간경변증환자에서혈청 Apelin 이 문맥압항진증및예후에미치는영향 지도김문영교수 이논문을석사학위논문으로제출함 2013 년 12 월 25 일 연세대학교대학원 의학과 임유리

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민주 범
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1 간경변증환자에서혈청 Apelin 이 문맥압항진증및예후에미치는영향 연세대학교대학원 의학과 임유리

2 간경변증환자에서혈청 Apelin 이 문맥압항진증및예후에미치는영향 지도김문영교수 이논문을석사학위논문으로제출함 2013 년 12 월 25 일 연세대학교대학원 의학과 임유리

3 임유리의석사학위논문을인준함 심사위원김문영인 심사위원백순구인 심사위원장세진인 연세대학교대학원 2013 년 12 월 25 일

4 감사의글 논문이완성되기까지많은도움을주신여러선생님들께감사드립니다. 먼저연구및논문의시작부터완성까지끝없는격려와세심한지도를아끼지않으신김문영교수님께진심으로감사드립니다. 어려움이있을때마다교수님의응원과격려가원동력이되어논문을마칠수있었습니다. 연구및논문작성과정에서지속으로관심을가져주시고지도해주신백순구교수님, 논문작성과정에서통계적분석및해석에큰도움을주신장세진교수님께깊은감사드립니다. 연구과정에서많은도움을주신장윤옥선생님께도감사드립니다. 아울러오랜시간함께일하며힘들때마다응원을아끼지않은든든한내과동기들 - 하성삼, 강용석, 성재호, 박정은, 한용재, 남승완, 심정한선생님에게도고마운마음을표합니다. 어려운와중에서도동고동락하고있는내과의국원들에게도감사드립니다. 힘들어멈추고싶을때, 다시시작할수있도록곁에서큰힘이되어준사랑하는 나의가족 - 아버지, 어머니, 동생현송, 준석에게감사의마음을전합니다. 끝으로 늘함께하시며영원하신하느님께영광과함께이논문을바칩니다. i

5 차례 그림차례 ⅳ 표차례 ⅴ 국문요약 ⅵ Ⅰ. 서론 연구배경및필요성 1 Ⅱ. 대상및방법 연구대상 방법 간정맥압력차검사 혈청 Apelin 농도측정 기타검사항목 간경변증임상병기의분류 통계학적분석방법 10 Ⅲ. 결과 대상환자의특성 혈청 Apelin 농도와간경변증중증도의상관관계 14 ii

6 Child-Turcotte-Pugh's score, MELD score 와혈청 apelin 농도의상관 관계 간탄성도 (liver stiffness) 및간조직학적중증도와 aeplin 의상관관계 간경변증의임상병기와혈청 apelin 의상관관계 혈청 apelin 농도와간정맥압력차의상관관계 간정맥압력차와 apelin 의상관관계 만성간질환환자의예후평가에있어서혈청 apelin 농도의유용성 사망발생예측과혈청 apelin 18 Ⅳ. 고찰 20 Ⅴ. 결론 24 참고문헌 25 Abstract 30 iii

7 그림차례 Figure 1. Flow diagram of the study enrollment 5 Figure 2. Measurement of the hepatic venous pressure gradient(hvpg) 6 Figure 3. Standard curve for serum apelin concentration 8 Figure 4. The correlation between serum apelin level and clinical stages 16 Figure 5. The correlation between hepatic venous pressure gradient and serum apelin level 17 Figure 6. The relationship between serum apelin and survival according to Kaplan-Meier analysis 19 iv

8 표차례 Table 1. Patients characteristics of subjects 12 Table 2. Status of patients tracking 13 Table 3. The correlation between apelin and clinical indices 14 Table 4. The correlation between apelin and liver stiffness and collagen proportion area 15 Table 5. The Cox regression hazard model for survival 18 v

9 국문요약 간경변증환자에서혈청 Apelin 이 문맥압항진증및예후에미치는영향 간경변증은다양한원인에의하여발생하며, 만성적인간내염증으로간섬유화가진행되어간실질이굳어가는질환이다. 간섬유화에의한간내혈관저항증가및문맥혈류증가는문맥압항진증을유발하며, 문맥압항진증이발생하면복수, 식도정맥류출혈등간경변증에서사망과관련된치명적인합병증발생의가능성이높아진다. 문맥압항진증중증도평가에있어기준이되는방법은간정맥압력차 (hepatic venous pressure gradient, HVPG) 측정법으로, 간경변증의진행정도및예후와높은상관관계를가지며, 대상성간질환환자가비대상성으로진행함에있어강력한예후인자로알려져있다. Apelin은 APJ의 endogenous ligand로, 수분및전해질의항상성유지, NO 생성을통한혈관확장및혈압강하등의생리적활성을나타내는데, 간경변증에서특징적으로나타나는과역동적혈류흐름 (hyperdynamic circulation) 의병태생리와연관되는부분이많아간경변증과 apelin 사이의연관성을밝히기위한많은연구가진행되었다. 그러나간경변증환자에서혈청 apelin 농도를측정하여문맥압항진증과 apelin 사이의상관관계를증명한임상데이터는전무한상태이다. 본연구는간경변증환자에서혈청 apelin 농도와문맥압항진증의상관관계및혈청 apelin 농도상승이만성간질환환자의예후에미치는영향을알아보고자하였다. 총 215명의 vi

10 간경변증환자를대상으로간정맥압력차및혈청 apelin 농도를측정하였으며기존에간경변증의중증도평가에사용되는표지자인 Child-Turcotte-Pugh's score, MELD score를조사하였고, 간조직학검사를통하여 collagen proportion area, transient elastography를이용하여간탄성도 (liver stiffness) 를측정하였다. CTP score, MELD score, 간탄성도, collagen proportion area와혈청 apelin 농도는유의한상관관계 (P<0.001) 를보였다. 혈청 apelin 농도와간정맥압력차는유의한상관관계 (P<0.001) 를보였다. 또한만성간질환환자의예후평가에있어서 apelin이사망발생예측에유의한변수 (Hazard ration 1.003) 이며, 혈청 apelin 농도 700pg/mL 이하이면그렇지않은경우보다생존기간이유의하게길었다 (P<0.001). 결론적으로혈청 apelin은문맥압항진증의중증도와유의한상관관계를가지며, 만성간질환의예후및생존예측모델개발하는데유용한하나의지표가될수있을것으로기대된다. 핵심되는말 : apelin, 문맥압항진증, 간경변증, 간정맥압력차 vii

11 간경변증환자에서혈청 Apelin 이 문맥압항진증및예후에미치는영향 지도김문영교수 연세대학교대학원의학과 임유리 Ⅰ. 서론 1.1. 연구배경및필요성 간경변증은간염바이러스, 알코올등다양한원인으로발생한간질환이만성적인질병진행경과에따라도달하는마지막임상단계이다. 1997년 World Health Organization에서 간경변증은정상적인간조직이만성적인섬유화로인하여변화되어구조적으로비정상적인결절을형성한것으로, 간세포의기능부전과문맥압항진증을유발한다 고정의하였다 (Anthony 외 1977, ). 서구화된국가에서는 C형간염과과량의알코올섭취가간경변증의주요원인이며, 최근에는비만과관련된비알코올성지방간염또한간경변증에이르게되는원인으로떠오르고있다. 다른원인으로는만성 B형간염, 원발쓸개관간경화증 (primary biliary cirrhosis), 자가면역성간염등이있으며, 우리나라에서는만성 B형간염에의한간경변증이가장흔한 1

12 것으로알려져있다 (Pinzani, Rosselli, Zuckermann 2011, ). 간경변증은질환이진행함에따라다양한임상경과와병기를나타낸다. 일상적인생활에있어간기능저하에의한제약이없으며약물로증상이조절되는대상성간경변증부터, 복수, 식도정맥류출혈, 간성뇌증과같은중대한합병증이발생하는비대상성간경변증까지증상, 치료및예후가다른다양한양상을보인다 (Hytiroglou 외 2012, 5-9). 이러한다양한임상경과는주로간경변증에서동반되는문맥압항진증과밀접한연관성을갖는다. 문맥압항진증은간섬유화에의한간내혈관저항증가및내장혈류 (splanchnic circulation) 의증가에의하여발생한다. 문맥압항진증은문맥 (portal vein) 과하대정맥 (inferior vena cava) 사이의압력차이가 6mmHg 이상인경우를말하고, 10mmHg 이상으로상승되면임상적으로유의한문맥압항진증 (clinically significant portal hypertension, CSPH) 이라고하며, 복수, 식도정맥류출혈등의합병증발생위험이증가하게된다 (Bari, Garcia-Tsao 2012, , Kim, Baik 2010, , Kim, Baik, Lee 2010, , Pinzani, Rosselli, Zuckermann 2011, ). 평균적으로매년만성 B형간염은 10%, 만성 C형간염은 4% 에서비대상성간질환으로진행하며, 비대상성간경변증이발생한경우간이식을하지않으면 5년사망률이 85% 에이른다 (Schuppan, Afdhal 2008, ). 따라서문맥압항진증중증도의평가는만성간질환환자의현재질환상태를평가하고예후를예측함에있어서매우중요하다. 문맥압항진증의평가에있어서현재까지기준이되는방법은간정맥압력차 (hepatic venous pressure gradient, HVPG) 측정법으로서, 이는간경변증의진행정도및예후와높은상관관계를나타내는것으로알려져있다 (Berzigotti 외 2013, ). 특히, 대상성간질환환자가비대상성으로진행되는것을예측함에있어서간정맥압력차측정은매우강력한예측인자로알려져있으며, 환자의치료방향의결정은물론예후를평가함에매우유용하다 (Ripoll 2

13 외 2007, 481-8). Apelin은 angiotensin like-receptor 1의 endogenous ligand이다 (Tatemoto 외 1998, 471-6). 이전에시행된연구에따르면, apelin은수분항상성의조절, 심혈관계조절에영향을미치고, 혈관내피세포에서 NO(nitrate oxide) 생성을유발하여혈관을확장시키는것으로알려져있다 (Ishida 외 2004, , Tatemoto 외 2001, 87-92). 간경변증에서특징적으로나타나는과역동적혈류흐름 (hyperdynamic circulation) 은 renin-angiotensin-aldosterone 시스템에의한수분조절및 NO에의한혈관확장효과와깊게관련되어있기때문에간경변증과 apelin 사이의연관성을밝히기위한연구들이진행되었으며, 간내의 apelin 시스템을선택적으로억제하면간섬유화를억제하고심혈관계기능을회복시켜간경변증에치료적효과를기대할수있다는전임상연구도있었다 (Principe 외 2008, ). 그러나간경변증환자에서혈청 apelin 농도를측정하여문맥압항진증과 apelin 사이의상관성을증명한임상데이터는전무한상태이다. 이에본연구에서는임상적으로혈청 apelin 농도와문맥압항진증을대변하는간정 맥압력차의상관성과함께간경변증의임상양상및예후와의관계를알아보고이를 통해서혈청 apelin 농도가갖는임상적의의를알아보고자하였다. 3

14 Ⅱ. 대상및방법 2.1. 연구대상 2006년 1월 1일부터 2012년 12월 31일사이에원주의과대학원주세브란스기독병원에입원한만 19세이상, 75세이상의간경변증환자중문맥압항진증의평가를위하여간정맥압력차검사를시행받고, 혈청시료가보관되어있는환자를대상으로하였다. 간경변증은혈소판감소증, 위또는식도정맥류, 복수등의임상적증상, 간조직검사를통한조직학적검사, 복부초음파검사및복부 CT 등의영상의학적검사를종합하여진단하였다. 연구참여에동의하지않거나자발성세균성복막염과같은조절되지않은감염질환을가지고있는환자, NYHA III 이상의심부전및 12 개월이내급성심근경색발생환자, 급성신부전및혈중 creatinine 6mg/dL 이상으로상승되어있는중증만성신부전환자, 간세포암및 3년이내다른악성종양을진단받은환자, 조절되지않는고혈압환자, 임산부및수유부, 기타임상시험을수행할수없을것으로판단되는의학적, 정신과적문제를가진환자는제외하였다. 최종적으로 215명의환자가본연구에참여하였다. 본연구는연세대학교원주의과대학연구윤리심의위원회의승인및관리하에진행되었으며, 모든참여환자들로부터고지된동의서를받았다. 4

15 Figure 1. Flow diagram of the study enrollment. 5

2.2. 방법 2.2.1. 간정맥압력차검사 환자는검사당일자정부터금식을유지하고, 우측대퇴정맥부위에국소마취하시술을진행하였다.

16 2.2. 방법 간정맥압력차검사 환자는검사당일자정부터금식을유지하고, 우측대퇴정맥부위에국소마취하시술을진행하였다. 환자를양와위로눕히고, 우측대퇴정맥을천자하고 7Fr 풍선도자 (Arrow Deutschland, PosfachErding, Germany) 를삽입하여우측간정맥에위치시켜간정맥자유압 (free hepatic venous pressure) 을측정하였다. 이어, 도자의풍선을팽창시켜간정맥을막아간정맥쐐기압 (wedged hepatic venous pressure) 을측정하였다. 간정맥쐐기압에서간정맥자유압을뺀값으로간정맥압력차를계산하였다. 간정맥압력차검사는 3회반복하여측정하여평균값을사용하였다. 모든시술은간정맥압력차측정 15년경력의영상의학과교수한명에의하여시행되었으며, 간정맥압력차측정의변동계수는 7% 였다. Figure 2. Measurement of the hepatic venous pressure gradient(hvpg). The right hepatic vein was catheterized percutaneous through the femoral vein, and the free hepatic venous pressure (A) and wedged hepatic venous pressure (B) were recorded. 6

17 혈청 Apelin 농도측정 간정맥압력차검사당일아침 8시에말초혈관으로부터혈액을채취하였다. 혈액으로부터혈청을분리하여분석전까지 -80 에서보관하였다. 혈청 apelin 농도측정을위하여 Human Total Apelin ELISA kit(mybiosource, San Diego, CA, USA) 를사용하였다. 이시약은효소면역법 (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay; ELISA) 원리를활용하여혈청 apelin 농도를측정할수있으며, 제조사의지침대로측정하였다. Apelin 특이단클론항체가부착된 96-well microplate에 8가지농도의표준물질, blank, 양성및음성대조물질과함께대상환자의혈청검체 50uL를첨가후 100uL의 horse radish peroxidase(hrp) 가부착된 conjugate 용액을각 well에첨가하여잘혼합한뒤 37 에서 1시간동안반응시킨다. 세척완충액으로 5회세척하여, 결합되지않은물질들을제거시킨다. 세척후, 100uL의기질용액 (substrate solution) 을각 well에첨가한후차광하여 37 에서 10-15분간반응시키고 50uL 의정지용액 (stop solution) 으로반응을정지시킨후 450nm에서 microplate reader(bio-tek, ELX 800, USA) 를이용하여흡광도를측정하였다. 다섯가지농도의표준물질및 blank 물질에서측정한흡광도를이용하여표준곡선을도출한뒤각검체에서측정한흡광도를 apelin 농도 (pg/ml) 로환산하였다. 7

18 Figure 3. Standard curve for serum apelin concentration. 8

19 기타검사항목 환자의나이, 성별, 혈압및맥박수를포함한생체징후, 간경변증의원인질환, Child-Turcotte-Pugh's(CTP) score, MELD score를조사하였다. 혈청시료를이용하여 CBC, electrolyte, AST, ALT, total bilirubin, albumin을포함한간기능검사, prothrombin time, BUN, creatinine을측정하였다. 간조직학검사를통하여 collagen proportion area를측정하였고, Transient elastography(fibroscan ) 를이용하여간탄성도 (liver stiffness) 를측정하였다 간경변증임상병기의분류 간경변증의임상병기는 BAVENO IV의제안에근거하여정맥류및복수의발생유무등에따라병기 1. 정맥류없음 ; 병기 2. 정맥류는있으나복수는없음 ; 병기 3. 정맥류유무에무관하게복수가발생한경우 ; 병기 4. 복수유무에무관하게정맥류출혈이있는경우로분류될수있으며, 병기 1,2는대상성으로, 병기 3,4는비대상성으로다시분류하였다 (de Franchis 2005, ). 9

20 통계학적분석방법 모든결과는평균 ± 표준편차 (mean±s.d.) 로표시하였다. 본표본은정규분포를만족하여모수적통계방법에의해분석되었다. 혈청 apelin 농도와 HVPG를포함한간경변증중증도를나타내는표지자와의관련성분석을위하여 independent t-test, ANOVA를이용하였고, 범주형자료는 chi-square test, 연속형자료간의상관관계분석은 Pearson s correlation을이용하였다. 총사망률 (all cause death) 에영향을미치는독립적위험인자를평가하기위하여 Cox regression hazard model을사용하였다. 혈청 apelin 농도와생존기간사이의상관관계분석을위하여 Kaplan-Meier analysis를시행하였다. 모든통계분석은 PASW 20.0(SPSS, Chicago, IL) 을사용하였고, 그유의수준은 0.05로하였다. 10

21 Ⅲ. 결과 3.1. 대상환자의특성 전체대상환자 215명의평균연령은 50.78세 (29-73세) 였으며, 남자가 185명 (86%) 이었다. 간경변증의원인은알코올성이 155명 (72.1%) 으로가장많았고, B형간염바이러스가 36명 (16.7%), 알코올과 B형간염바이러스공동원인이 12명 (5.6%), C형간염바이러스 3명 (1.4%), 알코올과 C형간염바이러스공동원인이 2 명 (0.9%), 원인미상 (cryptogenic) 이 7명 (3.3%) 이었다. 대상환자의임상적특성은표 1에요약하였다. 11

22 Table 1. Patients characteristics of subjects (n=215) NOTE, Results are expressed as mean±s.d. HBV, hepatitis B virus; HCV, hepatitis C virus; AST, aspartate aminotransferase; ALT, alanine aminotransferases; PT, prothrombin time; SBP, systolic blood pressure; DBP, diastolic blood pressure; CTP score, Child-Turcotte-Pugh's score; MELD score, The model for End-stage Liver disease score; HVPG, hepatic venous pressure gradient 12

23 총 215 명의환자중 102 명 (47.4%) 는연구기간전체를통하여지속적인추적관 찰이가능하였고, 44 명 (20.5%) 는추적관찰중사망하였으며, 69 명 (32.1%) 는연구 기간중추적이중단되었다. 평균추적기간은 22 개월이었다. Table 2. Status of patients tracking 13

24 3.2. 혈청 Apelin 농도와간경변증중증도의상관관계 Child-Turcotte-Pugh's score, MELD score 와혈청 apelin 농도의상관관계 혈청 apelin 농도와간경변증의중증도를나타내는대표적인표지자인 CTP score 는유의한상관관계 (Pearson s correlation coefficient(r 2 ); 0.079, P<0.001) 를보였으며. MELD score와도유의한상관관계 (Pearson s correlation coefficient(r 2 ); 0.1, P<0.001) 를보였다. Table 3. The correlation between apelin and clinical indices CTP score, Child-Turcotte-Pugh's score; MELD score, the model for End-stage Liver disease score 14

25 간탄성도 (liver stiffness) 및간조직학적중증도와 aeplin 의상관관계 혈청 apelin 농도와 transient elastography를통해측정한간탄성도사이에는유의한상관관계 (Pearson s correlation coefficient(r 2 ); 0.263, P<0.001) 를나타냈으며, 간조직학검사를통해서간내섬유화양을정량적으로측정한 collagen proportion area와도유의한상관관계 (Pearson s correlation coefficient(r 2 ); 0.213, P<0.001) 를보였다. Table 4. The correlation between apelin and liver stiffness and collagen proportion area. Liver stiffness was measured by transient elastography(fibroscan ) 15

26 간경변증의임상병기와혈청 apelin 의상관관계 간경변증의임상병기 1,2,3 그리고 4의혈청 apelin 농도는각각 710.5±221.0, 880.6±192.1, 956.5±145.9, 989.3±167.5pg/mL로나타났다. 병기 1은다른병기와비교하였을때혈청 apelin 농도가유의하게낮았으며 (P<0.001), 병기 2,3,4 사이에는혈청 apelin 농도에유의한차이가없었다 (P>0.05). Figure 4. The correlation between serum apelin level and clinical stages. Serum apelin showed lower level in clinical stage 1 compared with the other stages(p<0.001). However, there was no significant difference among stage 2,3 and 4(P>0.05). 16

27 3.3. 혈청 apelin 농도와간정맥압력차의상관관계 간정맥압력차와 apelin 의상관관계 혈청 apelin 농도와간정맥압력차사이에는유의한선형의상관관계 (Pearson s correlation coefficient(r 2 ); 0.356, P<0.001) 를보였다. Figure 5. The correlation between hepatic venous pressure gradient and serum apelin level. It showed linear correlation with Pearson's correlation coefficient(r 2 ); 0.356, P<

28 3.4. 만성간질환환자의예후평가에있어서혈청 apelin 농도의유용성 사망발생예측과혈청 apelin 사망발생예측을위한단변량분석을시행하였을때혈청 apelin 농도, CTP score, MELD score, 간정맥압력차, 간탄성도는모두통계학적으로유의하게사망과연관있는변수로나타났다 (P<0.001). Cox regression hazard model 을이용한다변량생존분석에서혈청 apelin 농도만사망예측에통계학적으로유의한변수로나타났으며 Hazard ratio는 1.003을나타내었다 (Table 6). Table 5. The Cox regression hazard model for survival *Age and sex adjusted CTP score, Child-Turcotte-Pugh's score; MELD score, the model for End-stage Liver disease score; HVPG, hepatic venous pressure gradient 18

29 혈청 apelin 농도 700pg/mL 를기준으로하여평균생존기간의차이를비교하기 위하여 Kaplan-Meier analysis 를시행하였을때혈청 apelin 농도가 700pg/mL 이 하인경우그렇지않은경우보다생존기간이유의하게길었다 (P<0.001). Figure 6. The relationship between serum apelin and survival according to Kaplan-Meier analysis. Serum apelin less than 700pg/mL showed significantly better survival than serum apelin more than 700pg/mL(Log Rank test=0.001, P<0.001). 19

30 Ⅳ. 고찰 간경변증은바이러스나독성물질또는유전적원인등에의해간내에만성적인염증이유발되고, 이를치유하는과정에서발생하는간섬유화로인하여간실질이점차굳어가는질환이다. 간은우리의신체내에서가장큰장기이며, 잔여간기능에비교적여유가있어, 어느정도의손상까지는신체대사활동을잘유지하여일상생활에서증상을유발하지않으며, 이러한시기를대상성만성간질환이라한다. 이시기에있는환자들에게임상적관심은어떻게하면만성적인염증상태를종결시키고, 간실질의회복을유도하는가에있다. 그러나이러한시기를넘어서게되면만성간질환은간내염증및섬유화의범위를넘어서전신적인순환기적문제가발생하고, 이로인한여러가지합병증이동반되는비대상성만성간질환으로진행한다. 이시기부터는간실질의손상을어떻게하면되돌리는가의문제보다는간경변증으로인하여유발되는전신적혈류역학적문제, 즉문맥압항진증의발생및진행을억제하고조절하여간경변증및문맥압항진증의여러합병증즉, 정맥류의발생과출혈, 복수의생성, 자발성복막염의발생, 간신증후군의발생, 간성뇌증의발생및이들로인한사망을어떻게예방하고억제하는가에임상적관심이집중되게된다. 즉, 초기의만성간질환은간내질환으로국한되어이해되지만, 진행된만성간질환은간의영역을넘어서전신순환기적질환이되는것이다. 따라서문맥압항진증은이러한간경변증환자의질병상태및예후에있어서절대적인영향을미친다. 문맥압항진증의발생기전을살펴보면, 처음문맥압항진증은간내섬유화및간경변성결절에의한동양혈관 (sinusoid) 의압박과간성상세포의활성화에의한동양혈관재형성등에의한간문맥압상승으로부터시작된다. 이러한간문맥압상승은측부순환 (collateral circulation) 을증가시키며, 측부순환을통한심장유입혈류량이증가되면서심박출량이증가된다. 심박출량의증가는내장혈관의전단응력 (shear 20

31 stress) 증가를유발하며 NO와같은혈관확장물질을분비하게한다 (Kim, Baik 2009, 143-8, Kim, Baik 2010, ). 이로인한내장혈관확장은동맥압을감소시키며, 많은양의혈액이내장혈관에몰리는현상을유발하고, 이는결국문맥혈류의증가로이어진다. 따라서문맥압항진증은간내저항의상승과문맥혈류의증가라는두가지요소로이루어지게되며, 처음에간내저항의증가로시작된문맥압항진증은후기에는문맥혈류의증가로인해유지되고악화되는소견을나타내게된다. 이와더불어확장된내장혈관의울혈현상은상대적으로신장에도달하는혈액량의감소및전신의유효혈장량감소를발생시켜 2차적으로 renin-angiotensin-aldosterone 시스템및교감신경계항진을유발하여간경변증에서특징적인과역동적혈류흐름이발생하게된다 (Kim, Baik, Lee 2010, ). 과역동적혈류흐름은그자체로도진행된간경변증임을의미하며앞서언급한심장, 신장, 폐, 뇌등의다양한장기에영향을미쳐전신적인합병증을유발한다 앞서기술한바와같이과역동적혈류흐름은 NO의생성및 renin-angiotensinaldosterone 시스템과직접적으로연관되어있으나, 이들만으로이현상의모든것을설명할수는없다. 이외에도다양한인자들이문맥압과연관성을가지는것으로알려져있으며, 이들중하나가최근에관심을받고있는 apelin이다. 1993년 O Dowd은 angiotensin receptor와구조가비슷한 orphan G-protein coupled receptor, APJ를발견하였고, 1998년 APJ의 endogenous ligand인 apelin이발견되었다 (O'Dowd 외 1993, , Tatemoto 외 1998, 471-6). Apelin은 biomarker의하나로, 뇌, 간, 심장, 비장, 신장, 폐등의다양한장기에분포하며, NO 생성에의한혈압강하, 심근의수축력상승, 수분및전해질의항상성유지에관여한다는사실이밝혀졌다 (Barnes, Japp, Newby 2010, , Charo 외 2009, H , De Mota 외 2004, , Ishida 외 2004, , Lee 외 21

32 2000, 34-41, Salcedo 외 2007, 50-5, Tatemoto 외 2001, 87-92). rat을대상으로한전임상연구에서 apelin은정상간에비하여간경변증이있을때과량발현되며, 간내혈관뿐아니라내장혈관에도기존에알려져있는 vascular endothelial growth factor(vegf) 와함께 apelin이높게발현되었다 (Tiani 외 2009, ). Apelin을주입했을때, 정상군에서는 NO에의한혈관확장효과로심박출량을증가시키고, 수분및전해질배출을감소시키지만, 간경변증이있는경우이러한변화를보이지않고, 오히려 apelin receptor antagonist를주입했을때반대의효과를보였다 (Principe 외 2008, ). 사람을대상으로한연구결과를보면, 정상간에서는 apelin이간동맥, 간문맥주변에주로분포하나간경변증에서는결절주변의동양혈관및동맥모세혈관 (arterial capillary) 주변에주로분포하여동맥모세혈관의증식을돕는역할을하는것으로생각되고, apelin의혈청농도를측정하였을때동물실험에서와같이간경변증환자에서정상인에비하여 2-10배높게측정되었다 (Principe 외 2008, , Yokomori 외 2012, , Yokomori 외 2011, ). 본연구는혈청 apelin의상승과문맥압항진증의상관관계를대규모의환자군을대상으로확인한최초의연구이다. 처음예상과같이혈청 apelin은문맥압항진증의중증도와매우유의한상관성을보여주었다. 문맥압항진증은처음에는간내저항의증가로시작되지만, 그유지와악화는내장혈관의확장과그로인한문맥혈류의증가에기인한다. Apelin이간내섬유화과정에일부역할을함은물론이고내장동맥의확장을유발한다는것은앞선여러전임상연구를통해서확인되었으며, 본연구에서나타난간정맥압력차와 apelin의유의한상관성은이러한병태생리적이론에매우잘부합되는것으로전임상연구에서유추된이론을실제임상에서확인하였다는데의의가있다. 이외에도혈청 apelin은일반적으로간경변증의중증도평가에많이이용 22

33 되는 CTP score 나 MELD score 와도유의한상관관계를보임으로써, 혈청 apelin 이 간경변증의진행에있어서중요한역할을하며, 예후를평가할수있는새로운표지 자가될수있음을확인하였다. 또한, apelin 은환자의장기예후를예측함에있어서도일부도움이되는것으로판 단되며, 다양한분석을통한생존예측모델을개발하는데유용한하나의지표가될 수있을것으로기대된다. 본연구가갖는제한점은다음과같다. 첫번째로본연구는후향적연구로진행되었다. 새로운검사법의개발이나생존예측모델의개발에있어서후향적연구는많은제한점을갖고있으며, 향후전향적연구에의한검증이반드시필요하다. 또한후향적연구로인해서검체의보관과분석사이의기간이다양하고검체수집과정에서도다소오류가발생하였을가능성을배제할수없다. 두번째로다양한원인에의한간경변증환자들을대상으로하였기에원인질환에따른특성을반영하기에어려움이있다. 따라서향후에좀더잘설계된연구계획에따라전향적으로 apelin의임상적유용성에대한연구의진행이필요하다. 결론적으로, 본연구를통해서저자는혈청 apelin이문맥압항진증및간경변증의중증도와유의한상관관계가있음을임상적으로확인할수있었으며, 새로운비침습적진단및생존예후 biomarker로서의가능성도확인하였다. 향후잘설계된전향적연구를통해서 apelin이실제임상에서널리활용되기를기대해본다. 23

34 Ⅴ. 결론 apelin은혈관확장및혈압강하, 수분및전해질의항상성유지에관여하는 APJ 의 endogenous ligand로서간경변증이있는경우과량발현되며간경변성결절및동양혈관주변에분포하여동맥모세혈관의증식을돕는물질로알려져있다. 본연구는간경변증환자에서혈청 apelin 농도와문맥압항진증의상관관계및혈청 apelin 농도상승이만성간질환환자의예후에미치는영향을알아보고자하였다. 기존의간경변증의중증도를판단하는표지자인 CTP score, MELD score와혈청 apelin 농도는유의한상관관계를가졌으며, 간조직학검사로측정하는 collagen proportion area, transient elastography로측정하는간탄성도와도유의한상관관계를가졌다. 또한혈청 apelin 농도는문맥압항진증의중증도를평가하는표준방법인간정맥압력차와도유의한상관관계를보였다. apelin은만성간질환환자에서사망예측에통계학적으로유의한변수이며혈청농도가 700pg/mL 이하인경우그렇지않은경우보다생존기간이유의하게길었다. apelin은간경변증의병태생리에서핵심적부분을차지하는문맥압항진증의중증도를평가하는하나의표지자로사용될수있으며, 만성간질환환자의장기예후를예측함에있어서도도움이될수있는지표로이용될수있을것으로기대된다. 24

35 참고문헌 P. P. Anthony, K. G. Ishak, N. C. Nayak, H. E. Poulsen, P. J. Scheuer, L. H. Sobin "The morphology of cirrhosis: definition, nomenclature, and classification". Bull World Health Organ, 55(4): K. Bari, G. Garcia-Tsao "Treatment of portal hypertension". World J Gastroenterol, 18(11): G. Barnes, A. G. Japp, D. E. Newby "Translational promise of the apelin- -APJ system". Heart, 96(13): A. Berzigotti, S. Seijo, E. Reverter, J. Bosch "Assessing portal hypertension in liver diseases". Expert Rev Gastroenterol Hepatol, 7(2): D. N. Charo, M. Ho, G. Fajardo, M. Kawana, R. K. Kundu, A. Y. Sheikh, T. P. Finsterbach, N. J. Leeper, K. V. Ernst, M. M. Chen, Y. D. Ho, H. J. Chun, D. Bernstein, E. A. Ashley, T. Quertermous "Endogenous regulation of cardiovascular function by apelin-apj". Am J Physiol Heart Circ Physiol, 297(5): H R. de Franchis "Evolving consensus in portal hypertension. Report of the Baveno IV consensus workshop on methodology of diagnosis and therapy in 25

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37 new?]". Korean J Gastroenterol, 56(3): M. Y. Kim, S. K. Baik, S. S. Lee "Hemodynamic alterations in cirrhosis and portal hypertension". Korean J Hepatol, 16(4): D. K. Lee, R. Cheng, T. Nguyen, T. Fan, A. P. Kariyawasam, Y. Liu, D. H. Osmond, S. R. George, B. F. O'Dowd "Characterization of apelin, the ligand for the APJ receptor". J Neurochem, 74(1): B. F. O'Dowd, M. Heiber, A. Chan, H. H. Heng, L. C. Tsui, J. L. Kennedy, X. Shi, A. Petronis, S. R. George, T. Nguyen "A human gene that shows identity with the gene encoding the angiotensin receptor is located on chromosome 11". Gene, 136(1-2): M. Pinzani, M. Rosselli, M. Zuckermann "Liver cirrhosis". Best Pract Res Clin Gastroenterol, 25(2): A. Principe, P. Melgar-Lesmes, G. Fernandez-Varo, L. R. del Arbol, J. Ros, M. Morales-Ruiz, M. Bernardi, V. Arroyo, W. Jimenez "The hepatic apelin system: a new therapeutic target for liver disease". Hepatology, 48(4): C. Ripoll, R. Groszmann, G. Garcia-Tsao, N. Grace, A. Burroughs, R. Planas, A. Escorsell, J. C. Garcia-Pagan, R. Makuch, D. Patch, D. S. Matloff, J. Bosch, G. 27

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40 Abstract Clinical effect of Apelin on portal hypertension and prognosis of liver cirrhosis Yoo Li Lim Department of Medicine The Graduate School, Yonsei University Directed by Professor Moon Young Kim Liver cirrhosis, caused by various factors, is a result of progressive hepatic fibrosis due to chronic intrahepatic inflammation, resulting in sclerosis of the liver parenchyma. Elevated resistance of intrahepatic blood vessel and portal vein flow due to liver fibrosis lead to portal hypertension, increasing the risk of mortality-related complications of liver cirrhosis, including ascites and esophageal variceal bleeding. Hepatic venous pressure gradient(hvpg), the gold-standard method of evaluating the severity of portal hypertension, is known to be highly correlated with the degree of liver cirrhosis and its prognosis. Furthermore, HVPG is also a strong prognostic factor in determining the 30

41 progression of compensated liver cirrhosis to decompensated phase. Apelin is an endogenous ligand of APJ receptor and is involved in maintenance of fluid and electrolyte homeostasis, as well as in decreasing blood pressure by nitric oxide (NO) production. It is largely associated with the hyperdynamic circulation, which is characteristic of liver cirrhosis pathophysiology; consequently, numerous studies have attempted to elucidate the association between liver cirrhosis and apelin. However, there has been no clinical data supporting the relationship between portal hypertension and serum apelin level measured in patients with liver cirrhosis. This study investigated the association between serum apelin level and portal hypertension in patients with liver cirrhosis, as well as the prognostic effect of elevated serum apelin on patients with chronic liver disease. HVPG and serum apelin was measured in a total of 215 cirrhotic patients, and their Child-Turcotte-Pugh's(CTP) score and Model for End- Stage Liver Disease(MELD) score, both of which are classical indices evaluating the severity of liver cirrhosis, was calculated. Collagen proportion area of the subjects liver biopsy specimen was measured, and transient elastography was performed to determine liver stiffness. CTP score, MELD score, liver stiffness, and collagen proportion area were significantly associated with serum apelin level(p<0.001). Also, serum apelin level and HVPG demonstrated significant association(p<0.001). In addition, apelin was a significant predictor of mortality in chronic liver disease(hazard ratio 1.003), and subjects with serum apelin 700pg/mL showed significantly longer survival period(p<0.001). In conclusion, serum apelin is significantly associated with the severity of portal hypertension 31

42 and may be a useful parameter in developing a prediction model for prognosis and survival of chronic liver disease. Keyword: apelin, portal hypertension, liver cirrhosis, hepatic venous pressure gradient 32

한국성인에서초기황반변성질환과 연관된위험요인연구

한국성인에서초기황반변성질환과 연관된위험요인연구 한국성인에서초기황반변성질환과 연관된위험요인연구 - - i - - i - - ii - - iii - - iv - χ - v - - vi - - 1 - - 2 - - 3 - - 4 - 그림 1. 연구대상자선정도표 - 5 - - 6 - - 7 - - 8 - 그림 2. 연구의틀 χ - 9 - - 10 - - 11 -