아나필락시스

[ Anaphylaxis ]

아나필락시스는 알레르기를 유도하는 항원인 알레르겐(또는 알러젠, allergen)과 항원-특이적인 항체 IgE의 반응으로 인해 세포에서 염증매개 물질이 즉각적으로 분비되어 나타나는 급성 알레르기 반응이다. 아나필락시스의 증상은 순환계, 호흡기계, 소화기계, 피부 등 전신에서 가려움, 부종, 저혈압, 쇼크 등이 심각하게 나타나며, 사망으로도 이어질 수도 있기 때문에 초기 증상이 나타날 때 의료기관에서 즉각적인 치료가 필요하다.

그림 1. 아나필락시스의 주요 증상인 피부 두드러기 (출처: GettyImages)

1902년 폴 포르티에(Paul Portier)와 알프레드 리셰(Alfred Richet)는 개에 소량의 말미잘 독소를 반복적으로 주입하였을 때 초기에는 반응이 없으나 나중에는 극소량의 말미잘 독소로도 심각한 쇼크 반응이 나타남을 확인하였고 이러한 과민반응에 대해 반대를 뜻하는 ana와 방어를 뜻하는 phylaxis를 합쳐 아나필락시스(anaphylaxis)라 명명하였다. 이후 1906년에 클레멘스 본 피르켓(Clemens von Pirquet)은 항원에 대한 체내 반응기전이 같아도 면역반응과 과민반응으로 나뉘는 것을 발견하였고 정상적인 면역반응과 다른 과민반응을 ‘알레르기’라고 명명하였으며, 1963년 필립 겔(Philip Gell)과 로버트 쿰스(Robert Coombs)는 알레르기의 유형을 4가지로 분류하였다. 이 4가지의 알레르기 유형 중 아나필락시스는 제 1형 알레르기반응에 속하게 된다.

면역학적 기전

Gell과 Commbs의 알레르기 유형 분류에 따르면 아나필락시스는 제 1형 알레르기로 알레르겐에 대한 면역글로불린E(immunoglobulin E; IgE)를 매개하는 급성 체액성 면역이라는 것이 가장 큰 특징이다. B세포, 호염기구, 비만세포가 아나필락시스의 발병에 주되게 관여하며 발병기전은 다음과 같다.

체내에 알레르기 유발 항원인 알레르겐이 들어오면 대식세포(macrophage)나 수지상 세포(dendritic cell; DC)와 같은 항원제시세포가 처음으로 인식하게 된다. 그 후 항원제시세포는 항원을 가공하여 미감작 CD4⁺ T세포에 제시함으로써 T_H2세포로의 분화를 유도하고 면역활성을 일으킨다.
활성화된 T_H2세포는 인터루킨-4 (interleukin-4; IL-4)를 분비하고, 이는 미감작 B세포에 존재하는 IL-4 수용체에 의해 인식된다. IL-4를 인식한 미감작 B세포는 알러젠 특이적 IgE를 분비하는 형질세포로 분화된다.
형질세포에 의해 분비된 항원 특이적인 IgE는 일차적으로 알러젠과 반응하여 제거에 사용되기에 초기 알레르겐 노출은 신체에 악영향을 미치지 않는다. 하지만 항원에 부착되지 못 하고 남은 일부 IgE는 염증유발세포인 호염기구(basophil)나 비만세포(mast cell)의 세포막 표면에 존재하는 FcεRI과 결합하여 유지된다. 만약 알레르겐에 노출이 반복된다면 염증유발세포 표면에는 다량의 알레르겐 특이적 IgE가 붙을 것이다.
이후 체내에 다시 알레르겐이 들어오게 되면 매우 빠른 속도로 비만세포 표면의 알레르겐 특이적 IgE와 결합하게 되고 상호작용한다. 이러한 상호작용은 칼슘이온에 대한 세포의 투과성을 높이게 되고, 증가한 세포질 내 칼슘이온은 탈과립과 염증매개체의 분비를 유도한다. 탈과립에 의해 분비되는 물질로는 히스타민(histamine), 헤파린(heparin), 단백질분해효소 등이 있고, 면역활성화로 인해 이차적으로 분비되는 물질로는 염증성 사이토카인, 케모카인, 지질 매개물이 있다.
염증유발세포에서 분비된 염증매개체들로 인하여 아나필락시스가 발병한다.

위의 과정과 다르게 알러젠과 IgE의 항원-항체반응이 없더라도 아나필락시스와 비슷한 임상적 증상이 나타날 수 있는데 이를 아나필락시스 유사반응(anaphylactoid reaction)이라 한다. 이 경우 염증유발세포의 탈과립이 알러젠에 의한 것이 아니라 운동이나 온도의 변화와 같은 물리적 요소 및 다양한 이유에 의해 일어난다고 알려져 있다.

그림 2. 아나필락시스의 면역학적 기전 (제작: 한승현/서울대)

원인

아나필락시스를 유발시키는 원인은 매우 다양하고, 염증유발세포 표면의 IgE와 항원-항체 상호작용을 하여 탈과립을 유도하는 특징이 있다.

섭취되는 음식물

음식물로 섭취되는 모든 물질은 아나필락시스 원인 알레르겐으로 작용할 수 있는 가능성이 있지만, 임상적으로 흔하게 아나필락시스를 일으키는 음식물로는 갑각류(새우, 게 등)와 같은 해산물, 밀가루, 메밀, 견과류(땅콩 등), 복숭아, 옻 등이 알려져 있다. 또한 음식물 섭취 후 운동이 ‘음식물 의존 운동 유발성 아나필락시스’의 원인이 되기 한다.

주입되는 약물 및 곤충독

약물의 경우 아스피린과 비스테로이드성 소염제가 가장 흔하게 아나필릭시스를 유발하는 것으로 알려져 있다. 그 외에도 베타락탐계(β-lactams) 항생제(페니실린 등)와 컴퓨터 단층촬영을 찍을 때 주입하는 혈관 조영제, 국소 마취제 등이 원인으로 알려져 있다. 또한 곤충독의 경우 벌독이 가장 흔하며 개미독 또한 원인이 된다.

흡입으로 체내로 들어오는 물질

가장 흔하게 흡입되는 알레르겐으로는 꽃가루가 있으며, 집먼지진드기 등 또한 원인이 될 수 있다.

증상

알레르겐에 의한 염증유발세포의 탈과립은 히스타민을 포함한 여러 염증매개체의 분비를 일으키고, 분비된 염증매개체로 인해 혈관 확장 및 투과성 증가, 평활근 수축, 기도 수축, 점액분비, 주변 면역세포 활성화 등이 유발된다. 임상적 증상의 경우 알러젠이 노출된 후 매우 짧은 시간 안에 심각하게 나타나며 기관에 따라 그 증상이 다양하다.

피부 및 점막

가려움증, 두드러기, 모세혈관 확장과 투과성 증가로 인한 홍조 및 부종 등

호흡기계

콧물, 코막힘, 재채기, 기침, 기도 수축으로 인한 쌕쌕거림 및 호흡곤란 등

소화기계

복통, 오심, 구토, 설사, 요실금, 대변실금 등

심혈관계

혈관 확장과 투과성 증가로 인해 혈장이 빠져나가 나타나는 저혈압, 빈맥, 아나필락시스 쇼크 등

그 외

조식으로의 산소 전달 감소, 의식저하, 실신 등

집필

한승현/서울대학교

감수

이충호/동국대학교

참고문헌

Abbas, A., Lichman, A., and Pillai, S. 2017. Cellular and Molecular Immunology 9th edn. Elsevier, Amsterdam, Netherlands.

아나필락시스