천식및알레르기제28권제1호 Vol. 28, No. 1, Mar., 2008 증례 성인에서의쌀알레르기 1 예 : 다른음식물알레르기와의관련성 아주대학교의과대학알레르기 - 류마티스내과학교실, 1 경희대학교의과대학이비인후과학교실 최성진 ᆞ 김현미 ᆞ 허규영 ᆞ 신승엽 1 ᆞ 박해심 A Case of Rice Induced Food Allergy in an Adult Patient Presenting Multiple Food Allergies Sung-Jin Choi, Hyun-Mi Kim, Gyu-Young Hur, Seung-Youp Shin 1 and Hae-Sim Park Department of Allergy and Rheumatology, Ajou University School of Medicine, Suwon, 1 Department of Otolaryngology, Kyunghee University School of Medicine, Seoul, Korea Several reports have suggested a role of IgE-mediated hypersensitivity in asthma and eczema which developed after rice ingestion. We experienced a case of rice-induced food allergy in a 20-year-old male patient. He had experienced itching, and swelling of the tongue and the throat after ingestion of rice. He also had experienced oral itching and swelling after ingestion of peach and nut since childhood. Laboratory findings showed a high serum level of total IgE (417 ku/l) and a high level of specific IgE to rice (4.89 ku/l) using the immuno-cap system. Allergy skin tests showed positive results to house dust mite, tree, weed, grass Key words: Rice allergy, Peach, Maize, Lipid transfer protein, Cross reaction pollens, and several plants including rye grain, nut, buckwheat, maize, and rice. A high serum level of specific IgE to raw and boiled rice was noted by ELISA. IgE immunoblot using raw rice extract demonstrated a 9-kDa IgE-binding component which remained after boiling and treatment with simulated gastric fluid. The ELISA inhibition test demonstrated specific, dose-dependent inhibition by boiled rice, maize, and buckwheat as well as raw rice. We report a rare case of rice-induced food allergy in an adult patient sensitized to 9-kDa, which may be associated with multiple food allergies. (Korean J Asthma Allergy Clin Immunol 2008;28:64-69) 서 음식물알레르기는음식물내의단백질에대한 IgE 면역반응으로정의하며그빈도는소아의약 4 8% 와성인의 1 3% 정도이다. 1) 소아에서흔한음식물알레르기의원인으로는우유, 달걀, 땅콩, 밀, 콩, 견과류, 생선, 갑각류순이며, 성인에서는갑각류가가장흔하며, 그다음으로는땅콩, 견과류, 생선순이다. 1,2) 음식물알레르기의빈도는유전적인요인과문화적요인, 식습관등에영향을받는다. 1) 쌀은볏과에속하는곡물로서전세계인구의 50% 이상이섭취하고있으며일본과한국을비롯한아시아에서주로경작되며소비되고있다. 쌀에의한알레르기반응은음식물알레르기부터아나필락시스까지다양하게나타나며, 쌀을많이섭취하는일본에서보고는많으나, 국내에서는쌀의항 책임저자 : 박해심, 경기도수원시영통구원천동산 5 번지아주대학교의과대학알레르기 - 류미티스내과학교실, 우 : 442-821 Tel: 031) 219-5150, Fax: 031) 219-5154 E-mail: hspark@ajou.ac.kr 접수 : 2007 년 12 월 28 일, 통과 : 2008 년 3 월 8 일 론 원성에대한연구는있었으나, 증례보고는없었다. 그기전은기관지천식이나아토피피부염의경우 IgE 매개반응으로나타나며, 주로밥으로조리된쌀을섭취한경우나밥을조리하는과정중에발생하는증기를흡입하였을때발생한다. 3,4) 또한, 쌀을씻는과정에서노출되는쌀의수용성단백에의해접촉성피부염도발생할수있으며, 3) 드물지만쌀을섭취한후아나필락시스와같은즉시형과민반응의예도보고되었다. 5) Ikezawa 등 4) 은심한아토피피부염환아에서쌀알레르기가관여할수있다고보고한바있다. 쌀의주요단백으로는 14 16, 26, 32 33 그리고 56 kda으로알려져있다. 14 16 kda은 α-amylase inhibitors, 33 kda은 glyoxalase로알려져있다. 6,7) 쌀은볏과에속하는식물이므로계통학적으로같은과에속하는다른식물들과교차반응이존재할수있다. 이중보리, 옥수수, 귀리, 호밀, 수수, 밀등과교차반응이보고되었고, 3) 우리나라에서도 Chun 등 8) 이메밀과쌀의교차반응에대해보고한바있다. 오리새풀 (Orchard grass) 을포함한목초도볏과에속하는식물로, 일부보고에의하면쌀과교차반응을일으키는것으로알려져있다. 9) 그외에도외국의여러보고에의하면, 장미과 (Rosaceae) 에속한복숭아, 사과그리고견과류에감작된환자에서쌀에의한 64
최성진등 : 성인에서의쌀알레르기 1 예 65 알레르기가동시에존재한다는보고가있는데, 공통항원으로 9 kda의 lipid transfer protein (LTP) 이관여하는것으로알려져있다. 10-12) 저자들은평소알레르기비염과다양한음식물알레르기를지닌 20세남자환자에서피부단자시험에서쌀에대해강한양성반응을보이고, 쌀에대한혈청특이 IgE가증가되어있으며, 쌀을이용한경구유발시험에양성을보였던환자 1예를경험하였기에문헌고찰과함께보고하는바이다. 증례환자 : 송, 20세, 남자주소 : 전신두드러기, 혈관부종, 호흡곤란현병력 : 환자는평소알레르기비염, 결막염을가지고있던자로어릴때부터복숭아와땅콩을먹으면입안과목이가렵고붓는증상이있었다. 또한생쌀을입에넣었을때에입안과목이가려운증상을경험한적이있었다. 장어, 꽃게와같은해산물을섭취한후생기는전신두드러기, 혈관부종, 호흡곤란으로응급실에서 3차례치료받은병력이있어이에대한정밀한검사를원하여내원하였다. 과거력과가족력 : 과거력상한랭두드러기, 콜린성두드러기를보였으며, 아토피피부염의병력은없었다. 가족력상특이병력은없었다. 이학적소견 : 키와몸무게등성장지표는정상소견을보였다. 활력징후는정상이었고청진상심잡음및폐잡음은없었다. 검사실소견 : 내원당시시행한말초혈액검사상혈색소 14.4 mg/dl, 백혈구 3,300/μL ( 중성구 37.6%, 림프구 49.8%, 단핵구 5.8%, 호산구 6.8%), 혈소판 260,000/μL였고, 혈액화학검사상간기능검사및신장기능검사등은정상이었다. 알레르기피부단자시험에서 A/H ratio (Allergen/Histamine ratio) 는집먼지진드기 (Dermatophagoides pteronyssinus/dermatophagoides farinae) (6+/6+) 와오리나무 (3+), 참나무 (3+), 쑥 (6+), 돼지풀 (2+), 우산잔디 (3+), 오리새 (3+), 개털 (3+), 고양이털 (3+), 우유 (2+), 셀러리 (2+), 새우 (3+), 호밀 (3+), 밀가루 (3+), 땅콩 (3+), 양파 (3+), 메밀 (3+), 옥수수 (6+), 쌀 (5+) 등에양성반응을보였다. Immuno-CAP system (Phadia, Sweden) 으로측정한총 IgE 는 417 IU/mL로증가되어있었다. 특이 IgE 항체치도집먼지진드기 (D.pt: 6.83 KU/L, D.fa: 6.58 KU/L), 쌀 (4.89 KU/L) 에대해서증가된소견을보였다. 심전도및단순흉부방사선촬영에서는정상소견을보였으며, 메타콜린기관지유발검사에서음성을보였다. 쌀경구유발검사 (rice open food challenge test): 환자는평소밥을먹을경우특별한알레르기증상을보이지는 않았으나, 생쌀을입에넣었을경우입안이가려운증상이있었고, 쌀에대한피부반응검사와특이 IgE 항체치가증가되어있어, 쌀경구유발검사를시행하기로하였다. 환자에게익히지않은쌀 6 g을 30초간씹은후삼키도록하였다. 검사시행수분이내에입주위의가려움증, 두드러기, 혈관부종과목구멍의심한가려움증을호소하여쌀경구유발검사양성소견을보였다. 그러나호흡곤란은없었다. 환자가피부단자시험에서쌀에대해 5+ 의강한반응을보이고, 경구유발시험에서양성을보였기에이에저자들은환자의혈청으로쌀항원에대한특이 IgE 면역효소측정법, IgE immunoblot 검사, 그리고다른종류의곡물인옥수수, 보리, 메밀, 밀가루에대한교차반응성을관찰하고자하였다. 쌀조항원 (raw rice extract), 열을가한쌀항원 (boiled rice extract) 과 simulated gastric fluid를처리한쌀항원의제조 : 시중에서백미쌀을구입하여이전에기술한방법 13) 으로쌀조항원 (2 mg/ml) 을얻었다. 그리고, 열을가한쌀항원 (boiled rice extract) 을얻기위해쌀조항원을 100 o C에서 5분간가열하였다. 위산에의한쌀항원성의변화를관찰하기위해 simulated gastric fluid (0.1 g NaCl, 0.16 g pepsin, 0.35 ml hydrochloric acid, ph 1.2) 를쌀조항원에시간을달리하여처리하였다. 쌀조항원과열을가한쌀항원을이용한혈청특이 IgE 항체의측정 : 환자의혈청과정상대조군 12명의혈청을이용하여면역효소측정법을시행하였다. 면역효소측정법은이전의방법 13) 과동일하게시행하였다. 면역효소억제시험 : 쌀에대한혈청특이 IgE 항체의결합여부와다른종류의곡물들과의교차반응성을평가하기위해면역효소억제시험을시행하였다. 쌀조항원과열을가한쌀항원, 메밀, 보리, 옥수수, 밀가루를이용하였다. 환자의혈청에억제제로쌀조항원, 열을가한쌀항원, 메밀, 보리, 옥수수, 밀가루를각각 1, 5, 10, 50, 100μg/mL씩가하여 4 o C 에서 12시간이상반응시킨후이를 10μg/mL 농도의쌀조항원이부착된 microplate에 well당 50μL씩넣고 3시간작용시킨후상기기술한동일한방법으로효소면역측정법을시행하였다. 억제제대신동량의 PBS를대조군으로하였다. 특이 IgE 항체결합의억제정도 (%) 는 [( 대조군의흡광도 - 억제제가포함된 sample의흡광도 )/ 대조군의흡광도 ] 에 100을곱한값으로정하였다. SDS-PAGE 및 IgE immunoblot 검사 : 쌀조항원과열을가한쌀항원그리고 simulated gastric fluid를처리한쌀항원을이용하여열과 simulated gastric fluid에의한쌀조항원의항원성의변화를살펴보고자하였다. 열은 5, 10, 30, 60분간처리하였으며, simulated gastric fluid는 30초, 2, 10, 30, 60분간처리하였다. 실험은이전에기술한방법 13) 과동일하게시행
66 천식및알레르기제 28 권제 1 호 하였다. 쌀조항원과열을가한쌀항원을이용한혈청특이 IgE 항체의측정 : 면역효소측정법시행결과환자의쌀조항원에대한특이 IgE 항체치는정상대조군 12명의평균에 3배의표준편차를더하여산출한 cut-off치보다유의하게증가되었다. 열을가한쌀항원에대한환자의특이 IgE 항체치또한유의하게증가되어있었으나, 쌀조항원에대한 IgE 항체치보다는낮았다 (Fig. 1). 면역효소억제시험 : 열을가한쌀항원과옥수수의경우, 0.5μg/mL 농도부터 50% 이상의유의한억제반응이관찰되었고, 메밀의경우 10μg/mL부터유의한억제반응을관찰할수있었다. 반면에밀가루, 보리는억제반응을보이지않았다 (Fig. 2). SDS-PAGE 및 IgE immunoblot 검사 : 쌀조항원을이용한 SDS-PAGE 결과, 9 kda부터 120 kda까지분포하는 12개의단백대를발견할수있었다 (Fig. 3A). 특히 9 kda과 14 16 kda의단백대는열과 simulated gastric fluid에도사라지지않는매우안정된단백대임을알수있었다 (Fig. 3B). IgE immunoblot 검사에서환자의혈청은유일하게쌀조항원의 9 kda의단백대가관찰되었다 (Fig. 4A). 열을가한쌀항원 (Fig. 4A) 과 simulated gastric fluid를처리한쌀항원에서도 9 kda의단백대와결합하는것을관찰할수있었다 (Fig. 4B). Fig. 1. Specific IgE ELISA to raw and boiled rice extract in sera from the patient and 12 normal controls. Horizontal bar indicates positive cut-off value (mean+3xs.d.). Horizontal dotted line represents mean values. Fig. 2. Raw rice IgE-ELISA inhibition test with raw rice and other allergens including boiled rice, maize, buckwheat, wheat, and barely. Fig. 3. SDS-PAGE profile of raw, boiled (A), and simulated gastric fluid treated (B) rice extract. M = molecular weight marker; RR = raw rice extract; BR = boiled rice extract.
최성진등 : 성인에서의쌀알레르기 1 예 67 임상경과및치료 : 환자는복숭아와땅콩에구강알레르기증후군을가지고있으면서동시에쌀을비롯한여러가지곡물 ( 메밀, 밀가루, 호밀, 양파, 옥수수 ) 에알레르기를가지고있는음식물알레르기로진단하였다. 그리고특징적인환자의병력과검사실소견으로수목, 잡초, 집먼지진드기에의한알레르기성비염과결막염으로진단하였으며, 이후환자에게경구항히스타민제, 비강내스테로이드스프레이제와항히스타민안약을처방하였고, 수목, 잡초항원, 집먼지진드기항원을이용한면역요법을시작했다. Fig. 4. (A) IgE immunoblot test of raw and boiled rice extracts using sera from the sensitized patient (P), non-atopic controls (N1, N2), and buffer control (Bf). (B) Effect of simulated gastric fluid treatment on rice extract using IgE immunoblot from the sensitized patient according to the time of simulated gastric fluid treatment. 고찰쌀알레르기의빈도는정확히알려져있지않지만, Kumar 등 14) 이천식혹은비염을가진환자 1,200명을대상으로설문을시행한결과, 165명 (13.8%) 이병력이있다고답했으며, 165명중 12% 가피부반응검사에서양성을보였고, 7.8% 에서혈청특이 IgE 항체검출을보고한바있다. 그러나이들 1,200명중에단 10명 (0.8%) 만이개방경구유발검사에서양성반응을보였다. 1979년 Shibasaki 등 15) 이쌀단백이항원성을갖는다고최초보고한이후, 쌀을주식으로하는일본에서쌀과관련된천식이나심한아토피피부염의예가여러차례보고되었다. 3,4) 쌀에의한알레르기는주로일본을비롯한아시아나라에서주로발생하는데, Hill 등 16) 의보고에의하면말레이시아에서는새우다음으로흔한음식물알레르기의원인이며, 태국에서는갑각류, 땅콩, 콩다음으로네번째로흔하며, 일본에서는다섯번째, 인도네시아에서는여섯번째로흔한음식물알레르기이다. 이처럼서양보다동양에서쌀알레르기의빈도가높은것은문화와식습관의차이로인해서양보다쌀을접촉할수있는기회가많기때문으로생각할수있다. 일본에서는쌀알레르기환자를위한저항원성쌀이시판되고있지만, 반면우리나라에서는쌀알레르기에대한보고는매우드문편이다. Chun 등 8) 은 2년간알레르기질환으로소아과를찾은 4세이상의환자를대상으로알레르기피부시험을시행한결과, 메밀혹은쌀가루항원에의양성률은 18.8% (240명중 45명 ) 였는데, 이중 9명은쌀항원에만양성반응을보였다고보고한바있다. 그러나실제쌀항원에감작된환자에서임상증상과의연관성에대한조사는없었다. 쌀알레르기의임상양상에대한국외보고는많이있다. 일본의아토피피부염환자들을대상으로혈청항원특이 IgE 항체치를검사한결과, 쌀항원에대한양성률은 2세경에증가하기시작하여성인에이르기까지 30 50% 의양성률을유지한다고보고한바있다. 17) 이는쌀이아토피피부염의원인혹은악화인자가될수있음을의미한다. Nambu 등 18) 은정미소근처에사는여아와쌀을이용해술을만드는양조장근처에사는남아에서쌀에대한혈청 IgE 치가증가되어있으면서기관지천식과아토피피부염을앓고있는증례를보고하면서쌀가루흡입이쌀알레르기의원인이었음을보고한바있다. Lezaun 등 3) 은쌀을취급하는한가정부에서발생한쌀에의한천식과접촉성피부염의증례를보고하였다. Asero 등 11) 은 lipid transfer protein (LTP) 에감작되어있는 3명의성인환자에서쌀을끓여만든요리를먹은후발생한아나필락시스환자 3예를보고하였는데, 이들은모두복숭
68 천식및알레르기제 28 권제 1 호 아, 사과, 그리고견과류와같은 LTP이주요항원인음식에감작되어있었다. 이와같이쌀은접촉성피부염부터천식, 아토피피부염, 아나필락시스와같은심한반응까지다양한임상양상으로나타날수있으며, 과일혹은견과류알레르기와동시에나타날수있음을알수있다. 여러보고에의하면, 쌀알레르기를일으키는주요단백으로는 14 16, 26, 32 33, 56 kda으로알려져있다. 6,7) 이중에서 14 16 kda (α-amylase inhibitor) 단백은쌀을비롯한밀과호밀등의곡류에널리분포하는것으로제빵공천식의발생에도관여하는것으로알려져있다. 10) Kumar 등 14) 이효소면역측정법및쌀을이용한개방경구유발검사에서양성을보였던환자 15명의혈청을이용하여 IgE immunoblot 검사를시행하였는데, 80% 이상의환자에서 14 16, 33, 56, 60 kda 단백에반응을보였으며이중 16, 33kDa 단백은열에도안정된소견을보였다. 쌀항원의교차반응성에관하여 Lezaun 등 3) 은쌀, 호밀, 옥수수, 밀과교차반응성이있다고보고하였다. Urisu 등 6) 은쌀, 밀, 옥수수, 피, 좁쌀간에교차반응성이있으며, 16 kda 단백이교차항원으로작용한다고보고하였다. Chun 등 8) 은메밀알레르기를가진소아 5명의혈청을이용하여쌀항원과교차반응이있음을증명하였으며, 억제시험을통해메밀의 22 kda과 8 kda이쌀항원에의해억제되는것을확인하였다. 이번증례에서환자는어릴때부터복숭아, 땅콩그리고생쌀을먹으면구강내소양감과부종을호소하는구강알레르기증후군을가지고있었다. 환자의병력과외래에서시행한알레르기피부단자시험과혈청특이 IgE 항체검사에서쌀에강한양성반응을보여생쌀을이용한경구유발검사를통해쌀알레르기로진단한증례이다. 환자의혈청을이용한면역효소측정법에서 IgE 항체치의의미있는증가를볼수있었다. 그리고 IgE immunoblot 검사에서, 기존에잘알려져있던쌀의주요항원과는달리 9 kda 단백과결합하는것을볼수있었는데, 이단백은열과펩신에파괴되지않는안정된단백이었다. 그리고다른보고와마찬가지로, 옥수수와메밀에교차반응이있음을확인할수있었다. 9 kda 단백항원은 lipid transfer protein (LTP) 으로과일, 채소와같은식물에서유래하는음식물에널리분포하며, 열과단백분해효소에저항성이강한것으로알려져있다. 10-12,19) LTP의특징으로는식물학적으로연관성이적은음식간에교차반응성을일으킬수있다는것이다. 11,19) 그리고, LTP은복숭아와옥수수의주요항원으로알려져있어, 임상적으로대부분환자가복숭아와옥수수에대한구강알레르기증후군을가지고있다. 12,19) 장미과 (Rosaceae) 에속하는과일에의한음식물알레르기는자작나무화분 (Birch pollen) 에의한알레르 기와연관이많다. 이는주로구강알레르기증후군을일으키는데, 이에관여하는주요공통항원은 Bet v 1이다. 20) 이와는달리 LTP은복숭아, 사과, 옥수수의주요항원이며, 자작나무화분에의한알레르기와는연관이없다. 11) Enrique 등 10) 은복숭아알레르기가있으면서쌀에의한호흡기알레르기증상을보이는 3명의환자에서 IgE immunoblot 검사에서환자의혈청이 9 kda의 LTP에공통으로결합하는것을보고한적이있다. Asero 등 11) 은복숭아, 사과, 견과류등에알레르기를보이는환자 3명에서끓인쌀로만든요리를먹은후발생한아나필락시스증례를보고하였다. 이들은면역효소측정법과 IgE Immunoblot 검사를통해 LTP이복숭아, 사과와쌀의교차항원으로작용한다고보고하였다. Pastorello 등 12) 은옥수수알레르기를보이는 22명의환자를대상으로 IgE immunoblot 검사를시행하여, 80% 이상의환자들이 9 kda의 LTP에감작되어있었으며 immunoblot 억제시험을통해옥수수와쌀과복숭아항원간에서로교차반응이있음을보고한바있다. 저자들은알레르기피부반응검사에서여러가지곡물에반응을보이면서, 임상적으로복숭아, 견과류와쌀알레르기를가지고있는성인환자의혈청을이용한 IgE immunoblot 검사에서환자는유일하게 9 kda의 LTP에감작되어있음을알수있었다. 이와같이자작나무화분에알레르기가없으면서, 복숭아를비롯한장미과에속하는과일류나견과류에구강알레르기증후군을가진경우 LTP이교차항원으로작용하여쌀알레르기가발생할수있을가능성을고려해야한다. 결 저자들은평소알레르기비염과복숭아, 땅콩에대한음식물알레르기를가지고있던 20세남자환자에서피부단자시험에서쌀에대해강한양성반응을보이고, 쌀에대한혈청특이 IgE가증가되어있으며, IgE immunoblot 검사에서 9 kda 의 lipid transfer protein에감작되어있는환자 1예를경험하였기에문헌고찰과함께보고하는바이다. 론 참고문헌 1) Keet CA, Wood RA. Food allergy and anaphylaxis. Immunol Allergy Clin North Am 2007;27:193-212 2) Sampson HA. Update on food allergies. J Allergy Clin Immunol 2004;113:805-19 3) Lezaun A, Igea JM, Quirce S, Cuevas M, Parra F, Alonso MD, et al. Asthma and contact urticaria caused by rice in a housewife. Allergy 1994;49:92-5 4) Ikezawa Z, Miyakawa K, Komatsu H, Suga C, Miyakawa J, Sugiyama A, et al. A probable involvement of rice allergy in
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