동위원소검사학 강의13

동위원소검사학강의 11 Viral Hepatitis. TDM (Therapeutic drug monitoring) 1

Hepatitis 간에염증이생겨간세포가파괴되는상태원인 1. 바이러스성간염 (A, B, C, D, E 형간염 ) 2. 알코올성간염 ( 술로인하여생기는간염 ) 3. 화학약품성간염간염 ( 간에해로운약독물로인해 ) 4. 기생충간염 5. 자가면역성간염 ( 면역에이상 ) 2

Hepatitis virus A, B, C, D, E, G type : B, C, D 형만만성간질환을유발. Hepatitis B virus : 우리나라만성간질환의가장흔한원인. 한국성인의약 7% B 형간염바이러스보유자. Hepatitis C virus : 1% 정도가보유자 Hepatitis D virus : 우리나라에선찾기어렵다. 3

Chronic infection Virus A B C D E G Incubation period(days) Carcinogenesis No No Yes Yes Yes No Yes 15-20 45-160 14-180 15-64 16-60? Hepatocellul ar carcinoma Hepatocellular carcinoma Hepatocellular carcinoma No? Cirrhosis No Yes Yes Yes No? Severity of disease Usually mild. Very low mortality Sometimes severe 1-2% mortality Usually (80%) asymptomatic Up to 4% mortality Super-infection with HBV often very severe with high mortality rate Co-infection with HBV often severe Usually mild except in pregnanc y Asympto matic to mild Prevention Vaccine Vaccine Behavior Modification Blood screening Behavior Modification HBV vaccine Safe water No vaccine 4

. Virus 감염진단을위한검사법 Tissue culture Detection of viral antigen /nucleic acid Genomic sequencing Serology Tube culture (standard cell monolayer) Centrifugation enhanced culture (shell vial cell monolayer/mixed cell monolayer) Direct fluorescent antibody stain(dfa) Enzyme-linkedimmunoassays(EIA) Direct nucleic acid probe assays (ISH) and amplification methods (PCR, RT-PCR, SD, bdna LCR, TMA, HC, etc) PCR, RT-PCR, ISH, bdna TMA; transcription-mediated amplification SD; strand displacement, LCR Polyclonal antibody assays IgM, IgG, IgA specific methods 중화시험, 적혈구응집억제시험, 보체결합반응 ELISA(EIA), PHA(Passive hemagglutination) IAHA, RIA(Radioimmuniassay), 면역확산법 5

1. Hepatitis A 1). 개요. Typhoid fever, cholerea처럼입으로옮는전염병. 음식이나음료수가환자의 stool에의해오염된경우. 간염바이러스가몸에들어와간에염증을일으킨병경제수준과위생상태와의상관성. 우리나라예전에는거의대부분이어렸을때 A형간염바이러스에감염, 성인이되면모두 A형간염바이러스에대한면역항체를보유. A형간염에걸린어린이는존재, 성인이 A형간염에감염은드물었다. 현재위생상태의개선으로 A형간염바이러스에비노출성인이 A형간염에걸리는사람을종종볼수있게되었다 6

2). Clinical significant 잠복기는 2-6주, 초기증상 : 발열, 권태감, 식용부진, 위장장애, 감기같은증상으로발견진행하면서황달, 갈색뇨등이나타난다. 이시기에는간기능이상이나타나는동시에 HA항체 (IgM) 는양성이다. 통상 (GOT,GPT) 활성치는 1-2개월에정상화되는동시에 IgG-HA항체는양성으로되고약간늦게 ( 약 1개월뒤에 )IgM-HA항체가소실. 만성간염이나간경변, 간암등은속발하지않고전격화나사망하는예도적다. 3). Hepatitis A Virus Antigen : HAV-Ag 1973. S.M.Feinstone등이급성전염성간염환자의 stool에서 virus 분리산 (ph 3.0) 에내성, stool로배설되는 single strand RNA virus 60 내성, 통상적인 enterovirus와는아주다른성상을보이고장관에서의증식성도확인되지않는특이한 virus Stool에서검출되는 HAV는간에서증식 담관경유 장관으로배설일반적으로 HA Antigen검사는하지않고 HA Antibody증가를확인, 확진. 7

4). Hepatitis A Virus IgM Antibody : HAV-IgM Ab Incubation period : 15-45days IgM antibody : 급성간염의임상증상출현과동시에초기에주로출현초기에높은역가, 수개월후소실 IgM Ab 고역가 : Acute A type Hepatitis 측정원리 RIA(3단계 Sandwitch 방사면역측정법 ) Anti human IgM antibody + 환자혈청 (anti-hav-igm) Anti human IgM antibody. 환자혈청 (anti-hav-igm) + HAV Ag Anti human IgM antibody. 환자혈청 (anti-hav-igm).hav Ag+HAV Ab 125 I Anti human IgM antibody. 환자혈청 (anti-hav-igm).hav Ag.HAV Ab 125 I 8

측정치계산 Pos control cpm 10% + neg. control cpm > pos, <neg ex). Pos. control cpm 17,900 neg control com 825 17,900 10 + 825 = 2,615 positive, negative 참고치 : Negative anti-hav 의양성률은 1 세미만 : 40%, 10 세이하 : 50% 이내. 노년에이르기까지는거의 anti-hav 가거의양성이다 9

5). Hepatitis A Virus IgG Antibody : HAV-IgG Ab lgm 보다늦게출현, 수년또는평생높은역가지속. 회복기에출현, IgG Ab 만양성일경우에는과거의감염을의미. 면역 측정원리항원에검체의항체와표지항체 ( 125 I HAV Ab) 가경쟁적으로결합반응 측정치계산 (neg. control cpm + pos. control cpm) /2 >negative, < positive ex). Neg. control 평균치 22,300cpm Pos. control 평균치 925 cpm (22,300 + 925)/2 =11,613cpm negative positive HAV IgG 와 IgM 의비교 HAV-IgG Ab HAV IgM Ab 측정의의 - - A 형간염미감염 + + A 형간염 + - A 형간염의기왕 ( 또는면역 ) 10

2. Hepatitis B Virus 1). Hepatitis B Virus General Information Genome: partial dsdna Family: Hepadnaviridae Related Viruses: Duck Hepatitis B Virus Ground Squirrel Hepatitis Virus, Snow Goose Hepatitis B Virus Woodchuck Hepatitis Virus, Wooley Monkey Hepatitis Virus Satellite Virus: Hepatitis D Virus (Delta Virus) Incubation Period: 30-180days Transmission: Blood and Sexual Contact Acute Attack: Mild or Severe Serum Diagnosis: anti-hbc, anti-hbs or HBsAg Treatment: Symptomatic Prevention: Vaccination with recombinant hepatitis B surface antigens, Hepatitis B Immunoglobulin Post-exposure prophylaxis 11

2). History of HBV 1964 년 Dr.Blumberg(USA). 여러번수혈을받은혈우병환자의혈청이 Australia 원주민의혈청과반응하는것을보고원주민의항원을 AUSTRALIA Antigen 명명하였고이것이오늘날의 HBs Ag 이다. Dr.Blumberg 는 HBs Ag 발견의공로로 1976 년노벨의학상을수상. 1970 년 Dane 이 HBs Ag 양성혈청을전자현미경으로관찰하여직경이 42nm 중심에 core 구조를갖는이중구조입자를발견. Almedia 에의해 e 항원 (HBe Ag) 이발견. 발견자의이름을따서 Dane particle 이라고도한다. 현재 HBe Ag 는 Dane particle 의 core 내부에존재하는것으로알려짐. Hbe Ag 는모자간의수직감염과도밀접한관계가있는것으로밝혀졌다. 12

3). Symptoms You might have : Tiredness Loss of appetite Fever Diarrhea Dark urine Light-colored stools Jaundice (yellow skin and eyes) Concentration of Hepatitis B Virus in Various Body Fluids High Moderate Low/Notdecectable Blood Serum Wound exudates Semen Vaginal fluid saliva Urine, Feces Sweat, Tears Breastmilk 13

Interpretation of the Hepatitis B Panel Tests Results Interpretation HBsAg anti-hbc anti-hbs HBsAg anti-hbc anti-hbs HBsAg anti-hbc anti-hbs HBsAg anti-hbc IgM anti-hbc anti-hbs HBsAg anti-hbc IgM anti-hbc anti-hbs HBsAg anti-hbc anti-hbs negative negative negative negative positive positive negative negative positive positive positive positive negative positive positive negative negative negative positive negative Susceptible Immune due to natural infection Immune due to hepatitis B vaccination Acutely infected Chronically infected Four interpretations possible * 14

4). HBs Ag (surface Antigen) Surface : 표면단백과지방으로구성 HBV가간에존재, HBV성분을생산하고있슴을의미한다. 감염상태를말한다항원성에따른 subtype : adr, adw, ayr, ayw. Subtype의구분의의 1. HBV의균주 (Strain) 을결정 2. 지역적분포, 역학연구의유용 ( 감염원의확인가능 ) Europe: ayw, adw N & S America : adw E & S Asia : adr, ayr Korea : adr 3. B형간염백신제조에중요역할모두 'a' 를포함하고있고 anti-hbs도이 'a' 항원을포함하고있으며모든아형에대해서예방능력이있다. 15

HBs Ag 측정원리 Ab coated bead(tube) + Ag + 125 I Ab Gamma counter 측정치계산 Neg. Control 2.1 < Negative > Positive ex). Neg. control 100cpm 2.1 = 210 검체의 cpm 이 210 보다적으면 Negative, 높으면 positive 16

5). Anti HBs (surface Antibody) HBs Antibody는 HBV감염후회복된경우에만출현. HBV감염의과거력, 완전회복, vaccination 후를의미한다. HBs항체는감염치유 ( 중화 ) 항체. HBs항체가양성인경우는 HBV에재감염되는경우는거의없다. HBs Ag과 Anti HBs 가공존하는경우면역복합체를형성한경우, 다른 subtype의중감염에의하여항원, 항체가공존하는경우. HBs Ab 측정원리 Ag coated bead(tube) + Ab + 125 I Ag Gamma counter 측정치계산 Neg. Control 2.1 < Negative > Positive ex). Neg. control 100cpm 2.1 = 210 검체의 cpm 이 210 보다적으면 Negative, 높으면 positive 17

6). HBc Ag (Hepatitis B core Antigen) HBc항원은 HBV의 pre- C 및 C유전자로부터만들어지는것으로 HBe항원과주요부위는동일하다. HBc항원은 HBV의 core를형성한다. HBc항원은 HBV중의 HBs항원에포함되어존재하기때문에일반적으로측정이되지않는다 ( 면역학적으로는검사가안된다 ). Dane particle의겉껍질인 HBsAg을파괴, nucleocapsid core에서만증명. HBV Infection후간세포의핵에서만발견간조직생검을형광항체법이나면역과산화효소염색법으로검사가능 18

7). Anti HBc(Hepatitis B core Antibody) IgG Antibody HBcAb : HBV의감염항체. 통상 HBcAb로측정이되는것은 IgM, IgA, IgG의각 class항체의 total. HBV의일과성감염에서는 IgM, IgA class항체가차지하는비율이비교적크고지속적인감염에서는대부분이 IgG class의항체이다. Infection후회복에관계없이장기간, 지속적으로출현 B type Hepatitis의감염에대한현재및과거력의증거 HBsAg와같이 : 진행중, HBsAb와같이 : 감염후회복기 HBcAb 단독 : 급성간염의회복초기, HBV감염의과거력 Anti HBc (HBc IgG Antibody) 측정원리검체의항체와표지항체를항원피복 bead에경쟁적으로반응 HBc Ag coated bead(tube) + HBcAb + 125 I HBcAb 측정치계산 Neg. Control + Pos Control /2 > Negative < Positive ex). Neg. control 5,000cpm Pos. control 600cpm (5,000+600) /2 = 2,800cpm 검체의 cpm이 2,800 보다많으면 Negative, 낮으면 positive 19

8). Anti HBc-IgM. ( 급만성의구별 ) HBV carrier의간염발병시에도출현하는경우가있으나 B형급성간염초기에서출현하고, 만성일경우에는검출이안된다역가가증가되는경우가많아 B형급성간염을진단하는데이용된다 Anti HBc-IgM 측정원리 RIA(3 단계 Sandwitch 방사면역측정법 ) Anti human HBc IgM + 환자혈청 (anti-hbc-igm) Anti human HBc IgM. 환자혈청 (anti HBc-IgM) + HBcAg Anti human HBc IgM. 환자혈청 (anti-hav-igm). HBcAg+ HBc Ab IgM 125 I Anti human HBc IgM. 환자혈청 (anti-hav-igm). HBcAg+ HBc Ab IgM 125 I 측정치계산 (Pos.Control cpm 0.25) + Neg.Control cpm < Negative, > Positive ex). Pos. control cpm 7,980cpm Neg. control 186cpm (7,980 0.25) + 186 = 2,181 Negative Positive 20

9). HBe Ag Hbe Ag, Ab 는 1972 년 Magnius 에의해발견되었다. HBe 항원은입자형태가아닌가용성단백 ( 분자량수십만 Da) 으로혈중에존재 HBV 의감염성이나간경변의활동성여부를판단. HBe 항원이양성인혈청에는 HBV 입자가많기때문에감염력이강하고 HBe 항원양성인만성간염은활동성이강한경우가많다. 3-6weeks 존재, 10weeks 이상 만성질환으로전환가능, 수직감염지표감염절정기전에 HBV 의양이증가하므로간염경과를예측할수있다. HBe 항원이음성화되면대부분의예에서간염은진정된다. HBe 항원계와혈중 HBV-DNA 또는 DNA-polymerase 활성은대체로상관성이좋으나반드시일치하지않는경우도있다. 21

HBe Ag 측정원리항체가 coating된 bead(tube) 에검체의항원결합반응, 표지항체를반응 항원 항체 표지항체의 sandwitch gamma counter Coated bead Hbe Ab + HBeAg Coated bead Hbe Ab HBeAg + 125 I HBeAb Coated bead Hbe Ab HBeAg 125 I HBeAb 125 I HBeAb 측정치계산 Neg. control 2.1 < Negative, > Positive ex). Neg. control : 200cpm 200 2.1 = 420 Negative Positive 22

10). Anti HBe HBe 항원이음성화되는대부분의예에서출현한다. HBV생산저하를보이는소견가운데하나이다. 감염으로부터회복. 그러나 HBe항체는 HBV의증식을억제하는항체는아니다. HBe항체가양성인혈청에는 HBV입자량이적기때문에감염력도약하고만성간염은비활동성일경우가많다. HBe 항원에서 HBe항체로전환하는만성간염은약 80% 가비활동성. Anti Hbe 측정원리 Anti Hbe 가 coating 된 bead(tube) 에검체 (eab) 와일정량의 eag 를반응 시키고계속해서표지항체 ( 125 I HBeAb) 를반응시킨다. 측정치계산 (Neg control + Pos.control)/2 < Negative, >Positive ex). Neg. control 5,000cpm Pos. control 200cpm (5,000+200)/2=2,600 Negative Positive 23

11). HBs DNA-polymerase(DNA-probe) HBV-DNA의 single strand부위를수복하여완전한 double strand로만드는효소로간주하여혈중 DNA-polymerase(DNA-p) 활성이 HBV입자량을반영하는것으로 HBV의감염력이나증식, 항VIRUS효과를나타내는지표가된다. 혈청에서 HBV의유무는여러면역지표 (HBsAg, HBsAb, AntiHBc, HBeAg,HBeAb) 에의해서평가되어오고있으나이런면역지표들은유리형태로존재하기에감염입자와의관계가절대적이지는않다. 혈청내의 DNA를포함하는입자의존재여부는간에서활발한바이러스활동의지표가된다. 그러나드물게는혈중 HBV-DNA양과일치하지않거나검체에세균등이혼입되면가양성으로나타날가능성이있다.

HBs DNA-polymerase(DNA-probe) 측정원리 HBV의 DNA를노출시킨후용액상태 125 I-HBV DNA probe로보합결합 (Hybrization) 유리형의보합결합되지않은 single straind HBV-DNA 보합결합된 double straind HBV-DNA Column 을통해분리 Gamma counter 계측 25

12). HBV-DNA 혈중 HBV-DNA측정은 virus DNA가내장된 HBV입자의검출을의미하고 DNA-p와같은의의가있는것이다. DNA-p보다보다예민하고측정도간단하다 HBV DNA의양을측정하여 HBV의감염력이나 replication정도, 혹은치료후에치료효과의판정등을목적으로이용되는검사이다. 26

3. HDV Ab(Hepatitis Delta Virus Antibody) 1977. Dr. Mario Rizzeto등 Chronic HBV 환자의간세포에서발견. HBV존재하에복제가가능한불완전 Virus. Coinfection( 동시감염 ) or Super infection( 중감염 ) HBs항원을외피로하고 core부분은 HBc항원을대신하여 delta항원과 RNA genome으로치환된구조를가진 virus입자이고이 RNA genome 은불완전하기때문에증식은 HBV의보조기능이필요하다. 혈액을매개로감염. 혈중에는 HBs의항원각을쓰고간세포내로침입하여증식하고혈중으로나올때는 HBs의항원각을뒤집어쓴다세포에서세포로의운반에는 HBV를필요로하지만간내에서의증식은 HBV의도움을필요로하지않는다. 지역적으로편중하여분포 : 지중해연안, 중동지방 27

Co-infection : 동시감염 Super infection( 중감염 ) : HBV 지속감염자 (Carrier) 에게 HDV 가새로감염되는경우 HDV 감염증의감별진단 Marker Co-infection Super infection HBV감염 HDV감염 HBs Ag HBc-IgM Ab Total HD Ab HDV RNA 일과성일과성양성 음성고역가 (+) (-) 저역가 (-) (-) 양성 음성 지속지속양성 음성저역가 (+)/(-) 저역가 (+)/(-) 고역가 (+) 고역가 (+) 양성 양성 28

4. C Type Hepatitis C type hepatitis virus 감염에의한간염 C 형간염바이러스에감염되면 50~70% 이상에서만성간염으로이행된다. 만성 C 형간염바이러스보균자의 5% 에서간염소견을나타내지않지만, 나머지대부분에서는만성간염을앓으며이들중약 30% 에서간경변증으로진행되고, 약 10% 에서간세포암이발생 1). History HBV형발견된이후 BLOOD transplantation 때 HBV에감염된혈액은사용하지않음그럼에도수혈후간염이발생하는것을완전히막을수는없었슴 A형이나 B형이아닌제3의간염바이러스가존재, 학자들이지적잠정적으로 non-a non-b형 HV 이후 10년이상세계적으로이간염바이러스를발견하려고갖은노력미국의한생명과학회사의과학자들이생명공학기법을사용하여바이러스를규명 ( 우리나라 1989년 ) 이를 C형간염바이러스라고명명 29

2). 전파경로 B형간염의전파경로와유사하다. 일상적인접촉으로는전염이되지않음혈액이나주사기바늘또는성접촉등 C형간염의증상만성 C형간염환자들은 30세부터증가하기시작해서연령에따라서환자수가증가하는경향. 수직감염이드물고대부분수혈이나오염된침 (NEEDLES) 및사회생활에서감염 3). Diagnosis of acute C type Hepatitis 수개월전까지정상적인간기능을가지고있던환자에서간염소견과 anti-hcv 항체가검출되면급성 C형간염으로추정. 간혹 anti-hcv 항체는검출되지는않지만 C형간염바이러스유전자 (HCV RNA) 가검출되면급성 C형간염으로추정진단할수있으며, 이경우에는 1~2개월내 anti-hcv 항체가출현한다. C형간염바이러스에대한검사항목 Anti-HCV Ab, HCV RNA 에대한정성검사, 정량검사 Genotype( 바이러스아형 ) 검사. 30

4). Anti-HCV C 형간염바이러스에감염되면항체반응을나타내지만, 일반적인항체반응과달리 C 형간염바이러스에대한항체는바이러스에대해서방어능력을나타내지못하며, 단지 C 형간염바이러스에감염된상태를시사. Anti-HCV Ab 검사는감염여부를스크리닝하는데이용되고있다. Anti-HCV : Positive 다음단계로서 HCV RNA 정성검사를통하여 C 형간염바이러스에의한감염여부를확인한다. HCV RNA 에대한정량검사와 genotype 을결정하는데, 이들은 C 형간염의치료반응을예측하는데중요한지표로활용된다. 31

Hepatitis E 주로오염된물이나분변을통하여전염이되어지고오염지역의여행자들을통해서분변- 구강을통해서전염가능. person to person은아직은보고없슴원내감염 (nosocominal) 보고된적이있다 32

현재까지동정된 Hepatitis Virus 구분 Genome 감염경로 만성화 HAV RNA 경구 - HBV DNA 비경구 + HCV RNA 비경구 + HDV RNA 비경구 + HEV RNA 경구 - HGV RNA 비경구 + HTTV DNA 수혈 (?)? 33

치료적약물농도 TDM (Therapeutic drug monitoring) Drugs 34

목적약물효과의평가투여방법의관리과잉투여에대한부작용의방지 측정대상의약물심장치료제 : Digoxin, Quinidine, Procaineamide, Lidocaine 항암제 : Metoxylate 항생물질 : Gentamicin, Kanamycin 항간질제 : Phenobarbital, Primidone 향정신제 : Lithium 면역억제제 : Cyclosporine 측정방법형광면역측정법 (FIA) 방사면역측정법 (RIA) 효소면역측정법 (EIA) 35

Cyclosporine 진균 ( 흙 ) Tolypocladium inflatun Gams 의배양액에서추출된 polypeptide 장기이식 (transplantation) 신장, 골수이식시에발생할수있는조직의면역거부반응을억제할수있는면역억제제 측정목적장기이식후쓰이는면역억제제로혈중농도를측정하여약의적절한투여를결정하기위해검사 Digoxin 1785년 William Withering에의해처음임상치료제로쓰인이래현재까지도가장우수한치료제이나, 적절한유효량과중독량의차이가적어적정량를투여하지못하면중독을일으킬수있는약제 측정목적심장치료제로혈중농도의측정은저농도및 digitalis 중독증의유효량진단유효 36

THE END 37