제빵공 작업 관련 증상과 키티나아제

제빵공은 밀가루 분진, 박테리아 내독소, 진균 등 다양한 물질에 노출되어 있습니다. 이러한 노출은 알레르기 반응 및 호흡기 증상을 유발하는데, 기존의 직업성 알레르기 질환과 달리 제빵공 천식은 선천 면역 반응과 밀접한 관련이 있는 것으로 추정됩니다. 밀가루 분진에 포함된 키틴 성분이 면역세포에서 키틴 분해효소(Chitinase) 생성을 증가시키고, 이로 인한 기도 염증 반응이 제빵공 천식의 병인 기전에 관여할 가능성이 제기되고 있으나, 그 기전은 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 따라서 본 연구는 제빵공의 밀가루 분진 노출 후 키틴 분해효소 생성 증가가 작업 관련 증상 발생에 어떤 영향을 미치는지 탐구하는 것을 목표로 합니다. 기존 연구에서는 유전적 요인과 환경적 요인의 상호작용이 제빵공 천식 발생에 중요한 역할을 한다는 점이 밝혀졌으며, 본 연구는 이러한 맥락에서 선천 면역 반응의 관여 가능성을 보다 심층적으로 조사하고자 합니다. 특히, Toll 유사 수용체 4 (TLR4)와 같은 선천 면역 관련 유전자 다형성이 제빵공 천식 발병에 미치는 영향을 분석하여 맞춤 의학적 접근을 위한 새로운 지표를 제시하고자 합니다.

본 연구의 주요 목표는 제빵공에서 밀가루 분진 노출 후 키틴 분해효소(Chitinase) 생성 증가가 작업 관련 증상 발생에 미치는 영향을 규명하는 것입니다. 구체적으로, 혈청 Chitinase 농도가 밀가루 분진 노출의 지표가 될 수 있는지, TLR4 유전자 다형성에 따른 혈청 Chitinase 농도의 차이가 있는지, 그리고 선천 면역 사이토카인과 혈청 Chitinase 농도 간의 상관관계가 있는지를 분석하여 제빵공 천식의 발생 기전에 선천 면역 반응이 어떻게 관여하는지 밝히고자 합니다. 연구 가설은 밀가루 분진에 포함된 키틴 성분의 흡입으로 인해 면역 세포에서 키틴 분해효소 생성이 증가하고, 이것이 기도 염증 반응을 유발하여 제빵공 천식을 일으킨다는 것입니다. 또한 TLR4 유전자의 다형성에 따라 키틴 분해효소의 생성 및 분비 정도가 달라질 것이라고 예상하며, 이를 통해 제빵공 천식 발병에 대한 유전적 소인의 역할을 규명하고자 합니다. 결과적으로, 혈청 Chitinase 농도를 제빵공 천식 환자 예측을 위한 새로운 생물학적 표지자로 활용할 가능성을 평가하고자 합니다.

본 연구는 성남시 소재 제빵공장의 직원 381명을 대상으로 진행되었습니다. 이들은 밀가루 분진에 노출된 제빵공으로, 분진에 노출되지 않은 건강한 성인 106명을 대조군으로 설정하여 비교 분석하였습니다. 연구 대상자 선정 과정에서 심부전 등 만성 질환이 있거나 면역 반응에 영향을 줄 수 있는 전신 스테로이드 등의 약물을 복용하는 사람들은 제외되었습니다. 아주대병원 임상연구심의위원회의 심의를 거쳐 연구가 진행되었으며, 모든 참가자는 연구 절차 및 방법에 대한 설명을 듣고 유전자 연구 관련 동의서에 서명하여 동의를 얻었습니다 (AJIRB-GEN-SMP-13-108). 본 연구는 제빵공의 작업 관련 호흡기 증상(콧물, 재채기, 코막힘, 코 가려움, 기침, 가래, 숨가쁨, 천명음)과 작업과의 관련성을 평가하는 설문조사를 포함하여, 밀가루 알레르기 반응과 키틴 분해효소(Chitinase) 농도, TLR4 유전자 다형성 등을 종합적으로 분석하는 방식으로 진행되었습니다.

성남 소재 제빵공장 직원 381명을 대상으로 작업 관련 호흡기 증상(콧물, 재채기, 코막힘, 코 가려움, 기침, 가래, 숨가쁨, 천명음)과 작업의 관련성을 평가하는 설문 조사를 실시했습니다. 이를 통해 제빵공의 작업 관련 증상 유무를 판정하고, 증상의 정도와 밀가루 분진 노출과의 연관성을 파악하고자 하였습니다. 설문조사는 표준화된 질문지를 사용하여 체계적으로 진행되었으며, 응답 결과는 통계 분석에 활용되어 작업 관련 증상의 유병률 및 특징을 분석하는데 사용되었습니다. 이 분석을 통해 혈청 키틴 분해효소(Chitinase) 농도와 작업 관련 증상 간의 상관관계를 탐색하고, 작업 관련 증상의 발생에 영향을 미치는 요인을 파악하는데 중요한 자료로 활용될 것입니다. 설문조사 외에도, 제빵공의 작업 환경 및 근무 시간 등 추가적인 정보를 수집하여 분석에 포함시킴으로써 연구 결과의 신뢰성을 높였습니다.

알레르기 피부 단자 시험을 통해 밀가루 항원에 대한 감작 여부를 확인하고, 혈청 밀가루 항원 특이 IgE 항체 수치를 효소 면역 측정법(ELISA)으로 측정하였습니다. ELISA는 혈청 내 키틴 분해효소(Chitinase) 농도 측정에도 사용되었으며, 이를 통해 밀가루 분진 노출과 키틴 분해효소 수치 간의 관계를 분석했습니다. 또한, 선천 면역 반응과의 연관성을 확인하기 위해, 혈청 내 TNF-α, IL-18, MPO 농도 역시 ELISA를 이용해 측정하였습니다. 각 측정 항목의 결과는 통계 분석을 통해 비교 분석되어, 밀가루 분진 노출과 면역 반응의 상관관계를 규명하는데 활용되었습니다. 측정 과정은 표준화된 프로토콜을 준수하여 실험 오차를 최소화하였고, 객관적인 결과를 얻기 위한 노력을 기울였습니다.

참가자들의 혈액 검체에서 추출한 게놈 DNA를 이용하여 Toll 유사 수용체 4 (TLR4) 유전자의 프로모터 부위(-2027A>G, -1608T>C)에 대한 단일 뉴클레오타이드 다형성(SNP) 분석을 수행했습니다. SNP 분석에는 SNaPshot ddNTP primer extension 방법을 사용했으며, 이를 통해 TLR4 유전자형을 확인하고, 유전자형에 따른 혈청 키틴 분해효소(Chitinase) 농도의 차이를 분석했습니다. 또한, 단상형 분석을 실시하여 특정 유전자형 조합과 혈청 키틴 분해효소 농도 사이의 연관성을 파악하고자 하였습니다. 이 분석은 키틴 분해효소와 TLR4 유전자의 상호 작용 및 제빵공 천식 발병 기전에서의 유전적 요인의 역할을 규명하는데 중요한 정보를 제공합니다. 분석 과정에서 사용된 시약 및 장비는 모두 검증된 제품을 사용했으며, 표준화된 절차에 따라 분석을 진행하여 신뢰성 있는 결과를 도출하기 위해 노력했습니다.

밀가루 분진에 노출된 제빵공 그룹과 노출되지 않은 대조군의 혈청 키틴 분해효소(Chitinase) 농도를 비교한 결과, 제빵공 그룹의 혈청 Chitinase 농도가 대조군에 비해 유의미하게 높은 것으로 나타났습니다(P=0.026). 이 결과는 밀가루 분진 노출이 혈청 Chitinase 농도 증가와 연관되어 있음을 시사합니다. 하지만, 작업 관련 증상의 유무에 따른 혈청 Chitinase 농도 차이는 통계적으로 유의하지 않았습니다(P=0.930). 이는 혈청 Chitinase 농도가 제빵공의 작업 관련 증상 자체보다는 밀가루 분진 노출 자체에 더 큰 영향을 받을 수 있음을 의미합니다. 추가적으로, 밀가루 항원 특이 IgE 항체 또는 IgG 항체 수치와 혈청 Chitinase 농도 사이에는 유의미한 상관관계가 관찰되지 않았습니다(P≥0.05). 이는 제빵공 천식에서 Chitinase의 역할이 Th2 면역 반응보다는 선천 면역 반응과 더 밀접하게 관련되어 있음을 시사하는 결과입니다.

Toll 유사 수용체 4 (TLR4) 유전자의 -2027A>G 다형성 분석 결과, -2027 GG 유전자형을 가진 제빵공 그룹의 혈청 Chitinase 농도가 -2027 AG/AA 유전자형을 가진 그룹보다 유의미하게 높았습니다(P=0.021). 단상형 분석에서도 HT1[AT]를 가지지 않은 제빵공 그룹(즉, HT2[GC]를 가진 그룹)의 혈청 Chitinase 농도가 유의하게 높았습니다(P=0.021). 이러한 결과는 TLR4 유전자 다형성이 혈청 Chitinase 농도에 영향을 미칠 수 있음을 보여주며, TLR4 유전자의 특정 유전자형이 제빵공에서 키틴 분해효소의 생성 및 분비에 영향을 미칠 가능성을 시사합니다. 반면, -1608T>C 다형성에서는 혈청 Chitinase 농도 간의 유의한 차이가 관찰되지 않았습니다. 이는 TLR4 유전자의 특정 부위의 다형성만이 혈청 Chitinase 농도에 영향을 미칠 수 있음을 보여주는 결과입니다.

혈청 Chitinase 농도와 다른 면역학적 지표들(IL-18, TNF-α, MPO)과의 상관관계를 분석한 결과, 혈청 Chitinase 농도와 IL-18 농도 사이에는 유의미한 양의 상관관계가 발견되었습니다(R=0.223, P<0.001). 이는 IL-18이 키틴 분해효소 생성 및 염증 반응에 관여할 가능성을 시사합니다. 하지만, 혈청 Chitinase 농도와 TNF-α, MPO 농도 사이에는 유의미한 상관관계가 관찰되지 않았습니다(P>0.05). 이러한 결과는 밀가루 분진 노출에 의한 염증 반응에서 IL-18이 중요한 역할을 하고, 키틴 분해효소와 밀접한 연관성을 가질 수 있음을 보여줍니다. 피부 단자 검사 결과(A/H ratio ≥3)와 혈청 Chitinase 농도 사이의 유의미한 상관관계는 관찰되지 않았습니다. 이는 혈청 Chitinase 농도가 밀가루 알레르기 반응보다는 선천 면역 반응과 더 관련이 있음을 시사합니다.