Article information

Abstract

Trans Abstract

서 론

건성안은 눈물막의 구조적 손상으로 안구 표면 손상이 발생하고, 이로 인하여 눈의 불쾌감 및 자극증상을 동반하는 질환이다[1,2]. 건성안 환자의 유병률은 14-33%로 매우 높은 것으로 알려져 있다. 현재 쉬르머 검사, 플루오레신 염색 눈물막 파괴 시간, 각막 염색 점수 등을 건성안 진단에 사용하고 있으나 아직 단계적인 진단방법은 확립되어 있지 않다[3-5].

Matrix metalloproteinase-9 (MMP-9)는 각막 상피 세포, 섬유모세포, 눈물샘에서 생산되며 각막 표면 손상 후 세포 외기질의 리모델링에 참여하는 효소로, 무균 각막 궤양, 안구 알러지, 진균성 각막염, 화상, 안검염, 건성안 등의 병리 기전에 연관된 것으로 알려져 있다[6]. 쇼그렌 증후군과 건성안 환자에서 MMP-9 농도는 유의하게 증가되어 있어 진단적인 가치를 가진다는 보고가 있으며, 현재 상업적으로 유통 중인 MMP-9 현장진단검사 면역분석법은 비침습적이고 비용이 적게 들며 사용하기 쉬운 검사라는 장점이 있다[6,7].

본 연구에서는 InflammaDry 검사 키트를 이용하여 건성안 환자의 눈물막에서 MMP-9의 농도와 건성안의 주관적 증상 및 객관적 지표 사이의 상관관계를 평가하고자 하였다.

대상과 방법

2018년 1월부터 2018년 2월까지 부천성모병원에 내원한 235명의 환자를 대상으로 후향적으로 조사하였다. 본 연구는 헬싱키 선언을 준수하였으며 부천성모병원 연구윤리 심의 위원회의 승인을 받았다(과제번호 HC23RISI0004). 건성안의 진단기준은 쉬르머 검사 10 mm 미만, 각막 염색상 점상 반흔이 존재하는 경우, 눈물막 파괴 시간 10초 미만, 안구표면질환지수(Ocular Surface Disease Index, OSDI) 13점 이상 중 1가지 이상 해당되는 경우로 정의하였다.

연구 참여 전 3개월 이내에 안구 수술(라식/라섹 포함)을 받은 자, 심한 안구 염증/감염이 있는 환자. 연구 참여 전 1개월 이내 스테로이드 제제 또는 면역억제제를 새로 복용한 경우, 연구 참여 2주 이내 스테로이드 점안제, cyclosporine 점안제를 사용한 자, 건성안 치료 목적 이외에 안약을 점안 중인 환자, 쇼그렌 증후군 환자는 연구에서 제외하였다.

MMP-9 검사가 건성안 관련 진단적 검사 중 첫 번째로 시행되었으며. InflammaDry (Rapid Pathogen Screening Inc., Sarasota, FL, USA) 검사 키트를 이용하였다. 점안 마취 없이 하안검 결막의 여러 부위에 샘플 수집기의 플리스를 수 차례 부드럽게 접촉시켜 눈물 검체를 채취하였다. 샘플 수집기의 플리스가 눈물에 충분히 젖도록 검체를 채취한 후, 검사 카세트의 샘플 이송 창에 샘플 수집기의 플리스를 조립하였다. 완충액에 조립된 검사기기의 흡수제 팁을 20초 이상 담근 후 보호 캡을 장착하여 10분 동안 수평 표면에 위치시킨 후, 검사 결과를 해석하였다. 파란 선은 검사가 유효함을 나타내며, 파란 선이 없을 경우 검사 결과가 유효하지 않은 것으로 간주하였다. 빨간 선은 MMP-9 농도가 40 ng/mL 이상임을 나타내며 선의 진한 정도에 따라 애매모호함(trace positive, T), 약양성(weak positive, W), 양성(positive, P), 강양성(strong positive, S)으로 나누었다. MMP-9 검사의 양성/음성 여부 분류 시 애매모호함 단계부터 양성으로 분류하였다.

쉬르머 검사는 점안마취 없이 Shicrmer tear 검사지(Eagle Vision, Memphis, TN, USA)를 아래 눈꺼풀 바깥 1/3 지점에서 결막낭 내로 삽입시킨 후, 5분 후 눈물에 의해 검사지가 젖은 길이를 측정하였다.

각막 염색 점수는 Fluorescein^® (Haag-Streit international, Koniz, Switzerland)으로 안구 표면을 염색한 후 Oxford grading scale에 따라 각막 미란의 정도를 0-5점으로 분류하였다.

눈물막 파괴 시간은 구결막에 Fluorescein^®을 접촉시킨 다음 5회 눈을 깜박이게 하여 색소를 눈물 표면에 고르게 퍼지게 한 후, 세극등현미경의 코발트 블루 광원을 조사한 상태에서 마지막으로 눈을 깜박인 시점부터 눈물막 층에서 형광 색소 염색의 첫 결손이 관찰되기까지 걸린 시간을 초 단위로 측정하였다.

통계는 SPSS 통계 프로그램(ver. 21.0; IBM Corp., Armonk, NY, USA)을 사용하였으며, 각 검사치들의 양자간 상관관계 분석은 Spearman 상관분석, 두 군 간의 비교 시 MMP-9 양성과 음성군의 쉬르머 검사 평균 및 눈물막 파괴 시간 평균치의 비교에는 Mann–Whitney test를 이용하였다. MMP-9 양성과 음성군의 각막염색점수 양성 비율 및 OSDI 13점 이상 비율 비교 시 chi-square test를 사용하였다(Table 1). 모든 통계 분석은 p-value가 0.05 미만인 경우를 통계적으로 유의한 것으로 간주하였다.

Table 1.

Clinical demographic

결 과

연구에 참여한 환자는 총 235명이었으며, 그중 남자가 69명, 여자가 166명이었으며 대상자의 평균 나이는 59 ± 13.4세였다. 전체 235명 중 MMP-9 양성은 151명(64.3%), MMP-9 음성은 84명(35.7%)이었다. MMP-9 애매모호함은 52명(22.1%), MMP-9 약양성은 54명(23.0%), MMP-9 양성은 36명(15.3%), MMP-9 강양성은 9명(3.8%)이었다(Table 1).

MMP-9 결과에 따른 음성군과 양성군으로 환자를 분류 하여 두 군에서 쉬르머검사, 각막염색 점수, 눈물막 파괴 시간, OSDI 점수의 비율을 비교하였다(Table 2).

Table 2.

Comparison of test results between MMP-9 negative group and MMP-9 positive group

쉬르머 검사는 MMP-9 양성군은 4.21 ± 5.80 mm, MMP-9 음성군은 5.96 ± 8.14 mm로 각 군 간 유의한 차이가 관찰되었다(p = 0.035) (Fig. 1).

Figure 1.

Boxplots showing test results for Schirmer in 2 groups of MMP-9 test-positive versus MMP-9 test-negative subjects. Significant difference with p < 0.05. MMP-9 = matrix metalloproteinase-9.

각막염색점수가 양성인 비율이 MMP-9 양성군(83%)에서 MMP-9 음성군(31%)에 비해 통계적으로 유의하게 높았다(p = 0.00001) (Fig. 2).

Figure 2.

The difference of the Corneal stain score between MMP-9 positive group and MMP-9 negative group. The percentage of present Corneal stain was significantly higher in MMP-9 positive group than MMP-9 negative group (p < 0.01). MMP-9 = matrix metalloproteinase-9.

눈물막 파괴 시간은 MMP-9 양성군과 5.46 ± 4.06초, MMP-9 음성군이 8.27 ± 4.75초였으며, 각 군 간 유의한 차이가 관찰되었다(p = 0.0008) (Fig. 3).

Figure 3.

The difference of the average Tear break up time between MMP-9 positive group and MMP-9 negative group. The average TBUT of MMP-9 negative group (8.27 ± 4.75) is signigicantly longer than the average TBUT of MMP-9 positive group (5.46 ± 4.06) (p < 0.001). MMP-9 = matrix metalloproteinase- 9; TBUT = tear break up time.

OSDI 13점 이상인 비율이 MMP-9 양성군(80%)에서 MMP-9 음성군(75%)보다 통계적으로 유의하게 높았다(p = 0.0044) (Fig. 4).

Figure 4.

The difference of OSDI between the MMP-positive group and the MMP-negative group. Note the percentage of OSDI greater than 12 significantly higher in MMP-positive group than MMP-negative group (p < 0.005). OSDI = Ocular Surface Disease Index; MMP = matrix metalloproteinase.

MMP-9 발현 정도와 쉬르머, 눈물막 파괴 시간, 각막 염색 지수, OSDI와의 상관관계를 분석하였을 때, MMP-9 검사와 쉬르머 검사는 약한 음의 상관관계를 보였으며(Rs = 0.383, p < 0.001), MMP-9 검사와 눈물막 파괴 시간은 약한 음의 상관관계를 보였다(Rs = 0.310, p < 0.05) (Fig. 5).

Figure 5.

Correlation between MMP-9 and ocular surface parameters. (A) Schirmer test, (B) TBUT, (C) Corneal staining score, (D) OSDI. MMP-9 test results were classified as follows: 0 = negative, 0.50 = trace positive, 1.0 = weak positive, 1.5 = positive, 2.0 = strong positive. MMP-9 = matrix metalloproteinase-9; TBUT = tear break up time; OSDI = Ocular Surface Disease Index; R = correlation coefficient.

MMP-9 검사와 각막 염색 지수와 OSDI는 중등도 양의 상관관계를 보였다(각각 Rs = 0.527, p < 0.001; Rs = 0.510, p < 0.001) (Fig. 5).

고 찰

건성안은 환자의 증상과 객관적 징후 사이의 낮은 상관관계로 인하여 종종 과소평가 되어왔다[8].

Begley et al [9]은 건성안 진단에 있어서 임상적 검사보다 환자의 증상이 더 중요하다고 하였으며, Schiffman et al [10]은 OSDI가 특이도, 민감도, 재현성이 높다고 보고하였으나, 증상은 주관적이며 비특이적이기 때문에 환자가 호소하는 증상과 부합하는 객관적인 검사 방법이 필요하다고 주장하였다. 본 연구에서 MMP-9는 OSDI 점수와 양의 상관관계를 보여주었으며, 쉬르머, 각막염색 지수, 눈물막 파괴 시간 등 객관적 검사와도 유의미한 상관관계를 보여주었다. Chotikavanich et al [11]에서도도 MMP-9의 정량적 활성도와 기존 임상 지표 간의 유의미한 상관관계를 보여준 바 있으며, 이를 고려하였을 때 MMP-9 검사는 객관성을 갖춘 건성안 진단의 보조적 지표로써 활용될 수 있는 가능성을 보여주었다. 그러나 최근의 안과 수술, 감염, 익상편, 주사, 반복각막미란, 마이봄선 장애 등 여러 가지 안구 표면 질환에서 건성안 없이도 검사 결과가 위양성으로 나올 수 있으며, 기질 MMP-9 대사에 관여하는 면역억제제, 스테로이드, 사이클로스포린 등의 복용은 검사 결과를 위음성으로 나타낼 수 있으므로 검사 결과의 해석에 있어 환자의 병력 확인이 필요하며 검사를 적용 가능한 대상자 범위의 한계가 있다[7].

Sambursky et al [7]은 건성안 환자군의 85%에서 MMP-9 양성 검사결과를 보고하였으나, Sullivan et al12에서는 건성안군의 40%, Lanza et al [13,14]은 건성안군의 39%에서만 MMP-9 양성 검사결과를 보고하였다. 본 연구에서는 건성안군의 64%가 MMP-9 양성으로 나왔으며, 이러한 연구들 간의 불일치에 대하여서는 해당 연구별 연구대상군의 특성 및 환자의 병력, 그리고 연구에 사용된 InflammaDry 검사 키트의 기술적 한계를 고려해볼 수 있겠다[7,12,13,14].

InflammaDry 검사 키트가 MMP-9 농도가 40 ng/mL 이상일 때 양성 반응을 보이는데, 건성안 환자 중 MMP-9 농도가 기존보다 상승되어 있으나 40 ng/mL는 넘지 않아 음성이 나올 수 있을 가능성을 Sullivan et al [12]에서 제기한 바 있다. 추후 MMP-9에 대한 정량적 검사를 통하여 건성안과 MMP-9 사이의 상관관계에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 생각된다.

건성안이 발생하는 병리기전이 안구 표면의 염증반응과 관련되어 있다는 것이 밝혀지면서 다양한 항염증 치료가 건성안에서 시행되어 왔다. 본 연구에서는 건성안의 진단적 검사로 MMP-9을 평가하였지만, 다른 연구에서는 항염증 치료에 대한 치료 반응의 표지자로써 MMP-9을 활용한 여러 연구가 진행되었다. Ryu et al [15]에서 불응성 건성안 환자에서 스테로이드 치료 후 치료 반응 표지자로 MMP-9 검사를 사용하였으며, MMP-9 양성군에서 MMP-9 음성군보다 스테로이드 치료에 더 좋은 반응을 보였다고 보고하였다. Park et al [16]에서도 국소 사이클로스포린 치료 전후 MMP-9 검사 결과의 유의미한 차이가 있음을 보고하였으며, MMP-9 양성군에서 유의미한 증상 및 객관적 징후의 개선을 보고하였다. 이러한 결과들를 고려하였을 때 MMP-9 검사를 건성안의 진단 뿐만 아니라 빠른 항염증 치료 시기 결정의 지표로 사용해볼 수 있겠다.

InflammaDry 검사 시 채취한 눈물량이 충분하지 않을 경우 위음성이 나올 수 있는데, 그럼에도 불구하고 본 연구에서는 MMP-9 양성과 쉬르머 검사상 음의 상관관계가 관찰되었다. Kook et al [17]에서는 눈물층 오스몰 농도와 쉬르머 검사상 음의 상관관계가 있음을 기술하였고, MMP-9 양성군에서 쉬르머 검사가 5 mm 미만인 경우가 유의하게 많았다고 보고했다. 이에 대하여 눈물 분비량이 저하되면서 오히려 눈물 내 MMP-9의 농도는 증가될 가능성을 생각해볼 수 있겠으며 추후 추가 연구가 필요할 것으로 생각된다.

본 연구의 제한점은 건성안으로 진단된 환자만을 대상으로 하여, 정상안 대조군과 비교한 연구 결과가 없는 것이다. 이는 현재 InflammaDry 검사 요양급여 기준이 건성안의 임상적 증상을 보이는 환자에 한하여 적용되는 정책적 한계에서 기인한 것으로, 향후 요양급여 기준이 확대될 시 추가적인 비교 연구가 필요하다. 본 연구에서 시행한 눈물막 파괴 시간의 경우 타 검사를 먼저 시행할 시 눈물막 교란으로 인하여 검사 수치의 변화 가능성이 있어, 추후 연구 설계 시 눈물막 파괴 시간을 타 검사와 독립적으로 검사한다면 눈물막 파괴 시간과 MMP-9 검사의 상관관계를 더 정확하게 파악할 수 있겠다.

본 연구에서 각결막 손상 정도를 평가하기 위하여 사용한 Oxford grading scale은 각막과 결막의 염색 정도를 따로 분류하지 않는다. Yang et al [18]은 SICCA grading system에서 conjunctival staining score가 건성안 환자에서 안구표면 염증의 정도를 평가하는 데 좋은 지표가 될 수 있음을 기술하였고, 추후 각막과 결막의 염색 정도를 분리하여 각결막 손상의 정도와 MMP-9의 상관관계를 더 정확하게 파악할 수 있는 후속 연구가 필요할 것으로 보인다.

본 연구를 통하여 눈물층의 기질 MMP-9의 농도와 기존 건성안의 진단적 지표들 사이에 유의미한 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. 향후 건성안을 진단하는 데 있어 MMP-9 현장진단분석법이 빠른 진단과 치료 시기의 결정에 도움이 될 수 있겠다.

Article information Continued