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고윤석,장윤혜,김우성,이재담,오순환,김원동,Koh, Youn-Suck,Jang, Yun-Hae,Kim, Woo-Sung,Lee, Jae-Dam,Oh, Soon-Hwan,Kim, Won-Dong 대한결핵및호흡기학회 1994 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol.41 No.5
연구배경: ARDS발생 기전에 있어 TNF-$\alpha$나 IL-$1{\beta}$의 역할은 이들이 폐혈관 내피세포에 작용하여 모세혈관의 투과성을 증가시키는 것으로 추정되나 ARDS환자 발생 예측 지표로서의 TNF-$\alpha$ 및 IL-$1{\beta}$의 임상적 유용성에 대한 지금까지의 연구결과는 부정적이다. 이는 기존연구들이 다양한 질환들을 대상으로 함으로써 ARDS 발생기전의 다양성이 ARDS환자 발생 예측지표로서의 TNF-$\alpha$의 유용성을 부정적으로 나타나게하였을 가능성을 배제할 수 없다. 이에 저자들은 ARDS 발생이 내독소와 cytokines등에 의한 작용인 것으로 알려지고 있는 패혈증 증후군 환자들을 대상으로 TNF-$\alpha$와 IL-$1{\beta}$의 ARDS 발생의 예측 표지자로서 임상적 효용성을 검토하고자 본 연구를 시행하였다. 방법: 패혈증 증후군환자들을 대상으로 ARDS발생군(이하 ARDS군, 16명)과 호흡부전 상태에서 ARDS로는 진행하지않은 급성호흡 부전군(Acute hypoxemic respiratory failure group, 이하 AHRF군, 20명)으로 분류하여 등록시, 24시간 및 72시간후에 채혈하여 ARDS군은 ARDS 발생시에, AHRF군은 동맥혈 산소분압에 대한 폐포 산소분압의 비가 가장 낮은 시점의 TNF-$\alpha$와 IL-$1{\beta}$의 농도를 비교하였다. 또한 ARDS 및 AHRF군에서 쇽 발생군과 비발생군으로 분류하고 쇽 발생시에 측정된 TNF-$\alpha$와 IL-$1{\beta}$를 비발생군의 TNF-$\alpha$ 및 IL-$1{\beta}$의 값과 비교하였다. 대조군은 건강 대조군으로서 1회만 채혈하였다. 결과: 1) 혈중 TNF-$\alpha$의 농도: 본 연구에 사용한 Predicta kit의 TNF-$\alpha$ 농도 측정의 민감도는 평균${\pm}2$표준편차의 하한값이 10pg/mL이며, 특이도는 100%로, ARDS군 16명중 8명이, AHRF군 20명중 12명이 10pg/mL 이상으로 측정되어 두 군사이에서 혈중 TNF-$\alpha$가 10pg/mL 이상 발현된 비율의 차이는 없었다. ARDS 및 AHRF군의 혈중 TNF-$\alpha$의 중앙값 농도는 각각 10.26pg/mL(<10-16.99pg/mL, 사분위수범위, interquartile range), 10.82pg/mL(<10-20.38pg/mL)로서 두 군 사이에는 유의한 차이가 없었으며 (Fig. 1), ARDS 발생 전후의 혈중 TNF-$\alpha$의 농도도 중앙값이 10pg/mL미만(<10-15.32)pg/mL 및 10pg/mL미만(<10-10.22)pg/mL로서 유의한 차이가 없었고 6명중 2명만이 ARDS 발생 전에 비하여 TNF-$\alpha$의 값이 증가되었다. ARDS 및 AHRF군에서 패혈성 쇽이 발생한 환자들(26명)의 TNF-$\alpha$의 농도는 12.53(<10-20.82)pg/mL로서 비발생군(10명) <10pg/mL에 비해 유의하게 높았으나(p<0.01)(Fig. 2), 전체 생존군(<10, <10-12.92pg/mL)과 사망군(11.80, <10-20.8pg/mL)사이에는 유의한 차이가 없었다(P=0.28). 2) 혈중 IL-$1{\beta}$의 농도: 본 연구에 사용한 Quantikine kit의 최저 측정치는 0.3ng/mL로서 건강 대조군 10명중 1명을 제외한 모두에서 IL-$1{\beta}$측정치가 0.3pg/mL이하였다. ARDS 및 AHRF군의 검체 중 0.3ng/mL 이하로 측정된 경우는 ARDS, AHRF군에서 각각 1예가 있었다 ARDS 및 AHRF군의 혈중 IL-$1{\beta}$의 농도는 각각 2.22(1.37-8.01)ng/mL, 2.13(0.83-5.29)ng/mL으로서 두 군사이에는 유의한 차이가 없었으며(Fig. 3), ARDS 발생전(2.53, 0.3-8.38ng/mL)과 발생후(5.35, 0.66-11.51ng/mL)에서도 차이가 없었다. 패혈성 쇽 발생군(2.51, 1.28-8.34ng/mL)과 비발생군(1.46, 0.15-2.13ng/mL)사이에서는 통계적인 유의한 차이는 없었으나 비발생군에서 낮은 경향을 보였다(각각 P=0.44, P=0.054)(Fig. 4). 생존군과 Background: Tumor necrosis factor(TNF)-$\alpha$ and Interleukin(lL)-$1{\beta}$ are thought to play a major role in the pathogenesis of the septic syndrome, which is frequently associated with adult respiratory distress syndrome(ARDS). In spite of many reports for the role of TNF-$\alpha$ in the pathogenesis of ARDS, including human studies, it has been reported that TNF-$\alpha$ is not sensitive and specific marker for impending ARDS. But there is a possibility that the results were affected by the diversity of pathogenetic mechanisms leading to the ARDS because of various underlying disorders of the study group in the previous reports. The purpose of the present study was to evaluate the roles of TNF-$\alpha$ and IL-$1{\beta}$ as a predictable marker for development of ARDS in the patients with septic syndrome, in which the pathogenesis is believed to be mainly cytokine-mediated. Methods: Thirty-six patients of the septic syndrome hospitalized in the intensive care units of the Asan Medical Center were studied. Sixteens suffered from ARDS, whereas the remaining 20 were at the risk of developing ARDS(acute hypoxemic respiratory failure, AHRF). In all patients venous blood samples were collected in heparin-coated tubes at the time of enrollment, at 24 and 72 h thereafter. TNF-$\alpha$ and IL-$1{\beta}$ was measured by an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). All data are expressed as median with interquartile range. Results: 1) Plama TNF-$\alpha$ levels: Plasma TNF-$\beta$ levels were less than 10pg/mL, which is lowest detection value of the kit used in this study within the range of the $mean{\pm}2SD$, in all of the normal controls, 8 of 16 subjects of ARDS and in 8 in 20 subjects of AHRF. Plasma TNF-$\alpha$ levels from patients with ARDS were 10.26pg/mL(median; <10-16.99pg/mL, interquartile range) and not different from those of patients at AHRF(10.82, <10-20.38pg/mL). There was also no significant difference between pre-ARDS(<10, <10-15.32pg/mL) and ARDS(<10, <10-10.22pg/mL). TNF-$\alpha$ levels were significantly greater in the patients with shock than the patients without shock(12.53pg/mL vs. <10pg/mL) (p<0.01). There was no statistical significance between survivors(<10, <10-12.92pg/mL) and nonsurvivors(11.80, <10-20.8pg/mL) (P=0.28) in the plasma TNF-$\alpha$ levels. 2) Plasma IL-$1{\beta}$ levels: Plasma IL-$1{\beta}$ levels were less than 0.3ng/mL, which is the lowest detection value of the kit used in this study, in one of each patients group. There was no significant difference in IL-$1{\beta}$ levels of the ARDS(2.22, 1.37-8.01ng/mL) and of the AHRF(2.13, 0.83-5.29ng/mL). There was also no significant difference between pre-ARDS(2.53, <0.3-8.34ngfmL) and ARDS(5.35, 0.66-11.51ng/mL), and between patients with septic shock and patients without shock (2.51, 1.28-8.34 vs 1.46, 0.15-2.13ng/mL). Plasma IL-$1{\beta}$ levels were significantly different between survivors(1.37, 0.4-2.36ng/mL) and nonsurvivors(2.84, 1.46-8.34ng/mL). Conclusion: Plasma TNF-$\alpha$ and IL-$1{\beta}$ level are not a predictable marker for development of ARDS. But TNF-$\alpha$ is a marker for shock in septic syndrome. These result could not exclude a possibility of pathophysiologic roles of TNF-$\alpha$ and IL-$1{\beta}$ in acute lung injury because these cytokine could be locally produced and exert its effects within the lungs.
Tumor Necrosis Factor-$\alpha$로 유도되는 백서의 급성 폐손상에 열충격반응이 미치는 효과
고윤석,임채만,김미정,조원경,정병오,송규영,이상도,김우성,김동순,김원동,Koh, Youn-Suck,Lim, Chae-Man,Kim, Mi-Jung,Cho, Won-Kyung,Jeoung, Byung-O,Song, Kyu-Young,Shim, Tae-Sun,Lee, Sang-Do,Kim, Woo-Sung,Kim, Dong-Soon,Kim, Won-Dong 대한결핵및호흡기학회 1997 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol.44 No.6
연구배경 : 패혈증이나 이에 합병된 급성호흡곤란증후군 환자들은 고열을 동반하는 경우가 많다. 발열은 조직의 대사를 항진시키므로 조직내 산소공급에 제한이 초래되는 패혈증 환자들에서 발열이 동반되는 경우 열을 동반하지 않는 경우보다 중요기관의 산소공급이 상대적으로 저하될 가능성이 있다. 반면, 발열상태는 조직내 열충격단백질 (heat shock protein, HSP)의 생성을 유도하여 패혈증에 의한 비가역적인 손상으로부터 세포들을 보호함으로써 생체의 방어기전에 유려하게 작용할 수도 있어 패혈중 이에 합병된 급성 폐손상 환자들의 발열에 대한 임상적 의미는 아직 규명되어 있지않았다. 본 연구는 열을 전처치 하였거나 하지 않은 Sprague-Dawley rat의 기도에 TNF를 주입한 후 TNF에 의해 유도되는 급성 폐손상의 정도를 비교함으로써 열이 급성 폐손상에 미치는 효과를 관찰하고자 하였다. 대상 및 방법 : 급성 폐손상의 지표로는 백서의 우측폐내 $I^{125}$의 분당 측정량 대비 1mL의 혈중내 $I^{125}$의 분당 측정량의 비율로 정의한 단백누출지표와 백혈구의 조직내 침윤정도를 반영하는 myeloperoxidase(MPO)의 활성도를 측정하였다. 결과는 평균(${\pm}$ 표준오차)로 표기하였다. 결 과 : 백서의 기도에 생리식염수를 주입한 백서들은 열을 전처치 하였거나 하지 않은 경우 두 군사이의 단백 누출 지표는 각각 0.099(${\pm}0.024$) 및 0.123(${\pm}0.005$)로서 차이가 없었으며 MPO도 4.58(${\pm}0.79\;U/gm$) 및 7.32(${\pm}0.97\;U/gm$)로서 열을 전처치 할 경우 다소 감소되는 경향(P=0.064)를 보였으나 차이가 없었다. 백서의 기도에 TNF-$\alpha$을 주입한 치료군에서 열 전처치한 백서군은 단백누출지표 0.137(${\pm}0.012$) 및 MPO 7.01(${\pm}0.89\;U/gm$)로서 열 전처치 않은 백서군 단백누출지표 0.186(${\pm}0.015$) 및 MPO 14.11(${\pm}1.08\;U/gm$)에 비해 낮았으며(각 P<0.05) 정상군과는 차이가 없었다. MPO 활성도가 단백 증가되었다(r=0.564, P<0.005). 열 전처치 하지 않은 백서에 비해 열 전처치한 백서의 폐 조직내 HSP 72 단백질의 발현은 열 충격 후 18시간 및 23시간 뒤에도 증가되어 나타났다. 결 론 : 백서에 열을 전처치 할 경우 TNF-$\alpha$로 유도되는 급성 폐손상이 경감되므로 발열이 백서의 방어기전에 유리하게 작용한 것으로 사료되었다. Background : Heat-treated cells are known to be protected from lysis by TNF, which is considered to play a central role in the pathogenesis of sepsis-induced acute lung injury. The objective of the study was to investigate the effect of heat shock response by heat-pretreatment on the acute lung injury of the rats induced by intratracheally administered TNF-$\alpha$, Methods : We intratracheally instilled either saline or TNF (R&D, 500ng) with and without heat pretreatment in Sprague-Dawley rats weighing 250~350 g. The heated rats were raised their rectal temperature to $41^{\circ}C$ and was maintained thereafter for 13 minutes at 18 h before intratracheal administration of saline or TNF. After 5 h of intratracheal treatment, lung leak, lung myeloperoxidase activity (MPO) and heat shock proteins were measured in rats. Lung leak index was defined as counts per minute of $I^{25}$ in the right lung divided by counts per minutes of $I^{25}$ in 1.0 ml of blood. All data are expressed as means ${\pm}$SE. Results : There is no difference in acute lung leak index ($0.099{\pm}0.024$ vs $0.123{\pm}0.005$) among the rats given saline intratracheally with and without heat pretreatment, but MPO activity showed a decreased tendency in heat-pretreated rats ($4.58{\pm}0.79\;U/g$) compared with heat-unpretreated rats ($7.32{\pm}0.97\;U/g$) (P=0.064). Rats administered TNF intratracheally with heat-pretreatment had decreased lung leak index ($0.137{\pm}0.012$) and lung MPO activity ($5.51{\pm}1.04\;U/g$) compared with those of heat-unpretreated and TNF-administered rats ($0.186{\pm}0.016$, $14.34{\pm}1.22\;U/g$) (P<0.05 in each). There were no significant difference of lung leak index and MPO activity between TNF-treated rats with heat-pretreatment and saline-treated rats with and without heat-pretreatment. Conclusion : The heat shock response attenuated neutrophil recruitment and acute lung leak induced by intratracheal instillation of TNF-in rats.
연구보고 : 호중구를 매개하는 백서의 급성 폐손상의 병리기전에 있어 기도내로 투여한 히스타민의 역할에 관하여
고윤석 ( Youn Suck Koh ),김미정 ( Mi Jung Kim ),이인철 ( In Chul Lee ),임채만 ( Chae Man Lim ),이상도 ( Sang Do Lee ),김동순 ( Dong Soon Kim ),김원동 ( Won Dong Kim ),( Brooks M. Hybertson ),( Eric K. Jepson ),( John E. R 대한결핵 및 호흡기학회 1996 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol.43 No.3
급성호흡곤란증후군 환자에서 복와위(prone position)와 산화질소흡입(nitric oxide inhalation) 병용 치료의 효과
고윤석 ( Youn Suck Koh ),임채만 ( Chae Man Lim ),이기만 ( Ki Man Lee ),진재용 ( Jae Yong Chin ),심태선 ( Tae Sun Shim ),이상도 ( Sang Do Lee ),김우성 ( Woo Sung Kim ),김동순 ( Dong Soon Kim ),김원동 ( Won Dong Kim ) 대한결핵 및 호흡기학회 1998 Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol.45 No.6