결합조직 질환에서 특이적인 항핵항체(ANA)

 

항핵항체(antinuclear antibodies:ANA)의 정의와 의미

항핵항체란 무엇일까요? 항핵항체는 세포핵 내부에 존재하는 여러 항원들에 대응하는 항체들을 총칭하여 부르는 말입니다. 항핵항체는 세포 내뿐만 아니라 세포외 혈액 중에도 존재합니다. 핵 내 존재하는 항원은 주로 DNA와 RNA에 결합하고 있는 단백질 성분입니다. 일반적으로 세포외에 존재하는 항체가 세포막을 통과하여 세포 내로 들어가 항원과 결합하는 것은 어려운 일입니다. 하지만 만약 핵 내 항원에 항체가 결합하게 되면 항체는 항원의 활성을 억제하고 세포를 파괴합니다. 간혹 세포 내에 있던 항원이 세포의 표면으로 표출되는 경우도 있습니다. 그런데 현재로서는 항핵항체가 결합조직 질환에 미치는 영향과 병태생리를 자세히 알 수는 없습니다. 그럼에도 불구하고 항핵항체를 측정하는 이유가 있습니다. 항핵항체는 진단을 위한 보조 지표이고, 질환의 병형을 분류하는데 유용합니다. 그리고 질환의 예후를 추정하거나 치료의 효과를 판단하는 데에도 도움을 받을 수 있습니다.

 

항핵항체를 측정하는 방법

일반적인 방법은 형광항체법(fluorescent antinuclear antibody:FANA)입니다. 먼저, 채취한 배양세포를 슬라이드 글라스 위에서 증식시킵니다. 그 후 세포를 알코올로 고정하여 세포를 죽게 만듭니다. 그러면 항체가 세포막을 통과할 수 있는 상태가 됩니다. 이제 환자의 혈청을 그 위에 뿌립니다. 그리고 형광색소가 결합된 anti-human IgG Ab(2차 항체)를 주입합니다. 자외선을 비추면서 형광현미경으로 관찰하여 결과를 판독합니다.

만약 환자의 혈청에 항핵항체가 존재한다면 배양세포의 핵에 항체가 결합합니다. 그 후 항핵항체에 결합한 2차 항체는 형광색소를 가지고 있기 때문에 자외선을 비추면 황록색 형광을 띠게 됩니다. 핵의 어떤 부분이 황록색을 띠는 지를 나타낸 것을 염색 패턴이라고 하며, 이를 통해서 항핵항체의 종류를 유추할 수 있습니다. 염색 패턴은 4가지로 구분할 수 있고, 그에 따라 특이적인 항핵항체와 관련 질환을 정리해보겠습니다.

첫 번째는 균질형(homogenous pattern)입니다. 핵 내부가 균일하게 염색되는 패턴을 보입니다. 해당하는 항핵항체는 항 histone 항체이고, 이에 관련된 질환은 전신 홍반 루푸스입니다. 두 번째는 주변형(peripheral pattern)입니다. 핵의 주변부가 염색되어 보입니다. 해당하는 항핵항체는 항 DNA 항체이고, 관련된 질환은 균질형과 마찬가지로 전신 홍반 루푸스입니다. 세 번째는 핵소체형(nucleolar pattern)입니다. 핵소체만 염색되는 형태로 하나의 큰 황록색 반점이 보입니다. 해당하는 항핵항체는 anti-RNA polymerase I Ab, anti-U3-RNP Ab, anti-ribosome Ab, anti-7-2 RNP(To/Th) Ab, anti-PM-Scl Ab, anti-RNA Ab입니다. 관련된 질환은 전신 경화증(systemic sclerosis)입니다. 네 번째는 반점형(speckled pattern)입니다. 반점형은 핵이 반점의 형태로 염색되는 형태입니다. 해당하는 항핵항체는 anti-Sm Ab, anti-Ki Ab, anti-topoisomerase I(anti-Scl-70) Ab, anti-SS-B Ab(anit-La Ab), anti-U1-RNP Ab, anti-centromere Ab 등이 있습니다. 관련된 질환은 전신 홍반 루푸스(anti-Sm, anti-K), 쇼그렌 증후군(anti-SS-B), 미만성 전신 피부 경화증 anti-Topo I), 혼합결합조직병(MCTD)과 중복 증후군(anti-U1-RNP), CREST형 전신 피부 경화증 등입니다.

 

항핵항체와 대응하는 항원

항핵항체는 특이적으로 대응하는 항원이 있고, 그에 따라 특정 질환과 연관이 됩니다. 대응하는 항원에 따라 항 DNA항체, 항 histone 항체, 항 nonhistone핵 단백 항체, 항 핵소체 항체로 분류할 수 있습니다. 

항 DNA 항체

반응하는 DNA에 따라서 분류할 수 있습니다. 두 줄기 DNA 사슬(double strand DNA:dsDNA), 한 줄기 DNA 사슬(single strand DNA:ssDNA), 두 줄기 DNA 사슬 및 한 줄기 DNA 사슬(double/single strand DNA:ds/ssDNA) 이렇게 세 가지입니다. 이 중 항 dsDNA 항체는 전신 홍반 루푸스에 특이적입니다. 항 ssDNA 항체는 전신 홍반 루푸스뿐 아니라 혼합결합조직병, 전신 경화증, 쇼그렌 증후군 등에서도 양성으로 나옵니다. 염색 패턴은 주변형입니다.

항 histone 항체

DNA가 감고 있는 단백질을 히스톤(histone)이라고 합니다. 항 histone 항체는 전신 홍반 루푸스에서 양성으로 나타납니다. LE cell(lupus erythematosus cell)과 연관되어 있기 때문에 LE 인자라고도 부릅니다. 염색 패턴은 균질형입니다.

항 nonhistone nuclear protein 항체

핵 내에 존재하는 단백질 중에서 히스톤이 아닌 단백질을 비 히스톤 단백질(nonhistone nuclear protein)이라고 합니다. 이 중 RNA와 결합한 단백질 복합체를 리보핵단백질(ribonucleoprotein:RNP)이라고 합니다. 그리고 그중 uridine을 많이 가지고 있는 RNA와 결합한 단백질을 U-RNP이라고 합니다. 항 U1-RNP 항체는 혼합결합조직병에서 100% 양성으로 나옵니다. 전신 경화증에서는 항 U3-RNP 항체가 양성으로 나오기도 합니다. 항 Sm 항체는 U-RNP군의 단백질에 대응하는 항체입니다. 전신 홍반 루푸스에 특이성이 높고, 혼합결합조직병에서도 양성이 되는 경우가 있습니다. 항 Scl-70 항체는 DNA topoisomerase I에 대응하는 항체로 전신 경화증에 특이성이 높습니다. 항 centromere 항체는 centromere A, B, C에 대응하는 항체이고, 전신 경화증의 아형인 CREST syndrome에서 높은 빈도로 나타납니다. 항 Jo-1 항체는 histidyl tRNA 합성효소에 대응하는 항체입니다. 다발 근육염과 피부 근육염에 특이성이 높습니다. 항 SS-A 항체와 항 SS-B 항체는 쇼그렌 증후군에서 양성으로 나오는 항체입니다. 항 SS-A 항체는 양성률은 높은 편이지만 특이도는 낮고, 항 SS-B 항체는 양성률은 낮지만 특이도는 높습니다. 항 nonhistone nuclear protein 항체의 염색 패턴은 모두 반점형입니다.

항 핵소체 항체

항 핵소체 항체는 피부 경화증에서 양성으로 나타납니다. 항 RNA polymerase I, II, III 항체, 항 U3-RNP 항체, 항 NOR-90 항체 등이 있습니다. 염색 패턴은 핵소체형입니다.