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KISEP 한이인지：한이인지：한이인지：한이인지：제제제제 4 0권권권권 제제제제 8호호호호 1997

원발성 섬모 이운동증에 대한 고찰

한양대학교 의과대학 이비인후과학교실

박철원·고재성·김경래·이형석

＝＝＝＝ Abstract ＝＝＝＝

A Clinical Study on Primary Ciliary Dyskinesia

Chul Won Park, M.D., Jae Sung Koh, M.D., Kyung Rae Kim, M.D., Hyung Seok Lee, M.D.

Department of Otolaryngology, College of Medicine, Hanyang University, Seoul, Korea

Background：Since ciliary dysfunction of the respiratory system impair mucosal ciliary clearance, it is associated with recurrent or persistent upper respiratory infections, chronic bronchitis, chronic sinusitis, recurrent pneumonia, recurrent otitis media, bronchiectasis and chronic rhinitis. Primary ciliary dyskinesia has a familial tendency and it is known to have autosomal recessive trait, and rarely acquired trait.

Objectives：We had this study in order to inspect whether primary ciliary dyskinesia is associated with recurrent or persistent upper respiratory problems or not.

Materiasl and Methods：From May 1995 through April 1996, by electron microscopy of the nasal mucosa, the authors analysed nine patients who had recurrent or persistent respiratory symptoms.

Results：Electron microscopic findings revealed primary ciliary dyskinesia in 4 patients with the symptoms of upper respiratory tract problems.

Conclusion：It is concluded that nasal mucosal biopsy may be necessary for rule out primary ciliary dyskinesia in the patients with recurrent respiratory infections. ((((Korean J Otolaryngol 40：：：：8, 1997)))) KEY WORDS：Primary ciliary dyskinesia·Electron microscopic findings.

서 론

원발성 섬모 이운동증(primary ciliary dyskinesia)

은 호흡기도의 섬모에 유전적으로 결정된 섬모미세구

조의 이상으로 인해 기능적으로 비효율적인 섬모운동

과 점액섬모이송에 장애를 초래하는 질환이다. 이 질

환은 인체내의 섬모가 존재하는 호흡기, 부비동, 척수

및 뇌실, 난관 및 정관 등 어느 부위에나 병변을 나타

낼 수 있으며, 특히 이비인후과 영역의 주요질환인 만

성부비동염, 삼출성 중이염 및 만성 기관지염의 병인

이 될 수 있다. Azelius 등1)이 전자현미경적으로 섬모

의 미세 구조의 이상을 보고한 이래, 국내에서는 1984

년 박 등2)의 보고를 시작으로 1995년 민 등3) 몇몇

보고자가 증례를 보고하였다. 호흡기 계통의 질환을

다루는 임상의는 본 질환에 대한 관심을 갖고 임상에 논문접수일：1997년 1월 8일 심사통과일：1997년 6월 24일

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임할 때 더욱 많은 예가 발견되리라 예상되며, 환자에

대한 장기간의 추적관찰이 본 질환의 예후와 치료에

더욱 중요한 자료를 제공하리라 사료된다. 저자들은 자

주 재발하거나 지속되는 호흡기 질환의 증상을 가진

환아들을 대상으로 원발성 섬모 이운동증이 선행질환

인지를 알아보기 위하여 본 연구를 시행하였다.

연구 대상 및 방법

1995년 5월부터 1996년 4월까지 한양대학병원 이

비인후과에 입원하거나 내원한 반복적이거나 지속적

인 상기도 감염, 만성기관지염, 만성 부비동염, 반복적

인 폐렴, 반복적 중이염, 기관지 확장증, 만성비염 등

의 증상을 가진 환아 중 적극적인 치료에도 불구하고

반응하지 않고 2개월 이상의 중복감염이 있는 환아 9

례를 대상으로 연령 및 성별, 임상증상, 성장상태, 방

사선학적 소견, 혈액검사 등과 상기도의 섬모상태가

하부기도의 섬모상태를 반영할 수 있다는 보고에 따

라 비강내 조직 생검을 시행한 후 전자현미경을 이용

하여 미세구조를 관찰하였다. 대상군의 연령 및 성별

분포는 남아 4명, 여아 5명이었고, 나이는 3세에서

10세까지였다.

결 과

1) 임상적 증상 및 발현형태：임상 증상으로는 만

성기침, 반복 또는 재발하는 폐렴, 만성비루 및 후비

루, 재발성 중이염 등으로 나타났다(Table 1).

2) 발육양상：환아들의 키와 몸무게를 퍼센타일로

구하였는데 대상 환아 대부분에서 26에서 75퍼센타

일 내에 포함되어 정상적인 발육상태를 보이고 있다

(Table 2).

3) 흉부 및 부비동 단순 촬영 소견：흉부 단순 촬

영상 폐렴소견을 보이는 경우가 4례였으며, 정상소견

을 보이는 경우가 3례였으며, 폐렴과 무기폐가 동반된

경우와 무기폐의 호전을 보이는 경우가 1례씩 관찰되

었으며, 대상환아 9례중 7례에서 부비동 단순 촬영상

만성 부비동염 소견을 보였다(Table 3).

4) 면역학적 소견：반복적인 상기도 감염과 면역

결핍성 질환과의 관계를 알아보기 위하여 면역글로불

린, C3, C4, CH50 그리고 피부 반응을 이용한 세포매

개 면역반응 등 면역학적 연구를 시행하였으나(Table

4), 특이한 소견은 보이지 않았다.

5) 전자 현미경하 소견：하비갑개 점막조직을 생검

하여 투과전자 현미경을 이용한 섬모의 미세구조를

살펴보았는데, 대상 환아 9례중 dynein arm defect

등 섬모미세구조의 이상을 보인 4례에서 원발성 섬모

이운동증으로 확진되었고, 1례에서는 반복적인 염증으

Table 1. Clinical manifestations

Clinical manifestations No. of patients

Chronic productive cough 8 Recurrent pneumonia 5 Chronic sinusutis 5 Frequent URI 5 Recurrent otitis media 2 Chronic nasal stuffiness 2 Headache 2

Table 2. Height and weight percentile

Weight Height Percentile*

No. of patient No. of patient

< 3 1 0 3 - 10 0 1

11 - 25 0 1 26 - 50 3 4 51 - 75 4 3 76 - 90 0 0 91 - 97 0 0

> 97 1 0

Total 9 9 *At the time of clinical diagnosis

Table 3. Radiologic findings

Sinusitis SD* WNL**

Pneumonia 3 1 0 Pneumonia with atelectasis 1 0 0 Atelectasis improved 0 0 1 Within normal limit 3 0 0 *septal deviation **within normal limit

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로 인한 편평상피화생소견을 보였으며, 나머지 3례에

서는 정상소견을, 그리고 1례에서는 불충분한 검사소

견을 보였다(Table 5). 정상적으로 9개의 외미소이중

관(outer microtubular doublet)과 내미소이중관(inner

microtubular doublet) 등 기본구조를 갖추고 있으나

증례번호 1과 2의 경우에는 각각 외미소이중관에 내

완결손 및 single tublet소견을 보이고 있다(Fig. 1, 2).

증례번호 3의 경우에는 9＋2 기본 구조 외에 또 다른

extra tublet을 보이고 있으며(Fig. 3), 증례번호 4의

경우에는 외미소이중관이 내측으로 전치하는 micro-

tubular transposition 소견을 보였다(Fig. 4).

고 찰

원발성 섬모 이운동증은 체내의 섬모가 비운동성 또

는 비효율적인 운동성을 나타내어 호흡기내로 침입하

는 감염원에 대한 저항력이 감소하는 선천성 질환으

로 섬모상피세포는 기도내강, 부비동, 중이 및 이관, 척

수 및 뇌실, 난관 및 정관 등에 존재하고, 정자의 편모

는 섬모의 변형된 형태이다4)5). 1976년 Azelius1)가

만성 폐질환의 원인으로서 섬모의 미세구조의 이상을

최초로 보고한 이래 1977년 Eliasson 등6)은 비운동

성 섬모 증후군이라는 용어를 처음으로 사용하였고 Ka-

rtagener 증후군은 비정상적인 섬모에 의해 섬모가

분포하는 여러 장기에 모두 이상을 초래하는 원발성

섬모 이운동증의 한 형태7)8)9)라 하였다. 1980년대 초

Rossman 등8)10)은 원발성 섬모 이운동증의 일부는 섬

모의 운동성이 전혀 없는 것이 아니고, 비정상적인 진

동운동, 회전형 운동을 하여 효과적인 섬모운동을 할

수 없는 것으로 immotile cilia syndrome보다는 dy-

skinetic cilia syndrome이 보다 정확한 병변이라고

제안하였다. 원발성 섬모 이운동증 환자의 부모나 자

녀에는 증상이 전혀 없고, 일란성 쌍생아에 발생률이

높으며, 또한 근친결혼한 자녀의 경우에서 그 빈도가

높았으며 성별에 따른 발생률의 차이가 없는 것으로

보아 상염색체 열성 유전의 가능성이 강하게 의심되

며, 드물게는 후천적으로 발생하기도 한다11)12). 정상

적인 섬모는 subfiber A와 subfiber B로 구성된 9개

의 외미소이중관과 중앙에 2개의 중심미소단관(central

tubule)으로 축사(axoneme)를 이루고, subfiber A가

중심미소단관과 radial spoke에 의해 방사상으로 연

Table 4. Immunological findings

Case NO. W.B.C. (count/dl)

IgG (mg/dl)

IgA (mg/dl)

IgM (mg/dl)

IgD (IU/ml)

IgE (IU/ml)

C3 (mg/dl)

C4 (mg/dl)

CH50 (%) CMI*

1 12,100 908 85.3 145 21 70 66.8 45.6 107.0 N** 2 6,900 1,024 55.8 145 103 437 33.8 16.8 81.7 N 3 10,800 908 35.1 59 10 99 ND ND ND*** N 4 5,400 1,310 231.0 299 10 179 56.0 56 99.6 N 5 13,000 751 70.2 130 12 8 90.0 49 68.0 N 6 5,400 751 42.0 152 31 46 ND ND ND N 7 6,300 1,250 241.0 176 107 76 ND ND ND N 8 9,200 1,250 118.0 184 73 140 ND ND ND N 9 7,800 1,370 214.0 290 486 168 52.6 14.4 59.0 N

All patients showed normal findings in the morphologic examination of peripheral blood *CMI：Cell mediated immunity assessed by the skin test for delayed type hypersensitivity **N：Normal ***ND：Not determined

Table 5. Ultrasturctural fingings of the nasal mucosa

Case No. E.M. findings

1 Inner dynein arm defect 2 Outer doublets single tubules 3 Outer doublets extra tubules 4 Microtubular transposition 5 Squamous metaplasia 6 No visible cilia* 7 No visible cilia 8 No visible cilia 9 Within normal limit

*The specimen was not examined satisfactorily

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결되며, nexin이 외미소이중관을 서로 연결해 준다.

subfiber A는 subfiber B보다 다소 작으며, subfiber

A에서 뻗어나간 2개의 선구조를 dynein arm이라 하

며, outer dynein arm이 inner dynein arm보다 크다.

1977년 Forcett13)의 sliding filament가설에 의해 섬

Fig. 1. Inner dynein arm defect(×140,000).

Fig. 2. Single tubule in outer doublets(×104,000).

Fig. 3. Extra tubule in outer doublet(×180,000).

Fig. 4. Microtubular inward transposition(×104,000).

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모운동이 제기된 바, ATPase단백질인 dynein으로 구

성된 dynein arm에서 ATP를 분해하여 얻은 에너지

로 subfiber A에서 인접한 이중관의 subfiber A에 일

시적인 bridging을 형성하여 sliding을 일으켜 특징적

인 채찍양상의 섬모운동을 하게 된다고 알려져 있으

며, nexin link나 radial spoke의 역할은 기전의 내부

적인 유지나 정상적인 9＋2 배열을 일정하게 유지하

는 것으로 알려져 있다14). Forrest 등은 체외운동성

실험에서 dynein arm결함이 있는 운동성이 없는 섬

모에 ATP와 ATPase를 투여하여 운동성을 생기게

하였다. 섬모구조의 이상은 크게 4가지로 분류하는데

I형은 dynein arm의 결손으로, Ia는 외완의 결손, Ib

는 내완의 결손, Ic는 외완과 내완의 완전 결손, Id형은

외완과 내완의 부분적 결손을 말한다. II형은 radial

spoke의 결손, III형은 microtubular transposition, 그

리고 IV형은 정상구조이나 기능적인 이상을 보이는 경

우를 일컫는다15). 이들 중 보고자에 따라 차이는 있으

나 대개 Ia형 또는 Id형이 가장 흔한 형으로 지적되고

있으며 본 연구에서는 Ib형과 III형 등이 관찰되었다.

원발성 섬모 이운동증의 임상양상은 만성적으로 반복

되는 상하기도 감염, 기관지 확장증, 정자의 운동성 장

애로 인한 남성의 불임증을 유발한다11)16)17)18). 그 외

곤봉지(clubbing finger)나 기관지 확장증, 내장 전위

등이 올 수 있으나, 본 연구에서는 관찰되지 않았다

(Table 1). 섬모구조의 이상이 복합적인 경우에 그

증상과 증후가 보다 심한 것으로 알려져 있다. 특히

만성부비동염과 삼출성 중이염의 병인 중 하나가 되

며, 비용종은 드물지 않아 약 1/3의 환자에서 발견되

며, 2세까지의 어린 유아에서도 발견할 수 있다. 태생

기에 섬모운동결함은 무작위한 기관회전을 가져와서

원발성 섬모 이운동증의 약 반수에서 정상인과는 반

대방향의 내부장기회전을 보이는 액위증이 동반한다

고 한다. 지속적이거나 재발하는 비염이나, 잦은 재발

하는 삼출성 중이염, 만성기관지염과 폐렴 등 하부기

도문제 등을 갖는 환아에서 본 질환을 고려해 보고,

이러한 임상적 증상과 자세한 가족력 조사, 단순 흉부

방사선 및 부비동 촬영, 기관지 조영술과 같은 방사선

학적 검사 및 심전도, 폐기능 검사를 시행할 수 있으

며 방사선 동위원소나 사카린(saccharine)을 이용한

폐청정율 검사19)20), 위상차 현미경적 섬모운동 검사

등을 시행할 수 있다. 섬모미세구조에 비정상적인 소

견을 보임으로써 확진할 수 있는데, 비강점막, 기관지

점막이나, 정자 등이 좋은 재료가 되며, 본 연구에서

는 모두 하비갑개 조직생검을 통한 전자현미경검사로

확진하였다. 최근에는 video-microscopy나 strobo-

scopic light에 의해 호흡상피의 섬모운동을 직접 관

찰하는 방법21)이 대두되었다. 감별해야 하는 질환으

로는 만성 기관지염, 천식, 기관지 확장증, 낭포성 섬

유증 및 면역결핍질환 등이 있다. 치료는 대증적으로

시행되며, 적절한 항생제의 선택이 중요하나 예방적

항생제의 투여는 대부분의 경우 의의가 없다. 그 외 적

절한 수액요법, 체위성 배액과 물리요법, 호흡기 감염

에 대한 예방 및 조기진단과 치료, 기관지 확장제, 거

담제 등이 있으며, 경우에 따라서는 외과적인 처치가

필요할 수도 있다. 보존적 요법으로 잘 듣지 않는 만

성부비동염의 경우 내시경적 비내수술이 도움이 될 수

있으며, 재발성 삼출성 중이염의 치료에는 환기관 삽

입술이 거의 요구된다13). 기관지 확장증, 반복되는 호

흡기 감염 등으로, 유병율은 높으나, 폐기능의 저하도

매우 느려서 적절한 치료를 통해 정상적인 생활과 수

명에는 큰 차이가 없는 것으로 사료된다.

결 론

자주 재발하는 호흡기 질환의 병력을 보인 환아 9

명을 대상으로 비강의 점막섬모의 전자 현미경적 조

직검사를 시행하여, 4례에서 비운동성 섬모 증후군으

로 확진하였다. 따라서 면역결핍성 질환이 아닌 반복

되는 호흡기 질환이 있을 때 비강내 점막조직 생검이

원발성 섬모 이운동증이 선행질환으로 관여하였을 가

능성에 대한 확진에 도움이 되리라 사료된다.

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