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용화 선
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1 대한내과학회지 : 제 93 권제 5 호 Interpretation of diagnostic test 알레르겐특이 IgE 검사의이해 차의과학대학교분당차병원호흡기알레르기내과 김미애ㆍ김은경ㆍ이지현ㆍ박지수ㆍ김태훈 Understanding of Allergen-Specific IgE Test Mi-Ae Kim, Eun Kyung Kim, Ji-Hyun Lee, Ji-Soo Park, and Tae-Hoon Kim Division of Pulmonology and Allergy, Department of Internal Medicine, CHA Bundang Medical Center, CHA University, Seongnam, Korea 서론알레르기란변화된반응 (changed reactivity) 이란의미로희랍어의 allos (changed) 와 erdos (action) 의합성어에서유래한다. 알레르기는 IgE 매개반응으로, gell과 coombs가제안한네가지과민반응중제1형과민반응인즉시형과민반응 (immediate hypersensitivity) 을의미한다. 알레르겐은알레르기반응을일으키는원인항원을의미하며, 알레르겐이처음으로체내에들어오면항원제시세포가 Th2 세포를자극하여이알레르겐에특이적으로반응하는 IgE를형질세포에서다량생산한다 [1]. 이후알레르겐에다시노출되어항원이체내에들어오면비만세포나호염구에붙어있는두개의 IgE 분자와결합하여가교가생성되고비만세포의과립내용물이세포밖으로분비된다 (Fig. 1) [2]. 비만세포의과립안에는히스타민, 헤파린, 트립신분해효소 (tryptase) 등이들어있고, 류코트리엔이나프로스타글란딘도분비하게된다 [2]. 아토피 란흔한알레르겐에대하여 IgE 항체를생산하는유전적소인을의미하며, 대개는증상의유무에상관없이흔한흡입항원으로알레르기피부시 험을시행하거나항원특이 IgE 항체를측정하여양성반응을보인경우로정의한다. 감작 (sensitization) 이란특이 IgE가비만세포나호염구와결합한상태를의미한다 [1,2]. 대표적인 IgE 매개알레르기질환에는알레르기비염, 천식, 아토피피부염, 식품알레르기, 약물알레르기, 두드러기, 아나필락시스등이있고, 주로조직내비만세포와알레르겐이만나는조직에서일어난다 [1,2]. 알레르기질환의진단은 2단계에걸쳐일어난다. 1단계는환자가호소하는증상이어느범주의알레르기질환에속하는지진단하는단계이고 2단계는증상을일으키는원인물질을규명하는단계이다. 알레르기질환을진단하는과정은환자의병력이나여러증상에근거하여알레르기질환을의심하는것에서부터시작된다. 특히병력청취에서의심되는원인이나이전에시행하였던검사결과와환자의증상사이의연관성이있는지평가하는것은원인을규명하는데중요하다. 원인을규명한이후에는해당항원을회피하거나알레르겐특이면역치료등을통한개별화된정확한치료를수행할수있다. 이글에서는원인알레르겐을규명하는방법중알레르겐특이 IgE 검사에초점을두고고찰하고자한다. Correspondence to Mi-Ae Kim, M.D. Division of Pulmonology and Allergy, Department of Internal Medicine, CHA Bundang Medical Center, CHA University, 59 Yatap-ro, Bundang-gu, Seongnam 13496, Korea Tel: , Fax: , makim@cha.ac.kr Copyright c 2018 The Korean Association of Internal Medicine This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License ( which permits unrestricted noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

- Mi-Ae Kim, et al. Allergen-specific IgE test - 원인알레르겐규명원인알레르겐의규명을위해서는환자의생활환경과작업환경, 근무환경, 거주하는집이나직장주변에대한환경관찰, 알레르기증상이발생한당시상황에대한자세한병력청취가중요하다. 병력청취후증상을일으키거나악화시키는것이의심되는항원을포함하여특이항원검사를시행하게된다.

2 - Mi-Ae Kim, et al. Allergen-specific IgE test - 원인알레르겐규명원인알레르겐의규명을위해서는환자의생활환경과작업환경, 근무환경, 거주하는집이나직장주변에대한환경관찰, 알레르기증상이발생한당시상황에대한자세한병력청취가중요하다. 병력청취후증상을일으키거나악화시키는것이의심되는항원을포함하여특이항원검사를시행하게된다. 하지만특이항원검사에대한양성반응은그특이항원에감작되었다는것을의미하며알레르기질환을뜻하는것은아니다. 특이항원에대한감작은증상이없는환자에게서도나타날수있으므로, 증상과원인항원과의상관성을판단하는것이중요하다 [1,3]. 특이항원검사는생체내시험과시험관내검사로나뉜다. 알레르기피부바늘따끔검사 (allergen skin prick test) 는대표적인생체내시험이고, 알레르겐을환자에게직접노출시켜감작여부를확인하는방법이다 [1,3,4]. 그장점으로는민감도가높고, 여러개의알레르겐을다양하게동시에검사할수있으며, 검사후결과를즉시알수있고, 시간과비용이적게든다는점이있다. 하지만검사법이올바르지못하거나미숙할경우위음성혹은위양성결과가나올수있다. 또한항히스타민제를사용하거나, 스테로이드제를장기간사용하는경우위음성이나올수있고, 피부묘기증이있는경우위양성이나올수있다. 그이외에아토피피부염과같은피부질환이있거나협조가되지않는소아환자의경우검사할수없는단점이있고, 드물지만아나필락시스와같은전신부작용이생길수있는위험이있다 (Table 1) [1,3,4]. 혈중특이 IgE 검사는시험관내검사에속하고, 환자의혈액을이용하여특이 IgE 항체를측정하는검사이다 [1,4]. 검사시전신부작용의위험이없고, 피부질환이있거나항히스타민제를사용한환자에게서도검사할수있어편리하고, 영아나임산부에게도시행할수있다. 또한숙련된검사자가 Figure 1. IgE mediated allergic reaction. 필요하지않고표준화가잘되어있어재현성이높다는장점이있다. 하지만일부 IgE 항체검사는검사항원의수가제한되어있고피부바늘따끔검사보다민감도가약간떨어지고가격이비싸다는단점이있다 (Table 1) [1,4]. 알레르겐특이 IgE 검사종류및장단점 혈청특이 IgE 항체검사는검사종류및원리에따라방사면역측정법 (radioimmunoassay), 효소면역측정법 (enzyme immunoassay), 면역형광염색법, 화학발광면역분석법으로나뉜다 [1]. 또한검사법에따라특이 IgE의존재여부를확인하는정성검사법과그농도를측정하는정량검사법, 항체의농도를단계로구분하는반정량검사법으로구분하기도하고, 한개의혈청검체로측정하는항원특이 IgE 항체의개수에따라 singleplex ( 단일혈청당단일종류의특이 IgE 항체를검사 ) 와 multiplex ( 단일혈청당다양한종류의특이 IgE 항체를검사 ) 측정플랫폼으로구분하기도한다 [5-7]. 검사법이점차발전함에따라다양한원리를이용하여좀더정확하고빠르고적은검체량으로다양한 IgE 항체를측정할수있는검사들이개발되고있다. Table 1. Comparison of characteristics of allegen-specific IgE tests Serum specific IgE test Allergen skin prick test Method In vitro In vivo Risk of allergic No reaction Affected by No antihistamine Affected by systemic No Sometimes steroid Affected by skin No condition a Convenient Less Skilled person Not-needed Needed Sensitivity Less sensitive Sensitive Selection of various allergens Limited in singleplex test Cost Expensive Less expensive Time-required to Time-consuming Immediate result a Dermographism or extensive dermatitis

3 - 대한내과학회지 : 제 93 권제 5 호통권제 684 호 먼저검사원리에따라검사법을살펴보면, 방사면역측정법중과거많이사용되었던방사성알레르겐흡수검사 (radioallergosorbent test) 는비경합반응을이용한면역방사계수 (immunoradiometric assay) 측정법의일종이다. 방사선동위원소를이용하여알레르기환자의혈청에존재하는특이 IgE 항체를찾아내는방법으로, 특정알레르겐을흡착시킨종이디스크와혈청을반응시킨후방사선동위원소로표지한항 IgE 항체를첨가하여반응시킨후알레르겐-특이 IgE와결합한항 IgE 항체를측정하여혈청내특이 IgE 를반정량적으로측정하는방법이다. 효소면역측정법은방사선면역측정법과같은원리를이용하나, 방사선동위원소대신효소를표지자로사용하여측정하는방법이고, 면역형광염색법은형광물질이붙은이차항체를반응시켜항원특이 IgE 항체를측정한다. 널리사용되는 ImmunoCAP (Thermo Fisher, Uppsala, Sweden) 는형광효소면역측정법을이용하고, multiple allergen simultaneous test (MAST) 는화학발광법을이용한다 [1,4]. Multiplex 특이 IgE 검사는반정량검사에속하며, 대개민감도가낮지만특이도가높고, 여러항원을동시에검사할수있어경제적이고쉬우며빠르다. 또한적은양의혈액을이용하여많은수의특이 IgE 항체를동시에측정할수있다. 현재사용되고있는 multiplex 특이 IgE 검사에는 MAST 검사, Advansure Allergy Screen 검사, RIDA Allergy Screen 검사, PROTIA Allergy Q 검사등이있다 [1,3]. Singleplex 특이 IgE 검사에는 ImmunoCAP 검사나 Immulite (Siemens, Los Angeles, CA, USA) 검사등이있고, 혈청특이 IgE 항체의개별적정량이가능하여특이도가높고민감도와재현성이높다 [4,5]. 하지만 1개의검사당 1개의항원에대한특이 IgE를측정하기때문에, 여러개의특이 IgE 검사를하기위해서는많은양의혈액이필요하고, 한검사당사용되는항원량도많다. 그이외에 multiplex ImmunoCAP Immuno-solid-phase allergen chip (ISAC) 검사법도있다. ImmunoCAP ISAC 검사는 ImmunoCAP 에비하여적은양의항원이사용되고, 검사에필요한혈액검체량도적다. 하지만 ImmunoCAP 에비하여민감도가약간떨어지고, IgG의방해를받아검사결과의재현성이상대적으로낮다. 적은종류의알레르겐특이 IgE를확인한다면 singleplex 특이 IgE 검사가좀더경제적이고, 다양한항원에대한특이 IgE 확인이필요하다면 multiplex 특이 IgE 검사를선택하는것이좀더비용우위를갖는다 [6,7]. Multiplex 특이 IgE 검사는선별검사의의미를갖는경우가많기때문에, multiplex 검사에서양성이나온경우좀더정확한진단을위하여 singleplex 특이 IgE 검사를할수있다. 하지만혈청특이 IgE 항체가존재하는것은특정알레르겐에감작이되었음을의미하며, 양성반응자체가질환을의미하지는않는다. 따라서양성반응이확인되었을경우, 병력이나유발검사를통하여증상과의연관성을확인하여알레르기질환의원인물질로작용하였는지여부를판단해야한다. Singleplex 특이 IgE 검사의유용성 ImmunoCAP은전통적으로항원특이 IgE를정량적으로측정하는검사법으로오랫동안사용되었다. 신뢰도와재현성이높고, 알레르기피부바늘따끔검사와좋은일치도를보이는것으로알려져있다 [1,3,4]. 검사할수있는항원의종류는매우다양하며, 흔한흡입항원 ( 예 ; 집먼지진드기, 꽃가루, 동물털 / 비듬, 곰팡이, 바퀴벌레등 ) 뿐만아니라다양한식품항원 ( 계란, 우유, 견과류, 갑각류, 밀가루등 ) 및곤충독 ( 꿀벌독, 말벌독, 불개미독등 ), 약물 ( 페니실린, 세파클러등 ) 에대한특이 IgE 항체도검사할수있다. 양성값은대개 0.35 ku/l 이상으로해석하나, 항원별로절단값 (cut-off value) 을더낮게잡는경우도보고되고있다. 흔한흡입항원중최근애완동물을키우는경우가증가하고있고동물관련직업을갖는경우도늘고있어, 동물에대한감작을확인하는것이점점중요해지고있다. 대표적인동물항원은개와고양이가있고, 일반적으로고양이에비하여개에대한감작여부를확인하는것이좀더어려운것으로알려져있다. 이는개에대한항원처리가일정하지않아서다양한피부반응검사시약을사용하기때문으로생각된다. 개 (dog) 에대한감작여부를확인하기위하여시행한특이 IgE 검사와피부반응시험간일치율은 50% 정도로보고된바있고, 시험관내특이 IgE 검사의민감도는 70-75%, 특이도는 30-95% 로보고된바있다. 또한고양이에대한피부반응시험검사상팽진의크기가 3 mm보다클경우민감도 90%, 특이도 90% 를보이고, 피부반응검사와 ImmunoCAP 간일치율은 91% 로보고된바가있다 [8]. 따라서개에대한감작여부는피부반응검사만으로판단하기보다는 ImmunoCAP 과같은특이 IgE 검사를추가적으로시행해보는것이도움이될수있다. 식품알레르기의경우, ImmunoCAP 검사결과와유발시

- 김미애외 4 인. 알레르겐특이 IgE 검사 - 험결과사이의상관관계가매우높아서, 특히소아에서계란흰자, 우유, 땅콩등몇몇식품에대해서혈청특이 IgE 항체수치가일정수준이상높을경우이중맹검식품유발시험을실시하지않아도식품알레르기로진단할수있어그사용이점점증가하고있다.

주요식품항원별미국 / 유럽에서주로사용되는절단값은다음과같다 ; 계란, 2 ku/l (2세이하 ), 7 ku/l (2세초과 ); 우유, 5 ku/l (2세이하 ), 15 ku/l (2세초과 ); 땅콩, 14 ku/l; 생선, 20 ku/l; 콩, 30 ku/l; 밀, 26 ku/l.

4 - 김미애외 4 인. 알레르겐특이 IgE 검사 - 험결과사이의상관관계가매우높아서, 특히소아에서계란흰자, 우유, 땅콩등몇몇식품에대해서혈청특이 IgE 항체수치가일정수준이상높을경우이중맹검식품유발시험을실시하지않아도식품알레르기로진단할수있어그사용이점점증가하고있다. 하지만아직연령별, 지역별, 인종별, 환경별절단값 (cut-off value) 에대해서는다양한연구결과들이있어위양성과위음성에대한고려및조심스러운해석이필요하다. 주요식품항원별미국 / 유럽에서주로사용되는절단값은다음과같다 ; 계란, 2 ku/l (2세이하 ), 7 ku/l (2세초과 ); 우유, 5 ku/l (2세이하 ), 15 ku/l (2세초과 ); 땅콩, 14 ku/l; 생선, 20 ku/l; 콩, 30 ku/l; 밀, 26 ku/l. 또한, 식품특이 IgE 항체를추적하여일정수치이하로감소할경우해당식품의재노출 (rechallenge) 을고려하는데에이용되기도한다 [9]. 더나아가 ImmunoCAP 검사를통하여, 호흡기알레르기질환이나식품알레르기질환의원인항원을확인함으로써알레르겐특이면역치료의결정과치료효과판정등에도도움을받기도한다. ImmunoCAP 검사에사용되는알레르겐 ( 항원 ) 은천연추출물 (crude extract) 이대부분이지만최근에는알레르겐의주요항원 (major allergen) 만유전자재조합을통하여합성하여검사에이용하는 component-resolved diagnosis도빠른추세로증가하고있다. 이를통하여교차항원성에의한위양성검사결과를구분할수있고, 주요항원감작여부를통하여면역치료를결정하기도한다. Immulite 는좀더최근에개별된방법으로 ImmunoCAP 의단점인검사시간이나고상항원부동화 (solid-phase antigen immobilization) 를개선하였다. ImmunoCAP 과 Immulite 두검사간의일치도는높은것으로보고되고있으나, 두검사간검사법의차이로인하여수치가동일하게제시되지는않는다. 따라서식품알레르기에서경구유발검사없이진단하거나해당식품의재노출을고려할때 Immulite 검사를통한결과수치는기존에알려진식품항원특이 IgE 항체의절단값 (cut-off value) 수치를그대로적용하는것에는아직한계가있다 [6]. Multiplex 특이 IgE 검사 MAST 는한번의채혈로다양한항원에대한감작여부를살펴볼수있고검사법이간단하여, 국내에서 1차의료기관을포함한다양한진료현장에서널리이용되는검사법이다. 하지만알레르기피부바늘따끔검사와비교하여민감도와특이도가낮아그해석상주의를요하는부분이있다. MAST 는집먼지진드기와같은실내알레르겐에대한 IgE 검출에대하여알레르기피부반응검사와비슷한민감도를보이지만, 꽃가루에대한민감도는낮은것으로알려져있다. 또한식품항원특이 IgE에대해서도 ImmunoCAP보다민감도가낮은것으로생각한다 [1,3]. MAST 검사는일선진료현장에서많이이용되고있지만아직그민감도와특이도, 임상적의의에대해서는다른검사법과비교시상당부분은알려져있지않아서앞으로추가적연구가필요하다고생각한다. A Seoul/Guri B Busan Figure 2. Regional allergic pollen calendar in Korea. Adapted from [10] with permission

5 - The Korean Journal of Medicine: Vol. 93, No. 5, 특이 IgE 검사시알레르겐선택의기준알레르겐의선택은환자의나이, 병력, 환경, 거주지역, 직업, 활동등을고려한다. 특히병력청취시환자의증상이악화되는원인에대한자세한문진이필요하며, 증상이악화되는계절이나시기, 애완동물노출에따른증상악화여부, 일상생활중항원유발이되는환경에대한질문이포함되어야한다 [3]. 계절적증상악화가확인되었다면국내의지역별, 시기별항원분포를참고하여검사시알레르겐을선택할수있다 (Fig. 2) [10]. 국내에서는 2월말부터 5월까지나무꽃가루, 8월부터 10월까지잡초꽃가루가주를이룬다. 곰팡이는 7월부터 10월까지많은양이관찰되며강수량과습도에비례하며집먼지진드기도습도에비례하여장마철이끝나고난뒤증가한다. Cladosporium은 6월초부터급증하여 10월말에감소하고, alternaria는 5월말부터증가하여 11월초에감소한다. 또한지역별로기후가다르기때문에, 흡입알레르겐분포에도차이가존재한다. 일본삼나무 (Japanese cedar) 는제주도, 경상도, 전라도등남부지역에분포하고귤응애는제주도, 우산잔디 (Bermuda) 는따뜻한남부해안지역에분포한다 [1,3]. 직업별항원선정시고분자량매개직업성천식의원인이될수있는항원과직업간의상관관계를인지하는것도필요하다. 제빵사천식은밀가루관련특이 IgE 검사를시행하고, 수의사나실험동물을다루는직업의경우동물특이 IgE, 과수원에서일하는농부는과수원에흔한점박이응애 IgE를검사해볼수있다 [1,3]. 연령별로알레르기검사시고려할사항은주로연령별피부바늘따끔검사에서알려진것을바탕으로한다. 식품알레르겐의경우 3개월정도의영아에서부터양성반응이나타나기시작하며, 흡입알레르겐은 2-4세경부터양성을나타내므로, 이를고려하는것이필요하다 [1,3]. 결론알레르겐특이 IgE 검사는알레르기증상을유발하는것이의심되는항원에대한감작유무를확인하는데중요한검 사이다. 하지만알레르기증상이없이감작만있는무증상감작군이존재하므로, 환자가호소하는증상과원인알레르겐과의상관성을판단하는것이중요하다. 또한다양한특이 IgE 검사에대한장단점을알고, 환자의기저질환이나약물복용력등을바탕으로현재환자상태에가장적절한특이 IgE 검사를처방함으로써좀더정확하게알레르기환자를진단하고치료할수있을것으로기대한다. 중심단어 : 알레르겐 ; 특이 IgE; 알레르기검사 REFERENCES 1. The Korean academy of asthma, allergy and clinical immunology. Diagnostic approach to allergic disease. Asthma and allergic diseases. 1st ed. Seoul: Ryo Moom Gak, 2012: Busse WW, Lemanske RF Jr. Asthma. N Engl J Med 2001; 344: The Korean academy of asthma, allergy and clinical immunology. Diagnosis and tests. Clinical practice guideline: allergic rhinitis. 1st ed. Seoul: Medrang, 2015: Osguthorpe JD. In vitro allergy testing. Int Forum Allergy Rhinol 2014;4 Suppl 2:S46-S Matricardi PM, Kleine-Tebbe J, Hoffmann HJ, et al. EAACI molecular allergology user's guide. Pediatr Allergy Immunol 2016;27 Suppl 23: Park KH, Lee J, Sim DW, Lee SC. Comparison of Singleplex Specific IgE Detection Immunoassays: ImmunoCAP Phadia 250 and Immulite gAllergy. Ann Lab Med 2018;38: van Hage M, Hamsten C, Valenta R. ImmunoCAP assays: Pros and cons in allergology. J Allergy Clin Immunol 2017;140: Chan SK, Leung DYM. Dog and cat allergies: current state of diagnostic approaches and challenges. Allergy Asthma Immunol Res 2018;10: Song TW, Kim KW, Kim WK, et al. Guidelines for the oral food challenges in children. Pediatr Allergy Respir Dis 2012;22: Oh JW, Lee HB, Kang IJ, et al. The revised edition of Korean calendar for allergenic pollens. Allergy Asthma Immunol Res 2012;4:

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ÀÇÇÐ°�ÁÂc00Ì»óÀÏ˘ Common Allergic Diseases in Children Sang - Il Lee, M.D. Department of pediatrics Sungkyunkwan University School of Medicine, Samsung Medical Center E - mail : silee@smc.samsung.co.kr Abstract Allergy