총콜레스테롤, 중성지방, 고밀도 지단백 콜레스테롤(high density lipoprotein cholesterol, HDLC) 및 저밀도 지단백 콜레스테롤(low density lipoprotein cholesterol, LDLC) 4종으로 구성된 지질 프로필 검사는 이상지질혈증의 진단과 치료 계획의 수립에 중요한 역할을 한다. 검사의 임상적 중요성이 높은 만큼 당화혈색소, 크레아티닌 검사와 더불어 국가진단의학표준검사실에서 운영하는 표준화관리사업의 대상이 되는 6개 검사 항목의 일부이며 해외의 이상지질혈증 지침에서도 정확하게 측정된 지질 프로필 검사 결과에 근거하여 진료할 것을 강조하고 있다[1, 2].

임상 검사실에서 지질 프로필 검사에 흔히 사용되는 방법은 Trinder 반응 기반의, 자동화 장비를 이용하는 효소비색정량법으로서, 자동화가 어려운 표준검사법을 대신한다. 지질 프로필 각 항목의 세부적인 측정 과정은 차이가 있지만 공통적으로 Cholesterol oxidase 혹은 Glycerol phosphate를 통해 분석 물질의 산화가 이루어지며 그 과정에서 과산화수소(H2O2)가 발생한다. 과산화수소는 분석 물질의 양에 비례하여 발생하므로 과산화수소의 양에 비례한 발색 반응을 통해 분석 물질을 정량적으로 측정하는 것이 가능하다. 발색 반응 중에, 과산화효소(peroxidase)의 존재 하에 가시광선을 흡수하지 않는 4-aminophenazone과 같은 물질을 가시광선을 흡수하는 물질(chromophore)로 전환시키는 과정이 일어난다. Trinder 반응은 이러한 산화 및 발색을 이용하여 분석 물질의 농도를 측정하는 방법이며, 1969년 Trinder가 혈중 포도당 농도 측정을 위해 처음 사용하였다[3].

Trinder 반응 기반의 효소비색정량법은 혈청 내 다양한 원인물질로 인해 간섭현상이 발생할 수 있는데, 비타민 C (vitamin C, ascorbic acid), N-acetyl cysteine, acetaminophen, homogentisic acid, gentisic acid, etamsylate, calcium dobesilate 및 bilirubin 등에 의한 음성 간섭현상이 보고된 바 있다[4-7]. 특히 비타민 C로 인한 간섭 현상은 일반화학검사에서 발생할 수 있는 전형적인 간섭 반응 중 하나이다. 이때 총콜레스테롤과 중성지방 검사에서 음성 간섭현상이 발생하는 것은 검사 단계 중 발색 반응에 필요한 과산화효소가 비타민 C로 인해 소진되는 것이 원인이다[6]. 검사 반응의 기질보다 비타민 C가 효소와 먼저 반응함으로서 발색 반응이 감소하고, 이는 분석물질의 농도가 낮게 측정되는 결과로 이어진다. 총콜레스테롤에 대한 국내 연구에서도 이러한 문제를 해결하기 위해 ascorbate oxidase가 포함된 시약의 사용이 권고된 바 있다[8]. 현재 국내에서 총콜레스테롤 검사에 많이 사용되는 시약들 중에서는 Pureauto S CHO-N (Sekisui Medical, Tokyo, Japan), L Type CHO M (Wako Pure Chemical Industries, Osaka, Japan)이 ascorbate oxidase을 포함하는 시약에 해당하며, CHOL2 (Roche Diagnostics, Mannheim, Germany)와 OSR6516 Cholesterol (Beckman Coulter, CA, USA) 시약에는 ascorbate oxidase가 포함되어 있지 않다. 중성지방 검사의 경우 Pureauto S TG-N (Sekisui Medical), L-Type Triglyceride M (Wako Pure Chemical Industries), OSR66118 Triglyceride (Beckman Coulter) 시약이 ascorbate oxidase을 포함하는 시약이며, TRIGL (Roche Diagnostics)에는 포함되어 있지 않다.

일반적으로 총콜레스테롤 및 중성지방 농도가 낮은 연령대인 10-20대에서도 총콜레스테롤과 중성지방은 각각 평균 140 mg/dL (1.58 mmol/L; 1 mg/dL×0.0113=1 mmol/L), 60 mg/dL 이상의 값을 보이며, 총콜레스테롤이 40 mg/dL 미만으로 감소하거나 중성지방이 20 mg/dL 미만으로 감소하는 경우는 매우 드물다[9]. 그러나, 본원에서 시행된 지질 프로필 검사에서 40 mg/dL 미만의 총콜레스테롤 또는 20 mg/dL 미만의 중성지방 농도를 보이는 경우가 반복적으로 발생하였다. 특히 총콜레스테롤과 중성지방이 최저량 한계(Lower limit of quantitation, LLOQ) 미만으로 측정되는 경우가 일부 발생하였다. 이에 저자들은 단일 기관에서 19개월간 발생한 총콜레스테롤 및 중성지방 이상 결과 발생 사례를 조사하고 원인을 분석하였다. 반복적으로 발생하였던 총콜레스테롤과 중성지방의 비정상적인 측정 결과의 원인을 비타민 C에 의한 Trinder 반응의 음성 간섭현상으로 추정하고, 간섭현상을 교정한 경험을 공유하고자 한다.

Trinder 반응을 이용한 검사 과정에 비타민 C가 간섭현상을 유발한다는 사실은 예전부터 잘 알려졌으며, 지질 프로필 검사 외에도 포도당, 빌리루빈, 요산 등 다양한 항목들에 대한 보고들이 있었다[11-14]. 비타민 C로 인한 간섭을 교정하기 위해 ascorbate oxidase가 첨가된 시약을 사용한 검사에서 뚜렷하게 증가된 총콜레스테롤(52.76 mg/dL vs. 154.19 mg/dL, P<0.01) 중성지방(10.46 mg/dL vs. 106.16 mg/dL, P<0.01) 측정값은 총콜레스테롤과 중성지방에서 비정상적인 측정 결과가 비타민 C에 의한 Trinder 반응의 음성 간섭현상이 원인일 것으로 추정하게 하였다.

게다가, 비타민 C가 첨가된 혈청으로 실험한 지질 프로필 검사의 간섭 현상은 HDLC와 LDLC에 비해 총콜레스테롤과 중성지방에서 뚜렷하였으며, 특히 중성지방은 ascorbate oxidase가 포함되지 않은 시약에서 비타민 C에 매우 민감한 음성 간섭이 발생함을 확인하였다. 연구대상이 되었던 환자 검체 중에서는, 총콜레스테롤 40 mg/dL 미만, 중성지방 20 mg/dL 미만의 비정상적인 측정 결과가 총콜레스테롤 38예, 중성지방 63예였다. 총콜레스테롤과 중성지방 모두 비정상적인 측정 결과를 보인 38예 모두에서 중성지방의 음성 간섭이 선행하는 것을 관찰하였다. 이는 Martinello 등[15]이 보고한 비타민 C의 간섭실험 결과와 일치하는 것으로서, 간섭현상이 측정물질의 종류에 관계없이 검사반응 중 발생하는 과산화수소의 몰 수에 따라 달리 나타난 것으로 해석할 수 있다. Fig. 4에서 관찰되듯이 간섭현상이 발생한 ascorbate oxidase 불포함시약으로 측정한 총콜레스테롤과 중성지방 결과는 첨가한 비타민 C 농도 증가에 따라 직선성을 보이며 감소하는데, 이것은 측정물질에서 발생하는 과산화수소와 비타민 C 간의 반응이 화학량론적(Stoichiometric) 관계를 보이기 때문으로 설명할 수 있다.

저자들은 검사실에서 발생한 총콜레스테롤과 중성지방의 비정상적인 측정 결과에 대해 비타민 C를 음성 간섭현상의 원인물질로 의심하고 이를 확인하고자 하였으나, 비타민 C 제제는 처방전 없이 구매가 가능하며, 고용량 비타민 C의 정맥주사요법은 문서화된 투약력의 확인이 어렵다. 이러한 이유로, 본 연구에서 총콜레스테롤과 중성지방에서 비정상적인 측정 결과를 보인 환자들 중 82% (39/48)에서는 비타민 C 투약력이 직접적으로 확인되지 않았다. 게다가, 잔여 검체에서 비타민 C의 직접 측정은 임상검사실에서 일상적인 방법으로는 어려우며, 이는 본 연구의 한계이기도 하다.

다만 비타민 C 투약이 직접적으로 확인된 환자들 중, 투약력과 비정상 결과가 시간적 관련성을 보인 사례를 후향적 조사 중 발견하여 이를 소개하였다. 해당 환자는 2주 간격으로 3회 실시한 총콜레스테롤 검사에서 최저정량한계 미만, 30 mg/dL, 51 mg/dL의 결과가 각각 보고되었고, ascorbate oxidase가 포함된 Sekisui Medical 사 시약으로 재검사한 결과는 교정된 결과를 보였다. 그리고 그로부터 2주 이후에 측정한 결과에서는 비정상적인 결과가 보고되지 않았다. 후향적으로 환자의 투약력을 재확인하였을 때, 간섭현상이 발생한 기간과 정확히 일치하는 시점에 연고지의 요양병원에서 비타민 C 정맥주사 요법을 받았음이 확인되었다(Supplementary Fig. 1).

상기 결과는 폐암 재발의 병력이 있는 환자의 것으로서, 본 연구에서 이상 결과를 보인 환자들 중 높은 비율(83%)로 확인되어 비타민 C 투약력과 연관성이 있는 것으로 생각되는 악성종양 병력을 가진 사례이기도 하다. 일반적으로 섭취되는 비타민 C의 용량은 하루에 60-100 mg이지만 이보다 100배 이상 많은 용량의 비타민 C 투약의 유용성, 특히 악성 종양에 효과가 있다는 주장이 Cameron과 Pauling [16]에 의해 1970년대부터 제기되었다. 고용량 비타민 C 투약이 신체의 저항력을 높이는 효과가 있으며 암에 대한 치료제로 사용될 수 있다는 주장에 대한 명확한 치료 지침이나 합의는 없지만, 현재까지도 비타민 C가 암 예방 및 치료에 유용할 수 있다는 연구결과가 이어지고 있다[17-20]. 비록 공식적으로 악성종양에 대한 국내 및 해외 임상진료지침에 고용량 비타민 C 치료에 대한 내용이 포함되어 있진 않지만, 상기 환자와 같이 악성종양 환자들 중 일부는 보조적인 효과를 기대하며 정기적으로 고용량 비타민 C 치료를 받고 있을 것으로 추측해 볼 수 있다.

한편 만성신장병증의 경우, 특히 투석을 시행하는 환자에서 결핍이 발생하는 비타민 C를 보충할 필요성이 있기에, 만성신장병증 환자에게 비타민 C 제제의 처방이 일반적으로 행해지고 있다[21, 22]. 정맥주사가 아닌 경구 투여를 통해 비타민 C가 투약되는 경우, 정상 신기능을 갖는 건강 대조군이라면 2,000 mg의 고용량 비타민 C 투여가 총콜레스테롤 혹은 중성지방의 혈중 농도에 뚜렷한 영향을 미치지 않음이 보고된 바 있다[15]. 하지만 환자의 신기능이 저하되어 있는 경우에는 경구로 복용한 비타민 C 제제에 의해서도 간섭현상이 발생할 가능성 또한 이전 연구에서 제기된 바 있는데, 기전이 명확하지 않아 추가적인 연구 및 실험으로 입증이 필요할 것으로 생각된다[8].

후향적 조사 중 발견한 다음 증례는 신기능 저하 환자에서 경구로 복용한 비타민 C 제제에 의한 간섭현상이 가능함을 보여준다. 해당 환자는 만성신장병에 대해 본원에서 정기적으로 투석을 시행하는 환자로서 총콜레스테롤이 132 mg/dL, 중성지방이 정량한계 미만으로 보고되었는데, Sekisui Medical 사 시약으로 재측정한 결과 총콜레스테롤은 156 mg/dL로 증가하였고, 중성지방은 37 mg/dL로 교정되었다. 이러한 음성 간섭현상은 62 mg/day로 장기간 지속하던 비타민 C 제제 경구 투약을 680 mg/day로 증량한 시점에 갑자기 발생한 것으로 확인되었다(Supplementary Fig. 2).

상기 악성종양 및 만성신장병 사례들은 간섭현상이 발생한 환자에게서 고용량 비타민 C 투약력 혹은 신기능 저하와 병합된 비타민 C 투약력을 직접적으로 확인한 예시이다. 다만 대부분의 경우 비타민 C의 구체적인 투약기록 조사와 추적이 어려운 만큼, 실제 간섭현상이 발생하는 경우에는 본 연구에서 높은 비율로 확인되었던 악성종양, 혹은 만성신장병의 병력(90%)이 있는지 확인함으로써 비타민 C의 투약 가능성을 가늠할 수 있을 것이다.

또한, 본 연구대상 검체들 중 극히 일부만이 입원 중에 의뢰된 검체였으며, 그마저도 입원 1일째 혹은 2일째에 의뢰된 검체였다는 점도 의미가 있다. 환자의 체내로 투입되는 모든 것이 통제되고 모든 약물의 투약관리가 의료진에 의해 엄격히 이루어지는 입원환자의 경우 비정상적인 측정값이 거의 발생하지 않는다는 것은, 외부에서의 간섭 원인물질 투약으로 인한 간섭현상의 가능성을 시사하는 단서라고 할 수 있겠다.

흥미롭게도, HDLC와 LDLC 또한 비타민 C에 의해 간섭현상이 발생할 수 있다고 알려졌으나, 본 연구에서는 누적된 임상보고 결과나 HDLC와 LDLC의 체외 비타민 C 간섭 실험에서, 두 회사 시약 모두 비정상적인 측정 결과가 관찰되지 않았다. HDLC와 LDLC의 경우, 총콜레스테롤과 중성지방과는 반대로 Roche사의 시약에 ascorbate oxidase가 포함되고 Sekisui Medical 사의 시약에는 ascorbate oxidase가 포함되지 않았음에도, Sekisui Medical 사 시약으로 측정한 결과에서 이상 결과가 관찰된 바 없었다. 이는 HDLC와 LDLC를 측정하는 두 회사 시약 모두 계면활성제를 사용하여 목표 분획만을 선택적으로 산화시키거나(HDLC), 또는 목표 분획 이외의 콜레스테롤 분획을 먼저 산화시키는(LDLC) 이중 산화 시스템을 사용하고 있기 때문으로 생각된다[23, 24].

또한 본 연구에서는 명백히 낮은 측정값을 가진 검체들만을 연구대상으로 선정하였으므로, 비정상적으로 낮지는 않더라도 비타민 C 간섭으로 인해 실제보다 낮게 측정되는 경우가 존재할 것임을 강조하고자 한다. 본 연구에서 비교적 참고구간(reference interval)에 가까운 측정값들은 애초에 연구대상에서 제외된 것처럼, 일선 검사 현장에서 비타민 C에 의한 간섭현상의 발생여부는 측정값을 확인하는 것만으로는 알 수 없다는 사실을 기억할 필요가 있다. 비타민 C에 의한 간섭현상의 해결법으로서 ascorbate oxidase가 포함된 시약을 사용하여 측정하는 방법 외에, 과량의 비타민 C를 먼저 산화시키는 이중 산화 시스템을 사용하거나 파장이 다른 chromophore를 사용하는 방법 등이 가능하다. 또한, 비타민 C의 자연 산화 특성을 이용하여 검체를 일정시간 공기 중에 노출하는 방법도 제안된 바 있다[25]. 그러나 비타민 C의 음성간섭현상을 해결하기 위해 임상 검사실 현장에서 측정 시스템 전체를 변경하는 것은 쉽지 않으므로, ascorbate oxidase가 포함되지 않은 시약을 지질 검사에 사용하는 검사실에서는 고용량 비타민 C 정맥주사 요법 혹은 환자의 신기능 저하 등의 요인으로 인해 총콜레스테롤과 중성지방에서 음성 간섭현상이 발생할 수 있음을 주지하여야 한다. 임상검사실에서는 델타 검증 및 패닉 검증을 통해 비정상적인 측정값이 보고되지 않도록 주의하고, 만약 간섭현상이 의심된다면 지질 프로필 4종의 검사결과를 검토하여 약제 유발 저지질혈증과 감별하고 악성 종양과 만성신장병증 등의 병력 여부를 확인하는게 도움이 된다. 또한, ascorbate oxidase가 포함된 시약으로 재검하고 비타민 C를 포함한 간섭 유발 약제의 복용력에 대해 조사할 필요가 있다.

Supplementary Fig. 1. Total cholesterol and triglyceride levels measured in a 48-year-old lung cancer patient who showed a history of vitamin C administration.

Supplementary Fig. 2. Total cholesterol and triglyceride levels measured in a 52-year-old Chronic Kidney Disease patient who showed a history of vitamin C administration.