[의학지식] 천식유발검사_폐기능검사에 대한 고찰 12편

BRONCHOPROVOCATION TEST

(천식유발검사, 기관지유발검사)

  정상인의 기관지가 외부의 유해인자에 노출되면 기침 등의 증상이 일어나며, 이러한 기관지 반응(bronchial reactivity)은 생체의 적절한 방어기전이다. 이러한 기관지의 반응이 여러 비특이적 자극들에 대해 정상인보다 과다하게 나타나면 이를 기관지과민성(bronchial hyperresponsiveness)이라 한다.

  기관지유발검사의 목적은 천식의 중요한 생리학적 특징인 기관지 과민성을 가진 환자를 찾는 것이다. 기관지 과민성을 나타내는 천식 환자에서 여러가지의 자극 즉 꽃가루, 찬 공기, 운동, 흡연, 먼지 등은 기도 평활근을 수축시키고 기도 점막에는 염증을 유발한다. 천명, 호흡곤란, 기침이 전형적인 증상으로 이러한 증상을 보이는 환자에서 천식의 진단은 확실해진다. 그러나 기관지 과민성을 가지는 모든 환자들에서 이런 전형적인 임상 양상들이 다 나타나는것은 아니다. 예를 들면 어떤 환자는 단지 기침만을 호소할 수도 있는데, 그런 환자들에 대해서는 기관지유발검사가 진단에 매우 유용하다. 전형적인 증상을 가지지 않는 환자를 잘 찾아내지 못하면 기관지유발검사의 가치를 감소시키게 된다. 

적응증과 금기증

  검사의 가장 흔한 적응증은 다음과 같다.

1. 폐기능검사 및 기관지확장제 가역성 검사에서 정상 반응을 보이지만 병력상 때때로 천명이 있어서 천식이 의심되는 경우

2. 천명은 동반되지 않지만 야간에 심해지는 만성 기침: 천식은 때로는 이런 양상으로 있을 수 있으며 기관지유발검사에서 발견될 수 있다.

3. 기침 또는 때때로 호흡곤란이 동반되는 chest tightness: 이는 천명이 동반되지 않는 hyperreactive airway 즉 이형 천식에서 가장 흔한 소견이다.

4. Occult asthma: 원인을 알기 어려운 호흡곤란의 감별 진단에 있어서 반드시 고려해야 할 질환이다.

5. 설명할 수 없는 운동 능력(exercise tolerance)의 감소는 있으나 호흡곤란은 아니며 종종 찬 공기에 노출 시 심해지는 경우: 운동과 찬 공기는 잘 알려진 천식의 악화인자이다. 

기관지유발검사의 금기

절대적 금기   - 심한 기도 폐쇄(FEV1 < 정상예측치의 50% 또는 < 1 L)   - 지난 3개월 내에 심근경색 또는 뇌졸증이 있던 경우   - 대동맥류 상대적 금기   - 중증도의 기도 폐쇄(FEV1 < 정상예측치의 60% 또는 1.5 L)   - 폐활량측정법 검사를 시행할 수 없는 경우   - 임신 또는 수유   - 중증근무력증으로 콜린분해효소 억제제를 사용하는 경우

검사방법

1) 기관지유발검사에 사용되는 자극제의 종류와 선택

  기관지유발검사에 사용되는 자극은 작용 기전에 따라 기관지 평활근을 직접 수축시키는 직접 자극(히스타민/메타콜린)과, 기도 염증을 유발해 2차적으로 기관지 수축을 유도하는 간접 자극으로 나눌 수 있다. 또 자극제의 특이성에 따라 특이적 자극(알레르겐/운동), 비특이적 자극(메타콜린/식염수)으로 나누기도 한다. 

기관지유발검사에 사용되는 자극
Non-selective stimuli	Selective stimuli
Chemical-direct acting   - 콜린성약물제(메타콜린)   - 히스타민   - 류코트리엔 C4, D4, E4  Chemical-indirect acting   - 베타 아드레날린성 차단제   - 알파 아드레날린성 차단제   - 프로스타글란딘   - Adenosine monophosphate   - 아세트알데히드   - Platelet activating factor   - 브라디키닌   - 타키키닌   - 세로토닌    Physical-indirect acting   - 찬 공기, 운동, 먼지   - Hyperventilation   - Nonisotonic aerosols	Immunologically medicated   - 알러지 항원   - 저 분자 복합물  Nonimmunologic   - 비스테로이드성 소염제   - 아스피린   - 음식   - 음식물 첨가제

 (1) 화학적 자극

  메타콜린과 히스타민은 가장 많이 쓰이는 기관지 수축 유발 약제이다. 이들은 직접적으로 기관지 평활근에 작용해서 기관지 수축을 일으키기 때문에 직접적 자극제로 분류된다. 최근에는 수많은 간접 자극제들도 사용되고 있는데, 이들은 직접적으로 기관지 평활근에 작용하지는 않지만 비만세포에서의 히스타민 분비를 유도하거나 기관지 신경을 자극하는 등 여러 중간 단계를 통하여 기관지 수축을 유발한다. 이들 약제는 히스타민이나 메타콜린에 비해 그 상대적 장점에 대해서는 논란이 많지만 이 방법이 기관지 염증을 보다 정확히 반영하고 천식 진단에 더 특이적이라는 의견이 제시되고 있다. 천식 진단에서의 민감도(sensitivity)는 메타콜린과 히스타민에 비해 떨어진다. 스쿠버다이버들에서 기관지 과민성을 검사하는 경우에는 고장성 식염수가 특히 유용할 가능성이 있다. 왜냐하면 다이버들은 잠수 중에 소금물을 흡입할 가능성이 있으며 물속에서 천식 발작이 일어나면 치명적일 수 있기 때문이다.

  알레르겐 유발 검사는 특히나 직업성 천식이 의심되는 경우, 가능한 원인 물질을 규명하는데 유용할 수 있다. 이 검사는 알레르겐 추출액을 이용하여 용량 반응 방법으로 시행하거나 특정 알레르겐(예를 들면 고양이나 톱밥 등)에 환자를 노출시켜서 시행할 수 있다. 알레르겐 유발 검사는 천식의 가능성이 있는 원인 물질에 대한 검사이기 때문에, 특이적 기관지 과민성을 평가하는 검사 방법이다. 이 검사는 메타콜린, 히스타민 또는 고장성 식염수를 이용하는 비특이적 유발 검사보다 훨씬 적게 시행된다. 알레르겐 유발 검사는 상당한 위험이 발생될 수 있기 때문에 고도로 훈련된 전문가에 의해서만 시행되어야 한다.

 (2) 물리적 자극

  안정시 정상 폐기능을 보이는 운동 유발 천식 환자들에서는 격렬한 운동 전후에 폐활량측정법을 시행하는 것이 유용하다. 이 때 FEV1의 감소는 운동 중이 아니라 운동 후 5~10분 내에 주로 발생한다. 기전은 기도의 냉각과 건조로 기관지 경련이 일어나는 것으로 설명되는데, 이런 환자들에 대해서 운동 중에 건조하거나 차가운 공기를 호흡하게 하면 검사의 민감도를 높일 수 있다. FEV1이 10~15% 감소하면 유의하다. 등탄산 과환기 검사(eucapnic hyperventilation)도 기도를 냉각하고 건조시키는 같은 기전에 의한 방법이다. 이 검사에서는 환자가 수분에 걸쳐 실온 또는 차가운 공기를 과호흡하게 된다. 호흡하는 공기에는 CO2 를 첨가하여 호흡성 알칼리증을 예방한다. 과호흡을 중단하고 20분 후 폐활량측정법을 시행한다. 마찬가지로 FEV1이 10~20% 감소하면 유의하다.

2) 검사 방법

  가장 흔히 이용되는 메타콜린 유발 검사에 대해 기술해 보겠다. 메타콜린의 투여 방법에는 여러가지가 있은 보통 2분간 일회호흡량 호흡법(two-minute tidal breathing method)과 5회 호흡  선량계법(Five-breath dosimeter method)를 사용한다. 메타콜린은 연무기를 통해 흡입하며 0.0625 또는 0.031 mg/ml의 낮은 농도부터 시작해 차츰 농도를 높여가며 투여해 FEV1이 20% 이상 감소하거나 투여 농도가 16 mg/ml에 이르면 검사를 중단한다. 2분간 일회호흡량 호흡법은 편한 상태에서 주어진 농도의 메타콜린을 tidal breathing 하며 2분간 흡입하고, 5회 호흡선량계법은 전폐용량까지 심호흡으로 다섯번을 흡입하게 되며 매번 흡입 후 전폐용량에서 약 5초간 숨을 중지한다. 정해진 양의 메타콜린 흡입이 끝나면 30, 90초에 FEV1을 측정한다. 결과는 FEV1을 20% 감소시키는 유발 농도 또는 용량(PC 20, PD 20)으로 나타낸다.

3) 검사 결과에 영향을 주는 인자들

  기관지확장제나 항히스타민제의 최근 사용은 위음성을 유발시키므로, 이들 약제의 사용을 피해야 한다. 최근의 기도 감염증은 6주까지도 위양성을 유발할 수 있다. 직업성 감작물질(sensitizer) 또는 화학성 자극제(irritant)에 노출된 경우에는 수개월 까지도 기관지 과민성이 증가할 수 있다. 커피, 차, 콜라, 초콜릿 등 카페인을 포함한 음식들도 검사 당일에는 섭취를 금해야 한다.

기관지 과민성을 감소시키는 약물
약물	검사 전 최소 사용금지 시간
속효성 베타 2-항진제 지속형 베타 2-항진제 중증도 작용 항콜린제(ipratropium) 지속형 항콜린제(tiotropium) 테오필린 항류코트리엔 약물	8시간 48시간 24시간 1주 12~48시간 24시간

검사 해석

  사용되는 프로토콜에 따라 달라질 수 있으니 보통 PC 20 값이 8(4~16)mg/ml 이하이면 양성으로 판정한다. 

기관지유발검사의 해석: 기관지 과민성의 분류
PC 20 (mg/ml methacholine)	Degree of bronchial hyperresponsiveness
> 16 4-16 1-4 1 <	정상 경계치 경증 기관지 과민성(양성) 중등증-중증 기관지 과민성

  일반적으로 기관지 과민성의 정도는 천식의 중증도를 반영한다. 그러나, 기관지 과민성과 기도 질환의 상관 관계는 명확하지 않다. 잘 알려진 바와 같이, 천식의 증상이 없는 정상인에게도 기관지 유발 검사에서 양성 반응이 나타날 수 있다. 마찬가지로 드물게 일부의 명확한 천식 환자에서도 음성 반응이 나타날 수 있다. 특히 환자가 흡입용 스테로이드 제재를 사용하고 있다면 가능성이 더 높아진다. 그리고 기관지 유발 검사는 비록 천식에서 보다 뚜렷하지 않지만 만성폐쇄성질환 환자에서도 기관지 과민성이 나타날 수 있기 때문에, 천식과 만성폐쇄성폐질환을 구별하는 데는 유용하지 않다. 이외에 기관지유발검사는 알레르기 비염, 유육종증, 낭성섬유증, 기관지확장증, 만성 심부전 환자에서도 종종 양성으로 나오기도 한다.

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