농도가 높은 것으로 알 수 있었다. 그러나 저온저습공기 자극 전과 후를 비교하였을 때에는, 두 그룹에서 모두 비록 통계적으로 유의하지는 않았으나 자극 전에 비하여 자극 후에 면역글로불린 E의 농도가 오히려 감소하는 경향을 보였다. 따라서, 저온저습공기 유발검사에 따른 코 증상의 변화는 면역글로불린 E의 증가와는 관련성이 적을 것으로 여겨진다. 저온저습공기 유발검사의 기전은, 부교감신경계 활성화와 연관이 있다는 연구 결과가 있다[12]. 부교감신경계 활성화에 따라 비강 내 분비샘으로부터 비즙의 분비가 증가하고 비강 내 수용혈관이 팽창함으로써 코막힘, 콧물 등의 증상을 유발할 수 있으며, 실제로 본 연구진의 선행연구에서도 비특이적 과반응성이 있는 환자군에서 비즙의 양이 증가하는 것을 알 수 있었다[4]. 따라서, 부교감신경계 활성화에 따라 비즙의 양 자체가 증가함으로써 희석 효과에 의해 면역글로불린 E 농도가 낮아졌을 것으로 생각된다.

혈청 내 면역글로불린 E와 저온저습공기 유발전 비즙 내 IgE 농도 사이의 상관관계를 분석하였을 때 유의미하지만 다소 약한 상관관계가 관찰되었다. 반면, 혈청 내 면역글로불린 E와 저온저습공기 유발후 비즙 내 IgE 농도 사이의 상관관계를 분석하였을 때에는 통계적으로 매우 유의미하며, 강한 상관관계가 관찰되었다(R² =0.749). 비강 내 저온저습공기 자극으로 인해 부교감신경계가 활성화되면서, 부교감신경계 활성화에 따라 비즙의 양이 증가할 뿐 아니라, 특히 group B의 경우 비특이적 과반응성에 의해 면역글로불린 E 분비 역시 증가하기 때문에 이러한 현상이 나타나지 않을까 추측해 볼 수 있다. 이를 평가하기 위하여, 보다 많은 수의 환자를 대상으로 하여 저온저습공기 자극 전후 비즙의 양 자체를 정량적으로 평가하는 등의 방법을 사용할 수 있을 것이다.

이전의 연구들에서, 본 연구진은 저온저습공기 유발검사 전후 음향비강통기도검사를 사용하여 총비강부피(total nasal volume), 비강 내 최소단면적(minimal cross-sectional area) 등의 변화를 함께 평가하여 왔다[4-7,13]. 그러나 본 연구에서는, 저온저습공기 유발 직후 비즙을 채취하기 위해 비중격에 거름종이를 부착하였다. 이러한 처치 자체가 비강 내에 자극으로 작용하여 영향을 미칠 수 있기 때문에, 본 연구에서는 음향비강통기도검사를 시행하지 않고 단지 증상의 변화량만을 측정하였다. 또한 준비 및 유발검사, 비즙 채취 등의 전체 연구에 소요되는 시간이 30~40분 정도로 진료 중 많은 수의 환자를 등록하는 데 다소 어려움이 있어, 소규모의 환자군을 대상으로 한 것이 본 연구의 단점 중 하나이다.

비즙을 채취하기 위해서는 생리식염수를 이용한 세척법, 특수 기구를 이용한 직접흡입법 및 거름종이 등을 이용한 방법 등이 있다[14-21]. 그러나 어떠한 방법을 이용하여도 모든 환자에서 일정한 양의 충분한 비즙을 채취하는 데는 어려움이 있어, 비즙을 이용한 연구가 어려운 실정이다[22-24]. 본 연구를 수행하기에 앞서, 예비연구로서 세척법, 직접흡입법 및 거름종이를 이용한 방법으로 각각 비즙을 채취하여 결과를 비교하여 보았다. 그 결과 세척법의 경우에는 생리식염수에 의한 희석 효과 때문에 정량적으로 비즙 내 면역매개물질의 농도를 분석하기 어려웠고, 또한 직접흡입법의 경우에는 환자에 따른 편차가 심하여 비즙을 전혀 채취할 수 없는 경우도 많았다. 또한 세척이나 직접흡입 역시 비강 점막에 대하여 자극 증상이 발생하므로, 본 연구에서는 거름종이를 이용한 흡입법을 사용하기로 하였다. 그럼에도 불구하고 본 연구에서도 비즙의 양이 많지 않아, 면역글로불린 E 이외의 다른 염증매개물질을 분석하지 못하였다. 또한 비즙 내에 포함되어 있는 염증매개물질들은 농도가 낮아, 일반적인 분석 키트의 탐지 역치(detection threshold) 내에 포함되지 않는 경우도 있으므로, 비즙 내 염증매개물질이 보다 정량적인 분석을 위해서는 보다 민감도가 높은 분석 키트를 사용하여야 할 것이다.

결론적으로, 비특이적 과반응성을 갖는 알레르기 비염 환자에서 저온저습공기 유발검사는 비강 내 증상 변화 및 비즙 내 면역글로불린 E의 변화를 평가함으로써, 유용한 보조도구로 활용될 수 있다.