Furuta T, Baba S, Yamade M, Uotani T, Kagami T, Suzuki T, Tani S, Hamaya Y, Iwaizumi M, Osawa S, Sugimoto K.
Aliment Pharmacol Ther. 2018 Aug;48(3):370-377.
오래 전에 나온 논문이지만, 임상적으로 시사하는 바가 크기 때문에 내용을 정리해 보았습니다.
Introduction
자가면역위염(autoimmune gastritis, AIG) 환자는 벽세포항체(anti-parietal cell antibody, APCA) 또는 내인자항체(anti-intrinsic factor antibody), 혹은 두 항체 모두에서 양성을 보인다. 이러한 환자들은 위체부(corpus)에 심한 위축성 변화를 겪으며, 무산증(achlorhydria)을 보이고, 위유암(gastric carcinoid)과 위암(gastric cancer)의 발생 위험이 높다[1]. 그러나 지금까지 AIG는 비교적 드문 질환으로 여겨져 왔다.
일본에서는 13C 요소호기검사(13C-urea breath test, 13C-UBT)와 같은 검사로 Helicobacter pylori 감염 양성으로 진단된 위염이나 기타 병변 환자는 건강보험 체계 내에서 제균치료를 받을 수 있다. 일본의 표준 제균치료는 2단계 요법으로 구성된다. 1차 요법은 프로톤펌프억제제(proton pump inhibitor, PPI) 또는 보노프라잔(vonoprazan), 아목시실린(amoxicillin), 클라리스로마이신(clarithromycin)으로 이루어지며, 2차 요법은 PPI 또는 보노프라잔, 아목시실린, 메트로니다졸(metronidazole)로 구성된다.
이러한 2단계 전략은 대부분의 환자에서 감염을 성공적으로 제거하지만, 일부에서는 실패하기도 한다. 하마마츠 의과대학(Hamamatsu University School of Medicine, 일본)의 외래 진료소에서는 H. pylori 감염 및 관련 질환 환자들을 전문적으로 진료하고 있다. 다른 병원이나 클리닉에서 두 번 이상의 제균치료 실패를 경험한 환자들이 이곳을 방문하는 경우가 많다. 일부 환자는 다양한 요법에도 불구하고 반복적인 제균 실패를 겪는다. 우리는 이러한 반복 제균 실패를 “끝없는 제균(Endless eradication)”이라고 부른다.
최근 우리는 이 “끝없는 제균” 환자군 중에서 AIG 환자 여러 명을 확인하였다. 13C-UBT 양성으로 반복적인 제균 실패를 보인 한 환자에서 심한 위축성 위염이 확인된 이후, 우리는 AIG 환자에서 요소분해효소(urease)를 생성하는 세균의 과증식이 13C-UBT의 위양성(false-positive) 결과를 유발할 수 있다고 추정하였다. 즉, AIG 환자에서는 위산 분비가 현저히 억제되어 무산증에 이르며, 그 결과 장내 세균과 구강 세균이 위 내에 증식할 수 있게 된다. 이러한 세균들 중 일부는 요소분해효소 활성을 가지므로, 낮은 수준이라도 13C-UBT에서 양성 결과를 보일 가능성이 있다.
이로 인해 많은 환자들이 실제로는 H. pylori 감염이 소실된 상태임에도 불구하고 지속 감염 상태로 오진되어, 여러 차례의 항균 치료를 받는 사례가 발생한다. 우리는 13C-UBT를 기준으로 2회 이상 제균치료에 실패한 환자 중 AIG가 상당히 빈번할 수 있다고 판단하였다.
이러한 배경에서, 우리는 표준 제균치료에 불응한 환자들(refractory to standard eradication therapy)에서 AIG의 발생률을 전향적으로 조사하였다.
Methods
1. Subjects
2015년 6월부터 2017년 6월까지 하마마츠 의과대학 병원(Hamamatsu University School of Medicine Hospital)의 H. pylori 전문 외래 진료소를 방문한 연속 환자 404명이 연구에 등록되었다. 이 중 220명은 H. pylori 제균치료에 두 번 이상 실패한 환자로, “다중 실패군(multiple failures group)”으로 분류되었다. 제균 실패 여부는 13C 요소호기검사(13C-urea breath test, 13C-UBT)를 통해 진단하였다.
한 번만 제균에 실패한 47명은 “단일 실패군(single failure group)”으로, 제균치료를 받은 적이 없는 137명은 “치료 경험 없음군(treatment-naive group)”으로 분류되었다. 대부분의 치료 경험 없음군 환자들은 H. pylori 감염 및 위암 위험에 대한 불안, 혹은 건강검진 결과에 따라 자발적으로 본 병원을 방문하였다. 반면, 단일 또는 다중 실패군의 환자들은 일반 개원의로부터 의뢰받거나, 감염 제거 및 위암 위험 감소를 위해 스스로 본 병원을 찾았다.
모든 연구 대상자로부터 서면 동의서(written informed consent)를 받았으며, 연구 프로토콜은 연구 시작 전 하마마츠 의과대학 윤리위원회의 승인을 받았다.
2. Gastroscopy and collection of gastric tissue samples
위내시경 검사는 숙련된 내시경 전문의가 시행하였으며, 위축성 위염의 범위와 정도는 Kimura–Takemoto 분류법에 따라 평가하였다[2,3]. 위축의 정도는 경도에서 중증까지 C-I, C-II, C-III, O-I, O-II, O-III로 구분하였다.
내시경 중에 채취한 위 점막 조직은 H. pylori 및 기타 세균에 대한 배양검사를 시행하여 요소분해효소(urease) 활성을 가진 세균의 존재 여부를 확인하였다. 심한 위축(O-II 및 O-III 등)이 관찰된 경우에는 위체부와 전정부의 대만부(major curvature)에서 점막 조직을 채취하였으며, 채취된 조직은 병리과 전문의(S. B.)에 의해 Updated Sydney System[4]에 근거하여 위축, 장상피화생(intestinal metaplasia), 급성 염증(acute inflammation), 만성 염증(chronic inflammation)의 정도를 병리학적으로 평가하였다.
3. Culture test for H. pylori
내시경 중 위체부와 전정부의 대만부(greater curvature)에서 채취한 위 생검 조직은 수송 배지에 접종한 뒤, 상업용 검사기관인 SRL Inc. (도쿄, 일본; CAP ISO15189 인증)으로 이송되었다.
생검 조직은 한천 배지(Pourmedia Vi HELICO AGAR, Eiken Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan)에 접종하였으며, 37°C의 미호기성(microaerophilic) 조건에서 최대 7일간 배양하였다. 배양된 집락(colonies)은 그람 염색 시 형태학적 소견과 산화효소(oxidase), 카탈라아제(catalase) 시험, 그리고 신속 요소분해효소 검사(rapid urease test)를 기반으로 Helicobacter pylori로 동정하였다[5].
4. Identification of bacteria other than H. pylori in the stomach
위 생검 조직은 탈옥콜산-황화수소-유당 한천배지(desoxycholate hydrogen sulphide lactose agar; Pourmedia DHL Agar, Eiken Chemical Co., Ltd.)와 초콜릿 한천배지(Pourmedia Chocolate Agar II, Eiken Chemical Co., Ltd.)에 접종한 후, 37°C의 호기성(aerobic) 조건에서 최대 24시간 동안 배양하였다.
배양 후 형성된 집락(colony)은 그람 염색상의 형태학적 소견과 함께 여러 생화학적 특성을 바탕으로 동정하였다. 구체적으로는 다음과 같은 배지에서 각각의 생화학 반응을 확인하였다.
황화수소(hydrogen sulphide), 인돌(indole), 인돌피루브산(indolepyruvic acid) 생성 능력은 황화수소-인돌-운동성 배지(sulphide-indole-motility medium; Pourmedia SIM Medium, Eiken Chemical Co., Ltd.)를 이용해 평가하였다[6].
아세토인(acetoin) 생성 능력은 Voges-Proskauer 반고체 배지(VP semisolid medium; Pourmedia VP Semisolid Medium, Eiken Chemical Co., Ltd.)로 분석하였다[7].
통기성(aerogenesis), 포도당(glucose), 유당(lactose), 자당(sucrose) 대사 능력, 그리고 황화수소 생성 능력은 삼당철 한천배지(triple sugar iron agar medium; Pourmedia TSI Agar Medium, Eiken Chemical Co., Ltd.)에서 평가하였다[8].
오르니틴(ornithine)과 라이신(lysine) 탈탄산화(decarboxylation) 능력, 인돌 생성 및 운동성(motility)은 OIML 배지(Pourmedia OIML Medium, Eiken Chemical Co., Ltd.)로 평가하였다[9].
구연산염(citrate) 이용 능력은 시몬스 구연산 배지(Simmons’ citrate medium; Pourmedia Simmons’ Citrate Medium, Eiken Chemical Co., Ltd.)에서 평가하였다[10].
마지막으로 요소분해효소(urease) 활성은 크리스텐센 요소배지(Christensen urea medium; Pourmedia Christensen Urea Medium, Eiken Chemical Co., Ltd.)를 이용하여 측정하였다[11].
5. Serum levels of pepsinogen (PG) I, PG II, gastrin, anti-H. pylori IgG antibody, and anti-parietal cell antibody (APCA)
혈청 펩시노겐(pepsinogen, PG) I (LZ-PEPSINOGEN I, Eiken Chemical Co., Ltd.; H. pylori 음성자 기준 30–50 ng/mL), 펩시노겐 II (LZ-PEPSINOGEN II, Eiken Chemical Co., Ltd.; H. pylori 음성자 기준 6–9 ng/mL), 가스트린-17 (gastrin-17, Gastrin RIA kit II, Fujirebio Inc., Tokyo, Japan; 40–130 pg/mL), 항-H. pylori IgG 항체 (E-Plate Eiken H. pylori antibody II, Eiken Chemical Co., Ltd.; H. pylori 음성자 기준 < 3 U/mL), 그리고 벽세포항체(APCA, anti-parietal cell antibody; 형광항체법, SRL Inc.; < 10배 [×]: 혈청 음성) 수치를 측정하였다.
모든 혈액 검체는 채혈 직후 3,000 rpm에서 원심분리하였고, 분리된 혈청은 분석 전까지 –20°C에서 보관하였다. 모든 검사는 상업용 검사기관인 SRL Inc.에서 수행되었다.
APCA 역가(titer)가 10배(×) 이상인 경우 APCA 양성으로 판정하였다. 항-H. pylori IgG 항체 역가가 3 U/mL 이상이면 H. pylori 감염(현재 또는 과거 감염) 혈청양성으로 간주하였다. 반면, 항-H. pylori IgG 항체 역가가 3 U/mL 미만이면서 과거 감염 이력이나 제균 후 장기간이 경과된 경우는 H. pylori 혈청음성(seronegative)으로 판정하였다.
6. Diagnosis of autoimmune gastritis
위체부에서 중등도 이상(O-II–III)의 위축성 위염이 관찰되고, 벽세포항체(APCA) 양성을 보이는 환자는 자가면역위염(autoimmune gastritis, AIG)으로 진단하였다.
7. Statistics
모든 수치는 평균±표준편차(mean ± SD) 또는 중앙값(median)과 범위(range)로 표시하였다. 검출한계(detectability) 미만(< 3)의 값은 0으로 처리하였다. 항-H. pylori IgG 항체 역가가 3 U/mL 이상인 경우 H. pylori 혈청양성(seropositive)으로 간주하였으며, 이는 현재 또는 과거의 H. pylori 감염을 의미하였다.
다중 제균 실패군(multiple failure group)에서의 자가면역위염(AIG) 발생률은, 같은 기간에 내원한 H. pylori 제균치료 경험이 없는 치료 경험 없음군(treatment-naive group, n = 137) 및 단일 제균 실패군(single failure group, n = 47)과 비교하였다. 비교는 필요 시 Bonferroni 보정을 적용한 카이제곱 검정(Chi-squared test with Bonferroni correction)을 이용하였다.
AIG 환자군과 비-AIG 환자군 간의 혈청 가스트린(gastrin), 펩시노겐(pepsinogen, PG) I, PG II, PG I/PG II 비율, 그리고 항-H. pylori IgG 항체 역가의 평균 차이는 Student’s t-검정(Student’s t test)으로 분석하였다. 또한, Updated Sydney System에 근거한 위축(atrophy), 장상피화생(intestinal metaplasia), 급성염증(acute inflammation), 만성염증(chronic inflammation)의 조직학적 점수 차이는 H. pylori 혈청양성군과 음성군 간에 Mann-Whitney U 검정으로 평가하였다.
모든 통계 분석은 SPSS (ver. 21)를 이용하여 수행하였으며, 모든 p 값은 양측검정(two-sided)으로 계산하였다. p 값이 0.05 미만인 경우 통계적으로 유의한 차이로 간주하였다.
Results
1. Clinical characteristics of patients with different eradication histories
서로 다른 제균치료 병력을 가진 환자들의 임상적 특징은 표 1에 요약되어 있다.
다중 제균 실패군(multiple failure group)에서는 펩시노겐 I (PG I), PG I/PG II 비율, 그리고 항-H. pylori IgG 항체 역가의 평균값이 치료 경험 없음군(treatment-naive group)과 단일 제균 실패군(single failure group)에 비해 유의하게 낮았다. 반면, 혈청 가스트린(gastrin)의 평균값은 다중 실패군에서 치료 경험 없음군 및 단일 실패군보다 유의하게 높았다.
또한, Kimura–Takemoto 분류상 O-III 등급의 위축성 위염(grade O-III gastric atrophy)의 발생률은 다중 제균 실패군에서 치료 경험 없음군 및 단일 실패군보다 유의하게 높았다.
2. Incidence of AIG in patients with different eradication histories
전체 404명의 환자 중 43명이 자가면역위염(autoimmune gastritis, AIG)으로 진단되었다.
다중 제균 실패군(multiple failure group) 220명 중 40명(18.2%; 95% 신뢰구간 [CI] = 13.3%–23.9%)이 AIG로 진단되었으며, 단일 제균 실패군(single failure group) 47명 중 1명(2.1%; 95% CI = 0.0%–11.3%)이 AIG로 진단되었다. 한편, 치료 경험 없음군(treatment-naive group) 137명 중에서는 단 2명(1.5%; 95% CI = 0.0%–5.2%)만이 AIG로 진단되었다.
3. Differences in clinical characteristics between AIG and non-AIG patients
AIG 유무에 따른 환자들의 인구학적 및 임상적 특성은 표 2에 요약되어 있다.
AIG 환자의 평균 연령은 64.9 ± 8.0세로, 비(非)AIG 환자의 평균 연령인 58.3 ± 12.9세보다 유의하게 높았다(P < 0.001).
혈청 펩시노겐(pepsinogen, PG) I 및 PG II 수치, 그리고 PG I/PG II 비율은 AIG 환자군에서 비AIG 환자군보다 유의하게 낮았다(Figure 1A, B, C). 또한, 항-H. pylori IgG 항체 역가 역시 AIG 환자에서 비AIG 환자보다 유의하게 낮았다(Figure 1D). 반면, 혈청 가스트린(gastrin) 수치는 AIG 환자에서 비AIG 환자보다 유의하게 높았다(Figure 1E). Figure 1에서 보듯이, PG I와 가스트린 수치는 AIG와 비AIG를 구분하는 데 유용한 지표로 보인다.
FIGURE1 Comparisons of serum levels of pepsinogen1(A), pepsinogenII (B), pepsinogenI/pepsinogenII ratio (C), anti-H.pylori IgG antibody titre (D) and gastrin between patients with autoimmune gastritis (AIG) and non-autoimmune gastritis (non-AIG) patients. AIG, autoimmunegastritis; PG, pepsinogen
항-H. pylori IgG 항체 역가가 ≥ 3 U/mL인 환자의 비율은 AIG 환자군에서 46.5%(20/43)로, 비AIG 환자군의 95.1%(254/267)에 비해 유의하게 낮았다.
(1) 13C-UBT values in patients with and without AIG
제균치료 실패로 본원에 의뢰된 자가면역위염(AIG) 환자들의 13C 요소호기검사(13C-UBT) 결과를 분석하였다.
AIG 환자의 평균 13C-UBT 값은 5.4 Δ‰였으며, 비AIG 환자의 평균값은 17.8 Δ‰로, 두 군 간의 차이는 통계적으로 유의하였다(P < 0.001).
4. Cultured bacteria other than H.pylori in patients with AIG and without AIG and severe gastric atrophy
AIG 환자 43명 중 35명에서 배양 검사가 시행되었다.
급속 요소분해효소(rapid urease) 검사와 H. pylori 배양검사 결과는 2예를 제외한 모든 사례에서 음성이었으나, 33명(94.3%; 95% 신뢰구간 [CI] = 80.8%–99.3%)에서는 H. pylori 이외의 세균이 배양되었다.
가장 흔하게 동정된 균주는 α-연쇄상구균(α-Streptococcus) 이었으며(Figure 2A), 이 외에도 α-연쇄상구균, γ-연쇄상구균, Haemophilus, Enterococcus, Neisseria, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Escherichia coli, Bacillus spp., Bacteroides ovatus, Corynebacterium spp., Enterobacter aerogenes, Fusobacterium mortiferum, Prevotella bivia, Prevotella melaninogenica 등이 검출되었다.
이들 세균은 모두 요소분해효소(urease) 활성을 보였으며, AIG 환자 33명 모두가 이러한 H. pylori 이외의 요소분해효소 양성 세균에 하나 이상 감염되어 있었다.
FIGURE 2 Histogram of the incidence of different kinds of bacteria other than H. pylori cultured from gastric biopsy samples obtained from AIG patients (A) and non-AIG patients with grade O-II or O-III atrophy (B). Shaded bars indicate urease-positive bacteria
한편, 비AIG 환자 중 Kimura–Takemoto 분류상 O-III 등급의 위축을 보인 32명 중 26명에서 배양 검사가 시행되었고, 이 중 3명(11.5%; 95% CI = 2.4%–30.2%)에서만 H. pylori 이외의 세균이 배양되었다(AIG와 비교 시 P < 0.001). 마찬가지로 비AIG 환자 중 O-II 등급 위축을 보인 41명 중 31명에서 배양 검사가 시행되었으며, 그 중 3명(9.7%; 95% CI = 2.0%–25.8%)에서만 H. pylori 이외의 세균이 검출되었다(AIG와 비교 시 P < 0.001). 비AIG 환자군에서도 가장 흔히 동정된 균주는 α-연쇄상구균(α-Streptococcus) 이었다(Figure 2B).
5. Histology of AIG patients by seropositivity or negativity for H.pylori
AIG의 병태생리에 미치는 H. pylori 감염의 영향을 조사하기 위해, AIG 환자에서 H. pylori 항체(IgG) 역가에 따라 위점막의 조직학적 점수를 Updated Sydney System 기준으로 비교하였다(Figure 3).
그 결과, 위체부(corpus) 위축 점수의 중앙값은 H. pylori 혈청음성(seronegative) AIG 환자에서 혈청양성(seropositive) 환자보다 더 높았다(Figure 3A). 반대로, 전정부(antrum)의 위축 및 만성염증(chronic inflammation) 점수의 중앙값은 H. pylori 혈청양성 AIG 환자에서 더 높았다(Figure 3E, H).
그 외의 다른 지표들(Figure 3B, C, D, F, G)에서는 두 군 간 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
FIGURE 3 Comparison of gastritis scores for corpus atrophy (A), corpus intestinal metaplasia (B), corpus acute inflammation (C), corpus chronic inflammation (D), antral atrophy (E), antral intestinal metaplasia (F), antral acute inflammation (G) and antral chronic inflammation (H) based on the Updated Sydney System in AIG patients with an anti-H. pylori IgG antibody titre less than 3 (<3) or 3 or greater (≥3)
Discussion
이번 연구에서 우리는 13C 요소호기검사(13C-UBT)를 기준으로 H. pylori 제균치료에 최소 두 차례 이상 실패한 환자의 약 5분의 1이 자가면역위염(autoimmune gastritis, AIG)을 가지고 있음을 확인하였다. 또한, 대부분의 AIG 환자에서는 위 내에서 H. pylori 이외의 요소분해효소(urease) 양성 세균이 검출되었으며, 이들 대부분은 장내세균총(intestinal flora) 또는 구강세균총(oral flora) 기원의 세균이었다.
따라서 우리는 AIG에서 나타나는 무산증(achlorhydria) 상태가 이러한 비(非)H. pylori 세균이 위 내에 증식(colonization)할 수 있는 환경을 제공한다고 추정한다. 이들 세균은 대부분 요소분해효소 양성이기 때문에, 이러한 환자들에서는 13C-UBT 결과가 항상 양성으로 나타난다. 그 결과, 실제로는 H. pylori가 존재하지 않음에도 불구하고 AIG 환자가 제균치료 실패 환자로 잘못 진단되는 경우가 많다. 이는 이러한 세균들이 위에서 완전히 제거되지 않고 장내세균총 또는 구강세균총으로부터 지속적으로 다시 유입되기 때문이다.
13C-UBT의 위양성(false-positive) 결과에 대해서는 이전에도 보고가 있다. Osaki 등[12]은 13C-UBT 양성이었으나 H. pylori 음성이었던 4례를 보고하였는데, 이들은 모두 Proteus mirabilis, Citrobacter freundii, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter cloacae, Staphylococcus aureus 등 요소분해효소 양성 세균에 감염되어 있었고, 심한 위축성 위염을 보였다. 이들이 AIG였는지는 명확하지 않으나, 이러한 심한 위축성 위염 환자에서는 urease 양성 세균이 위에 증식하여 13C-UBT가 양성으로 나타날 수 있음을 시사한다.
또한 Brandi 등[13]은 저산증(hypochlorhydria) 환자 20명 중 6명에서 Streptococcus salivarius, Staphylococcus capitis urealiticum, Gardnerella vaginalis, Lactococcus lactis/cremoris, Enterococcus durans 등 urease 양성 비-H. pylori 세균을 분리하였으나, 정상산증(normochlorhydria) 환자 10명에서는 이러한 세균이 발견되지 않았다고 보고하였다. 이는 저산증 환자에서 urease 양성 비-H. pylori 세균이 다수 존재하며, 이로 인해 13C-UBT 위양성이 발생할 수 있음을 보여준다. 그러나 이들 저산증 환자가 AIG였는지는 역시 불분명하였다.
본 연구에서는 AIG 환자의 위점막에서 다양한 비-H. pylori 세균이 배양되었다. AIG의 무산증 상태는 이러한 urease 양성 세균이 위 내에 증식할 수 있게 하며, 그 결과 13C-UBT가 양성으로 나타나 제균치료 실패로 오진되는 원인이 될 수 있다. 물론 이러한 현상은 AIG가 아닌 무산증 환자에서도 발생할 수 있다[14]. 그러나 본 연구에서는 동일한 위축 정도(Grade O-II 또는 O-III)를 가진 비AIG 환자군에 비해, AIG 환자군에서 H. pylori 이외의 세균 검출률이 유의하게 높았다. 이는 위 내에 비-H. pylori 세균이 증식할 수 있는 무산증의 대부분이 AIG로 인한 것임을 강하게 시사한다.
H. pylori 감염에 대한 제균요법은 지속적으로 연구되어 발전해왔으며, 최근의 비비스무트(non-bismuth) 4제 요법(예: 동시요법, concomitant therapy)에서는 매우 높은 제균율이 보고되고 있다[15]. 그러나 아직까지 어떤 요법도 대규모 연구에서 100% 제균 성공률을 달성하지는 못하였다. 이는 AIG의 실제 유병률이 생각보다 낮지 않고, 진단이 어려운 경우가 많기 때문에, 제균 실패의 일부는 연구대상 중 AIG 환자가 포함되어 있기 때문일 가능성이 있다.
자가면역위염(AIG)의 발병 기전은 완전히 규명되지 않았으나, 여러 연구에서 H. pylori 감염의 역할이 제시되고 있다[16–20]. 그럼에도 불구하고, 일부 AIG는 H. pylori 감염과 무관하게 발생한다[21]. AIG는 다선 자가면역증후군(polyglandular autoimmune syndrome, PAS)의 일부로 나타날 수 있으며, PAS 환자의 AIG에서도 H. pylori 감염이 동반될 수 있다. 즉, AIG 환자 중 일부는 H. pylori 감염이 존재하지만, 일부는 그렇지 않다.
본 연구에서도 AIG 환자 중 일부에서 항-H. pylori IgG 항체 역가가 0이 아니었는데, 이는 일부 환자들이 과거에 H. pylori에 노출되었음을 의미한다. 흥미롭게도, 혈청학적으로 H. pylori 음성인 AIG 환자에서는 위체부(corpus)의 위축이 더 심한 반면, 혈청양성 AIG 환자에서는 전정부(antrum)의 위축 및 만성염증이 더 심하였다(Figure 3). 따라서 우리는 H. pylori 혈청양성 AIG가 혈청음성 AIG와 병태생리적으로 다른 특성을 가질 가능성이 있다고 추정한다.
Annibale 등[22] 또한 H. pylori 혈청음성 위체부 위축성 위염 환자들이 혈청양성 환자들보다 더 심한 체부 위축을 보였다고 보고하였다. 향후 연구를 통해 H. pylori가 AIG의 발생에 어떤 병인적(etiological) 역할을 하는지 명확히 규명할 필요가 있다.
본 연구 결과는 다음과 같은 제한점의 맥락에서 해석되어야 한다.
첫째, 단일 기관 연구(single-centre study)라는 한계가 있다. 실제 임상 환경(real-world)에서의 AIG 발생률을 명확히 규명하기 위해서는 다기관 연구(multicentre study)가 필요하다.
둘째, 표본 수(sample size)가 충분하지 않았다.
셋째, 모든 환자에서 조직학적 검사를 시행하지는 않았다. AIG의 진단은 주로 내시경에서 관찰된 위축성 변화(endoscopic atrophy)와 혈청학적 검사(APCA 양성)에 근거하여 이루어졌다.
넷째, 대부분의 환자들이 과거에 제균치료를 받은 병력이 있어, 원래 H. pylori 감염이 있었는지 여부를 명확히 확인하기 어려웠다.
마지막으로, 위액의 pH를 측정하지 않아 각 환자에서 실제로 무산증(achlorhydria)이 존재했는지를 직접 확인할 수 없었다.
결론적으로, 본 연구는 AIG 환자가 위 내에 정착한 H. pylori 이외의 요소분해효소(urease) 양성 세균으로 인해 H. pylori 제균치료 실패(refractory eradication)로 오진될 수 있음을 보여주었다. 따라서 H. pylori 제균치료를 여러 차례 시행하였음에도 불구하고 실패하며, 심한 위축성 위염을 보이는 환자의 경우에는 “끝없는 제균(Endless eradication)”의 문제를 피하기 위해 AIG의 가능성을 반드시 고려해야 한다.
<Abstract>
Background: Although autoimmune gastritis (AIG) is generally considered relatively rare, we frequently encounter AIG among patients at to our hospital who have experienced at least two episodes of Helicobacter pylori eradication failure.
Aims: We investigated the incidence of AIG in consecutive patients who consulted our department for H. pylori eradication with reference to eradication history.
Methods: A total of 404 consecutive patients who visited the H. pylori-specific out-patient unit of our hospital from June 2015 to June 2017 were enrolled. Of these, 137 were treatment-naive, 47 had failed treatment once (single failure), and 220 had failed treatment twice or more (multiple failures) by 13 C-UBT. Gastroscopy was performed in all patients. Culture tests of gastric mucosal samples were performed for H. pylori and other bacteria positive for urease activity. Anti-parietal cell antibody (APCA) was measured. Patients with severe atrophy in the gastric corpus and positivity for APCA were diagnosed as having AIG.
Results: A total of 43 patients were diagnosed as having AIG, of whom two were treatment-naive (1.5%, 2/137), 1 failed eradication once (2.1% 1/47), and 40 failed treatment at least twice (18.2%, 40/220). The incidence of AIG was significantly higher in the multiple failure group than in the single failure or treatment-naive groups. Urease-positive bacteria, such as Klebsiella pneumoniae and alpha-streptococcus, were identified in 33 of the 35 AIG patients who underwent culture testing.
Conclusion: AIG patients were often misdiagnosed as refractory to eradication therapy, probably because achlorhydria in AIG might allow urease-positive bacteria other than H. pylori to colonise the stomach, causing positive 13 C-UBT results.
Furuta T, Baba S, Yamade M, Uotani T, Kagami T, Suzuki T, Tani S, Hamaya Y, Iwaizumi M, Osawa S, Sugimoto K.
Aliment Pharmacol Ther. 2018 Aug;48(3):370-377.
오래 전에 나온 논문이지만, 임상적으로 시사하는 바가 크기 때문에 내용을 정리해 보았습니다.
Introduction
자가면역위염(autoimmune gastritis, AIG) 환자는 벽세포항체(anti-parietal cell antibody, APCA) 또는 내인자항체(anti-intrinsic factor antibody), 혹은 두 항체 모두에서 양성을 보인다. 이러한 환자들은 위체부(corpus)에 심한 위축성 변화를 겪으며, 무산증(achlorhydria)을 보이고, 위유암(gastric carcinoid)과 위암(gastric cancer)의 발생 위험이 높다[1]. 그러나 지금까지 AIG는 비교적 드문 질환으로 여겨져 왔다.
일본에서는 13C 요소호기검사(13C-urea breath test, 13C-UBT)와 같은 검사로 Helicobacter pylori 감염 양성으로 진단된 위염이나 기타 병변 환자는 건강보험 체계 내에서 제균치료를 받을 수 있다. 일본의 표준 제균치료는 2단계 요법으로 구성된다. 1차 요법은 프로톤펌프억제제(proton pump inhibitor, PPI) 또는 보노프라잔(vonoprazan), 아목시실린(amoxicillin), 클라리스로마이신(clarithromycin)으로 이루어지며, 2차 요법은 PPI 또는 보노프라잔, 아목시실린, 메트로니다졸(metronidazole)로 구성된다.
이러한 2단계 전략은 대부분의 환자에서 감염을 성공적으로 제거하지만, 일부에서는 실패하기도 한다. 하마마츠 의과대학(Hamamatsu University School of Medicine, 일본)의 외래 진료소에서는 H. pylori 감염 및 관련 질환 환자들을 전문적으로 진료하고 있다. 다른 병원이나 클리닉에서 두 번 이상의 제균치료 실패를 경험한 환자들이 이곳을 방문하는 경우가 많다. 일부 환자는 다양한 요법에도 불구하고 반복적인 제균 실패를 겪는다. 우리는 이러한 반복 제균 실패를 “끝없는 제균(Endless eradication)”이라고 부른다.
최근 우리는 이 “끝없는 제균” 환자군 중에서 AIG 환자 여러 명을 확인하였다. 13C-UBT 양성으로 반복적인 제균 실패를 보인 한 환자에서 심한 위축성 위염이 확인된 이후, 우리는 AIG 환자에서 요소분해효소(urease)를 생성하는 세균의 과증식이 13C-UBT의 위양성(false-positive) 결과를 유발할 수 있다고 추정하였다. 즉, AIG 환자에서는 위산 분비가 현저히 억제되어 무산증에 이르며, 그 결과 장내 세균과 구강 세균이 위 내에 증식할 수 있게 된다. 이러한 세균들 중 일부는 요소분해효소 활성을 가지므로, 낮은 수준이라도 13C-UBT에서 양성 결과를 보일 가능성이 있다.
이로 인해 많은 환자들이 실제로는 H. pylori 감염이 소실된 상태임에도 불구하고 지속 감염 상태로 오진되어, 여러 차례의 항균 치료를 받는 사례가 발생한다. 우리는 13C-UBT를 기준으로 2회 이상 제균치료에 실패한 환자 중 AIG가 상당히 빈번할 수 있다고 판단하였다.
이러한 배경에서, 우리는 표준 제균치료에 불응한 환자들(refractory to standard eradication therapy)에서 AIG의 발생률을 전향적으로 조사하였다.
Methods
1. Subjects
2015년 6월부터 2017년 6월까지 하마마츠 의과대학 병원(Hamamatsu University School of Medicine Hospital)의 H. pylori 전문 외래 진료소를 방문한 연속 환자 404명이 연구에 등록되었다. 이 중 220명은 H. pylori 제균치료에 두 번 이상 실패한 환자로, “다중 실패군(multiple failures group)”으로 분류되었다. 제균 실패 여부는 13C 요소호기검사(13C-urea breath test, 13C-UBT)를 통해 진단하였다.
한 번만 제균에 실패한 47명은 “단일 실패군(single failure group)”으로, 제균치료를 받은 적이 없는 137명은 “치료 경험 없음군(treatment-naive group)”으로 분류되었다. 대부분의 치료 경험 없음군 환자들은 H. pylori 감염 및 위암 위험에 대한 불안, 혹은 건강검진 결과에 따라 자발적으로 본 병원을 방문하였다. 반면, 단일 또는 다중 실패군의 환자들은 일반 개원의로부터 의뢰받거나, 감염 제거 및 위암 위험 감소를 위해 스스로 본 병원을 찾았다.
모든 연구 대상자로부터 서면 동의서(written informed consent)를 받았으며, 연구 프로토콜은 연구 시작 전 하마마츠 의과대학 윤리위원회의 승인을 받았다.
2. Gastroscopy and collection of gastric tissue samples
위내시경 검사는 숙련된 내시경 전문의가 시행하였으며, 위축성 위염의 범위와 정도는 Kimura–Takemoto 분류법에 따라 평가하였다[2,3]. 위축의 정도는 경도에서 중증까지 C-I, C-II, C-III, O-I, O-II, O-III로 구분하였다.
내시경 중에 채취한 위 점막 조직은 H. pylori 및 기타 세균에 대한 배양검사를 시행하여 요소분해효소(urease) 활성을 가진 세균의 존재 여부를 확인하였다. 심한 위축(O-II 및 O-III 등)이 관찰된 경우에는 위체부와 전정부의 대만부(major curvature)에서 점막 조직을 채취하였으며, 채취된 조직은 병리과 전문의(S. B.)에 의해 Updated Sydney System[4]에 근거하여 위축, 장상피화생(intestinal metaplasia), 급성 염증(acute inflammation), 만성 염증(chronic inflammation)의 정도를 병리학적으로 평가하였다.
3. Culture test for H. pylori
내시경 중 위체부와 전정부의 대만부(greater curvature)에서 채취한 위 생검 조직은 수송 배지에 접종한 뒤, 상업용 검사기관인 SRL Inc. (도쿄, 일본; CAP ISO15189 인증)으로 이송되었다.
생검 조직은 한천 배지(Pourmedia Vi HELICO AGAR, Eiken Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan)에 접종하였으며, 37°C의 미호기성(microaerophilic) 조건에서 최대 7일간 배양하였다. 배양된 집락(colonies)은 그람 염색 시 형태학적 소견과 산화효소(oxidase), 카탈라아제(catalase) 시험, 그리고 신속 요소분해효소 검사(rapid urease test)를 기반으로 Helicobacter pylori로 동정하였다[5].
4. Identification of bacteria other than H. pylori in the stomach
위 생검 조직은 탈옥콜산-황화수소-유당 한천배지(desoxycholate hydrogen sulphide lactose agar; Pourmedia DHL Agar, Eiken Chemical Co., Ltd.)와 초콜릿 한천배지(Pourmedia Chocolate Agar II, Eiken Chemical Co., Ltd.)에 접종한 후, 37°C의 호기성(aerobic) 조건에서 최대 24시간 동안 배양하였다.
배양 후 형성된 집락(colony)은 그람 염색상의 형태학적 소견과 함께 여러 생화학적 특성을 바탕으로 동정하였다. 구체적으로는 다음과 같은 배지에서 각각의 생화학 반응을 확인하였다.
황화수소(hydrogen sulphide), 인돌(indole), 인돌피루브산(indolepyruvic acid) 생성 능력은 황화수소-인돌-운동성 배지(sulphide-indole-motility medium; Pourmedia SIM Medium, Eiken Chemical Co., Ltd.)를 이용해 평가하였다[6].
아세토인(acetoin) 생성 능력은 Voges-Proskauer 반고체 배지(VP semisolid medium; Pourmedia VP Semisolid Medium, Eiken Chemical Co., Ltd.)로 분석하였다[7].
통기성(aerogenesis), 포도당(glucose), 유당(lactose), 자당(sucrose) 대사 능력, 그리고 황화수소 생성 능력은 삼당철 한천배지(triple sugar iron agar medium; Pourmedia TSI Agar Medium, Eiken Chemical Co., Ltd.)에서 평가하였다[8].
오르니틴(ornithine)과 라이신(lysine) 탈탄산화(decarboxylation) 능력, 인돌 생성 및 운동성(motility)은 OIML 배지(Pourmedia OIML Medium, Eiken Chemical Co., Ltd.)로 평가하였다[9].
구연산염(citrate) 이용 능력은 시몬스 구연산 배지(Simmons’ citrate medium; Pourmedia Simmons’ Citrate Medium, Eiken Chemical Co., Ltd.)에서 평가하였다[10].
마지막으로 요소분해효소(urease) 활성은 크리스텐센 요소배지(Christensen urea medium; Pourmedia Christensen Urea Medium, Eiken Chemical Co., Ltd.)를 이용하여 측정하였다[11].
5. Serum levels of pepsinogen (PG) I, PG II, gastrin, anti-H. pylori IgG antibody, and anti-parietal cell antibody (APCA)
혈청 펩시노겐(pepsinogen, PG) I (LZ-PEPSINOGEN I, Eiken Chemical Co., Ltd.; H. pylori 음성자 기준 30–50 ng/mL), 펩시노겐 II (LZ-PEPSINOGEN II, Eiken Chemical Co., Ltd.; H. pylori 음성자 기준 6–9 ng/mL), 가스트린-17 (gastrin-17, Gastrin RIA kit II, Fujirebio Inc., Tokyo, Japan; 40–130 pg/mL), 항-H. pylori IgG 항체 (E-Plate Eiken H. pylori antibody II, Eiken Chemical Co., Ltd.; H. pylori 음성자 기준 < 3 U/mL), 그리고 벽세포항체(APCA, anti-parietal cell antibody; 형광항체법, SRL Inc.; < 10배 [×]: 혈청 음성) 수치를 측정하였다.
모든 혈액 검체는 채혈 직후 3,000 rpm에서 원심분리하였고, 분리된 혈청은 분석 전까지 –20°C에서 보관하였다. 모든 검사는 상업용 검사기관인 SRL Inc.에서 수행되었다.
APCA 역가(titer)가 10배(×) 이상인 경우 APCA 양성으로 판정하였다. 항-H. pylori IgG 항체 역가가 3 U/mL 이상이면 H. pylori 감염(현재 또는 과거 감염) 혈청양성으로 간주하였다. 반면, 항-H. pylori IgG 항체 역가가 3 U/mL 미만이면서 과거 감염 이력이나 제균 후 장기간이 경과된 경우는 H. pylori 혈청음성(seronegative)으로 판정하였다.
6. Diagnosis of autoimmune gastritis
위체부에서 중등도 이상(O-II–III)의 위축성 위염이 관찰되고, 벽세포항체(APCA) 양성을 보이는 환자는 자가면역위염(autoimmune gastritis, AIG)으로 진단하였다.
7. Statistics
모든 수치는 평균±표준편차(mean ± SD) 또는 중앙값(median)과 범위(range)로 표시하였다. 검출한계(detectability) 미만(< 3)의 값은 0으로 처리하였다. 항-H. pylori IgG 항체 역가가 3 U/mL 이상인 경우 H. pylori 혈청양성(seropositive)으로 간주하였으며, 이는 현재 또는 과거의 H. pylori 감염을 의미하였다.
다중 제균 실패군(multiple failure group)에서의 자가면역위염(AIG) 발생률은, 같은 기간에 내원한 H. pylori 제균치료 경험이 없는 치료 경험 없음군(treatment-naive group, n = 137) 및 단일 제균 실패군(single failure group, n = 47)과 비교하였다. 비교는 필요 시 Bonferroni 보정을 적용한 카이제곱 검정(Chi-squared test with Bonferroni correction)을 이용하였다.
AIG 환자군과 비-AIG 환자군 간의 혈청 가스트린(gastrin), 펩시노겐(pepsinogen, PG) I, PG II, PG I/PG II 비율, 그리고 항-H. pylori IgG 항체 역가의 평균 차이는 Student’s t-검정(Student’s t test)으로 분석하였다. 또한, Updated Sydney System에 근거한 위축(atrophy), 장상피화생(intestinal metaplasia), 급성염증(acute inflammation), 만성염증(chronic inflammation)의 조직학적 점수 차이는 H. pylori 혈청양성군과 음성군 간에 Mann-Whitney U 검정으로 평가하였다.
모든 통계 분석은 SPSS (ver. 21)를 이용하여 수행하였으며, 모든 p 값은 양측검정(two-sided)으로 계산하였다. p 값이 0.05 미만인 경우 통계적으로 유의한 차이로 간주하였다.
Results
1. Clinical characteristics of patients with different eradication histories
서로 다른 제균치료 병력을 가진 환자들의 임상적 특징은 표 1에 요약되어 있다.
다중 제균 실패군(multiple failure group)에서는 펩시노겐 I (PG I), PG I/PG II 비율, 그리고 항-H. pylori IgG 항체 역가의 평균값이 치료 경험 없음군(treatment-naive group)과 단일 제균 실패군(single failure group)에 비해 유의하게 낮았다. 반면, 혈청 가스트린(gastrin)의 평균값은 다중 실패군에서 치료 경험 없음군 및 단일 실패군보다 유의하게 높았다.
또한, Kimura–Takemoto 분류상 O-III 등급의 위축성 위염(grade O-III gastric atrophy)의 발생률은 다중 제균 실패군에서 치료 경험 없음군 및 단일 실패군보다 유의하게 높았다.
2. Incidence of AIG in patients with different eradication histories
전체 404명의 환자 중 43명이 자가면역위염(autoimmune gastritis, AIG)으로 진단되었다.
다중 제균 실패군(multiple failure group) 220명 중 40명(18.2%; 95% 신뢰구간 [CI] = 13.3%–23.9%)이 AIG로 진단되었으며, 단일 제균 실패군(single failure group) 47명 중 1명(2.1%; 95% CI = 0.0%–11.3%)이 AIG로 진단되었다. 한편, 치료 경험 없음군(treatment-naive group) 137명 중에서는 단 2명(1.5%; 95% CI = 0.0%–5.2%)만이 AIG로 진단되었다.
3. Differences in clinical characteristics between AIG and non-AIG patients
AIG 유무에 따른 환자들의 인구학적 및 임상적 특성은 표 2에 요약되어 있다.
AIG 환자의 평균 연령은 64.9 ± 8.0세로, 비(非)AIG 환자의 평균 연령인 58.3 ± 12.9세보다 유의하게 높았다(P < 0.001).
혈청 펩시노겐(pepsinogen, PG) I 및 PG II 수치, 그리고 PG I/PG II 비율은 AIG 환자군에서 비AIG 환자군보다 유의하게 낮았다(Figure 1A, B, C). 또한, 항-H. pylori IgG 항체 역가 역시 AIG 환자에서 비AIG 환자보다 유의하게 낮았다(Figure 1D). 반면, 혈청 가스트린(gastrin) 수치는 AIG 환자에서 비AIG 환자보다 유의하게 높았다(Figure 1E). Figure 1에서 보듯이, PG I와 가스트린 수치는 AIG와 비AIG를 구분하는 데 유용한 지표로 보인다.
FIGURE1 Comparisons of serum levels of pepsinogen1(A), pepsinogenII (B), pepsinogenI/pepsinogenII ratio (C), anti-H.pylori IgG antibody titre (D) and gastrin between patients with autoimmune gastritis (AIG) and non-autoimmune gastritis (non-AIG) patients. AIG, autoimmunegastritis; PG, pepsinogen
항-H. pylori IgG 항체 역가가 ≥ 3 U/mL인 환자의 비율은 AIG 환자군에서 46.5%(20/43)로, 비AIG 환자군의 95.1%(254/267)에 비해 유의하게 낮았다.
(1) 13C-UBT values in patients with and without AIG
제균치료 실패로 본원에 의뢰된 자가면역위염(AIG) 환자들의 13C 요소호기검사(13C-UBT) 결과를 분석하였다.
AIG 환자의 평균 13C-UBT 값은 5.4 Δ‰였으며, 비AIG 환자의 평균값은 17.8 Δ‰로, 두 군 간의 차이는 통계적으로 유의하였다(P < 0.001).
4. Cultured bacteria other than H.pylori in patients with AIG and without AIG and severe gastric atrophy
AIG 환자 43명 중 35명에서 배양 검사가 시행되었다.
급속 요소분해효소(rapid urease) 검사와 H. pylori 배양검사 결과는 2예를 제외한 모든 사례에서 음성이었으나, 33명(94.3%; 95% 신뢰구간 [CI] = 80.8%–99.3%)에서는 H. pylori 이외의 세균이 배양되었다.
가장 흔하게 동정된 균주는 α-연쇄상구균(α-Streptococcus) 이었으며(Figure 2A), 이 외에도 α-연쇄상구균, γ-연쇄상구균, Haemophilus, Enterococcus, Neisseria, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Escherichia coli, Bacillus spp., Bacteroides ovatus, Corynebacterium spp., Enterobacter aerogenes, Fusobacterium mortiferum, Prevotella bivia, Prevotella melaninogenica 등이 검출되었다.
이들 세균은 모두 요소분해효소(urease) 활성을 보였으며, AIG 환자 33명 모두가 이러한 H. pylori 이외의 요소분해효소 양성 세균에 하나 이상 감염되어 있었다.
FIGURE 2 Histogram of the incidence of different kinds of bacteria other than H. pylori cultured from gastric biopsy samples obtained from AIG patients (A) and non-AIG patients with grade O-II or O-III atrophy (B). Shaded bars indicate urease-positive bacteria
한편, 비AIG 환자 중 Kimura–Takemoto 분류상 O-III 등급의 위축을 보인 32명 중 26명에서 배양 검사가 시행되었고, 이 중 3명(11.5%; 95% CI = 2.4%–30.2%)에서만 H. pylori 이외의 세균이 배양되었다(AIG와 비교 시 P < 0.001). 마찬가지로 비AIG 환자 중 O-II 등급 위축을 보인 41명 중 31명에서 배양 검사가 시행되었으며, 그 중 3명(9.7%; 95% CI = 2.0%–25.8%)에서만 H. pylori 이외의 세균이 검출되었다(AIG와 비교 시 P < 0.001). 비AIG 환자군에서도 가장 흔히 동정된 균주는 α-연쇄상구균(α-Streptococcus) 이었다(Figure 2B).
5. Histology of AIG patients by seropositivity or negativity for H.pylori
AIG의 병태생리에 미치는 H. pylori 감염의 영향을 조사하기 위해, AIG 환자에서 H. pylori 항체(IgG) 역가에 따라 위점막의 조직학적 점수를 Updated Sydney System 기준으로 비교하였다(Figure 3).
그 결과, 위체부(corpus) 위축 점수의 중앙값은 H. pylori 혈청음성(seronegative) AIG 환자에서 혈청양성(seropositive) 환자보다 더 높았다(Figure 3A). 반대로, 전정부(antrum)의 위축 및 만성염증(chronic inflammation) 점수의 중앙값은 H. pylori 혈청양성 AIG 환자에서 더 높았다(Figure 3E, H).
그 외의 다른 지표들(Figure 3B, C, D, F, G)에서는 두 군 간 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
FIGURE 3 Comparison of gastritis scores for corpus atrophy (A), corpus intestinal metaplasia (B), corpus acute inflammation (C), corpus chronic inflammation (D), antral atrophy (E), antral intestinal metaplasia (F), antral acute inflammation (G) and antral chronic inflammation (H) based on the Updated Sydney System in AIG patients with an anti-H. pylori IgG antibody titre less than 3 (<3) or 3 or greater (≥3)
Discussion
이번 연구에서 우리는 13C 요소호기검사(13C-UBT)를 기준으로 H. pylori 제균치료에 최소 두 차례 이상 실패한 환자의 약 5분의 1이 자가면역위염(autoimmune gastritis, AIG)을 가지고 있음을 확인하였다. 또한, 대부분의 AIG 환자에서는 위 내에서 H. pylori 이외의 요소분해효소(urease) 양성 세균이 검출되었으며, 이들 대부분은 장내세균총(intestinal flora) 또는 구강세균총(oral flora) 기원의 세균이었다.
따라서 우리는 AIG에서 나타나는 무산증(achlorhydria) 상태가 이러한 비(非)H. pylori 세균이 위 내에 증식(colonization)할 수 있는 환경을 제공한다고 추정한다. 이들 세균은 대부분 요소분해효소 양성이기 때문에, 이러한 환자들에서는 13C-UBT 결과가 항상 양성으로 나타난다. 그 결과, 실제로는 H. pylori가 존재하지 않음에도 불구하고 AIG 환자가 제균치료 실패 환자로 잘못 진단되는 경우가 많다. 이는 이러한 세균들이 위에서 완전히 제거되지 않고 장내세균총 또는 구강세균총으로부터 지속적으로 다시 유입되기 때문이다.
13C-UBT의 위양성(false-positive) 결과에 대해서는 이전에도 보고가 있다. Osaki 등[12]은 13C-UBT 양성이었으나 H. pylori 음성이었던 4례를 보고하였는데, 이들은 모두 Proteus mirabilis, Citrobacter freundii, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter cloacae, Staphylococcus aureus 등 요소분해효소 양성 세균에 감염되어 있었고, 심한 위축성 위염을 보였다. 이들이 AIG였는지는 명확하지 않으나, 이러한 심한 위축성 위염 환자에서는 urease 양성 세균이 위에 증식하여 13C-UBT가 양성으로 나타날 수 있음을 시사한다.
또한 Brandi 등[13]은 저산증(hypochlorhydria) 환자 20명 중 6명에서 Streptococcus salivarius, Staphylococcus capitis urealiticum, Gardnerella vaginalis, Lactococcus lactis/cremoris, Enterococcus durans 등 urease 양성 비-H. pylori 세균을 분리하였으나, 정상산증(normochlorhydria) 환자 10명에서는 이러한 세균이 발견되지 않았다고 보고하였다. 이는 저산증 환자에서 urease 양성 비-H. pylori 세균이 다수 존재하며, 이로 인해 13C-UBT 위양성이 발생할 수 있음을 보여준다. 그러나 이들 저산증 환자가 AIG였는지는 역시 불분명하였다.
본 연구에서는 AIG 환자의 위점막에서 다양한 비-H. pylori 세균이 배양되었다. AIG의 무산증 상태는 이러한 urease 양성 세균이 위 내에 증식할 수 있게 하며, 그 결과 13C-UBT가 양성으로 나타나 제균치료 실패로 오진되는 원인이 될 수 있다. 물론 이러한 현상은 AIG가 아닌 무산증 환자에서도 발생할 수 있다[14]. 그러나 본 연구에서는 동일한 위축 정도(Grade O-II 또는 O-III)를 가진 비AIG 환자군에 비해, AIG 환자군에서 H. pylori 이외의 세균 검출률이 유의하게 높았다. 이는 위 내에 비-H. pylori 세균이 증식할 수 있는 무산증의 대부분이 AIG로 인한 것임을 강하게 시사한다.
H. pylori 감염에 대한 제균요법은 지속적으로 연구되어 발전해왔으며, 최근의 비비스무트(non-bismuth) 4제 요법(예: 동시요법, concomitant therapy)에서는 매우 높은 제균율이 보고되고 있다[15]. 그러나 아직까지 어떤 요법도 대규모 연구에서 100% 제균 성공률을 달성하지는 못하였다. 이는 AIG의 실제 유병률이 생각보다 낮지 않고, 진단이 어려운 경우가 많기 때문에, 제균 실패의 일부는 연구대상 중 AIG 환자가 포함되어 있기 때문일 가능성이 있다.
자가면역위염(AIG)의 발병 기전은 완전히 규명되지 않았으나, 여러 연구에서 H. pylori 감염의 역할이 제시되고 있다[16–20]. 그럼에도 불구하고, 일부 AIG는 H. pylori 감염과 무관하게 발생한다[21]. AIG는 다선 자가면역증후군(polyglandular autoimmune syndrome, PAS)의 일부로 나타날 수 있으며, PAS 환자의 AIG에서도 H. pylori 감염이 동반될 수 있다. 즉, AIG 환자 중 일부는 H. pylori 감염이 존재하지만, 일부는 그렇지 않다.
본 연구에서도 AIG 환자 중 일부에서 항-H. pylori IgG 항체 역가가 0이 아니었는데, 이는 일부 환자들이 과거에 H. pylori에 노출되었음을 의미한다. 흥미롭게도, 혈청학적으로 H. pylori 음성인 AIG 환자에서는 위체부(corpus)의 위축이 더 심한 반면, 혈청양성 AIG 환자에서는 전정부(antrum)의 위축 및 만성염증이 더 심하였다(Figure 3). 따라서 우리는 H. pylori 혈청양성 AIG가 혈청음성 AIG와 병태생리적으로 다른 특성을 가질 가능성이 있다고 추정한다.
Annibale 등[22] 또한 H. pylori 혈청음성 위체부 위축성 위염 환자들이 혈청양성 환자들보다 더 심한 체부 위축을 보였다고 보고하였다. 향후 연구를 통해 H. pylori가 AIG의 발생에 어떤 병인적(etiological) 역할을 하는지 명확히 규명할 필요가 있다.
본 연구 결과는 다음과 같은 제한점의 맥락에서 해석되어야 한다.
첫째, 단일 기관 연구(single-centre study)라는 한계가 있다. 실제 임상 환경(real-world)에서의 AIG 발생률을 명확히 규명하기 위해서는 다기관 연구(multicentre study)가 필요하다.
둘째, 표본 수(sample size)가 충분하지 않았다.
셋째, 모든 환자에서 조직학적 검사를 시행하지는 않았다. AIG의 진단은 주로 내시경에서 관찰된 위축성 변화(endoscopic atrophy)와 혈청학적 검사(APCA 양성)에 근거하여 이루어졌다.
넷째, 대부분의 환자들이 과거에 제균치료를 받은 병력이 있어, 원래 H. pylori 감염이 있었는지 여부를 명확히 확인하기 어려웠다.
마지막으로, 위액의 pH를 측정하지 않아 각 환자에서 실제로 무산증(achlorhydria)이 존재했는지를 직접 확인할 수 없었다.
결론적으로, 본 연구는 AIG 환자가 위 내에 정착한 H. pylori 이외의 요소분해효소(urease) 양성 세균으로 인해 H. pylori 제균치료 실패(refractory eradication)로 오진될 수 있음을 보여주었다. 따라서 H. pylori 제균치료를 여러 차례 시행하였음에도 불구하고 실패하며, 심한 위축성 위염을 보이는 환자의 경우에는 “끝없는 제균(Endless eradication)”의 문제를 피하기 위해 AIG의 가능성을 반드시 고려해야 한다.
<Abstract>
Background: Although autoimmune gastritis (AIG) is generally considered relatively rare, we frequently encounter AIG among patients at to our hospital who have experienced at least two episodes of Helicobacter pylori eradication failure.
Aims: We investigated the incidence of AIG in consecutive patients who consulted our department for H. pylori eradication with reference to eradication history.
Methods: A total of 404 consecutive patients who visited the H. pylori-specific out-patient unit of our hospital from June 2015 to June 2017 were enrolled. Of these, 137 were treatment-naive, 47 had failed treatment once (single failure), and 220 had failed treatment twice or more (multiple failures) by 13 C-UBT. Gastroscopy was performed in all patients. Culture tests of gastric mucosal samples were performed for H. pylori and other bacteria positive for urease activity. Anti-parietal cell antibody (APCA) was measured. Patients with severe atrophy in the gastric corpus and positivity for APCA were diagnosed as having AIG.
Results: A total of 43 patients were diagnosed as having AIG, of whom two were treatment-naive (1.5%, 2/137), 1 failed eradication once (2.1% 1/47), and 40 failed treatment at least twice (18.2%, 40/220). The incidence of AIG was significantly higher in the multiple failure group than in the single failure or treatment-naive groups. Urease-positive bacteria, such as Klebsiella pneumoniae and alpha-streptococcus, were identified in 33 of the 35 AIG patients who underwent culture testing.
Conclusion: AIG patients were often misdiagnosed as refractory to eradication therapy, probably because achlorhydria in AIG might allow urease-positive bacteria other than H. pylori to colonise the stomach, causing positive 13 C-UBT results.