면역글로불린 E

면역글로불린 E(영어: immunoglobulin E, IgE)는 포유류에서만 발견된 항체 개별형(class 혹은 isotype)이다. IgE는 단량체로 존재하며 중쇄(ε 사슬) 두 개와 경쇄 두 개로 이루어진다. ε 사슬에는 면역글로불린 유사 불변 도메인이 4개(Cε1-Cε4) 있다. IgE는 만손주혈흡충(Schistosoma mansoni), 선모충(Trichinella spiralis), 간충(Fasciola hepatica) 등 연충에 대한 면역 기능을 주로 담당한다. IgE는 열대열원충(Plasmodium falciparum) 같은 특정한 원생동물 기생충에 대한 면역 반응에도 관여한다. IgE는 제1형 과민증에도 중요한 역할을 한다. 제1형 과민증이란 알레르기성 천식, 대부분의 부비강염, 알레르기 비염, 음식 알레르기, 몇몇 만성 두드러기와 아토피 피부염 등 여러 알레르기성 질환을 말한다. 특정한 약물, 벌침, 탈민감 면역요법에 사용되는 항원 제제에 과민 반응을 일으키는 알레르기 조건에서도 IgE가 기능을 한다. 일반적으로 IgE는 혈청에 가장 적은 동종형이다. 고전적인 적응 면역반응에 관여하는 IgG의 경우 전체 면역글로불린의 75%를 차지하며 혈청 내 정상 농도는 10 mg/ml인 것에 반하여, IgE는 0.05%를 차지한다. 하지만 IgE는 가장 강력한 염증 반응을 유도하는 능력이 있다. IgE는 1966년 존스홉킨스의 로렌스 리히텐슈타인(Lawrence Lichtenstein)과 필립 노만(Philip Norman)이 발견하였다. IgE는 비만 세포와 호염기구 표면에 있는 Fc 수용체에 결합하여 IgE 매개 알레르기 반응을 개시한다. 사람의 Fc 수용체는 호산구, 단핵구, 대식세포 및 혈소판에도 존재한다. Fcε 수용체는 두 종류가 있다. FcεRI (제I형 Fcε 수용체)는 IgE에 친화성이 높은 IgE 수용체이다. FcεRII (제II형 Fcε 수용체)는 CD23이라고도 하며 친화성이 낮은 IgE 수용체이다. IgE는 두 Fcε 수용체 모두를 더 많이 발현하도록 조절할 수 있다. FcεRI은 사람과 생쥐의 비만 세포, 호염기구, 항원제시 수지상세포에 발현된다. 다른 항체들은 항원과 결합한 후에 Fc 수용체를 끌어들이지만, 예외적으로 IgE는 비만 세포 표면의 FcεRI에 결합한 상태로 존재한다. IgE에 항원이 결합하면 교차결합이 일어나고 그 아래의 FcεRI이 모여들어, 비만 세포는 탈과립으로 면역 매개 분자를 방출한다. 호염기구 표면의 IgE에 항원이 교차결합하면 인터류킨-4(IL-4), 인터류킨-13(IL-13), 기타 염증 매개분자 등 제2형 사이토카인을 방출한다. 친화성이 낮은 FcεRII는 B 세포에는 항상 발현되고, 인터류킨-4에 의하여 대식세포, 호산구, 혈소판, 몇몇 T 세포에 발현이 유도될 수 있다. IgE에 항원이 결합하면 비만세포가 빠르게 반응한다. 비만세포는 병원체가 들어오기 쉬운 신체 표면 가까이 있으면서 특이 혹은 비특이적인 면역 분자를 동원하고, 항원이 모여 있는 부위 근처의 림프절에 림프액 순환량을 증가시킨다. 또 근육을 수축하여 폐와 장의 병원체를 물리적으로 배출할 수 있다. IgE가 장에 있는 기생충에 대한 방어에 중요하다는 것을 동물 실험과 통계적인 IgE 수 증가를 통하여 알 수 있다. 생쥐에서 IgE는 장내 연충류, 선모충(Trichinella spiralis), 만손주혈흡충(Schistosoma mansoni)을 제거하는 데에 관여한다. 사람의 경우 IgE가 기생충 방어에 역할을 한다는 결정적인 증거는 아직 없고, 역학 조사를 통한 증거가 대부분이다. 주혈흡충증, 구충, 편충, 회충에 감염되었을 때 IgE 반응이 증가한다. IgE 중 일부는 알레르기에 관여한다. IgE가 특이적으로 인지할 수 있는 알레르기원은 집먼지좀진드기의 Der p1, 고양이의 Fel d1, 풀이나 돼지풀 꽃가루 등 일반적으로 단백질이다. IgE는 친화성이 높은 FcεRI와 오랫동안 상호작용하여, 염증 반응을 일으키는 능력이 있는 호염기구와 비만세포를 준비시킨다("primed"). 이들은 같은 알레르기원이 다시 유입되면 히스타민, 류코트라이엔, 특정한 인터류킨 같은 화학물질을 방출한다. 이러한 화학물질은 알레르기, 천식에서 기도 수축, 습진의 국소적인 염증, 알레르기성 비염에서 점액 분비 증가를 일으킨다. 또한 면역세포가 조직으로 접근할 수 있도록 혈관 투과성을 증가시키지만, 과도하게 혈압을 떨어트려 아나필락시스 쇼크를 일으킬 수 있다. 알레르기 반응 경력과 암 발병 위험 사이의 관계에 대한 연구는 서로 상반되는 결과를 보여준다. 알레르기 반응, 즉 면역 감시가 강화된 사람은 뇌종양, 췌장암, 아동기에 백혈병에 걸릴 위험이 낮아진다는 주장이 있다. 반면에 알레르기 반응은 일종의 만성 염증 상태이므로 조직이 반복적으로 손상되고 회복되면서 특정한 암, 예를 들어 아토피 피부염이 있는 사람은 피부암에, 천식이 있는 사람은 폐암에 걸릴 위험이 증가한다는 주장도 있다. 아토피가 있는 사람은 IgE양이 정상치의 최대 10배까지 증가할 수 있다(고면역글로불린E 증후군). IgE는 코점막 등 국소적인 부위에서만 생산될 수도 있다. 일부 천식 환자는 혈중 IgE 농도가 정상인과 다르지 않다. IgE는 전신 홍반성 루푸스, 류마티스 관절염, 건선 등 몇몇 자가면역질환에서도 증가한다. IgE 농도 조절은 B 세포가 항체를 분비하는 형질세포로 분화하는 것을 통제하여 이루어지는데, 이 과정에는 친화도가 낮은 FcεRII 혹은 CD23이 관여한다는 연구가 있다. CD23는 IgE에 의존하여 항원제시를 촉진한다. 즉, CD23을 발현하는 B 세포는 특정한 보조 T 세포에 알레르기원을 제시한다. 그 결과 보조 T 세포(TH)가 활성화되어 영구적으로 Th2 반응을 하게 되고, 항체를 더 생산한다. 의사가 환자의 병력을 확인하고 피부나 혈액 검사를 통해 특이적인 알레르기원에 대한 IgE가 존재한다는 결과가 나오면 알레르기 진단을 내린다. 현재 알레르기 질환과 천식을 치료하는 데 쓰이는 약물은 아래와 같다. 항히스타민과 항류코트라이엔은 염증 매개분자인 히스타민과 류코트라이엔에 대한 길항제이다. 코르티코스테로이드를 국소적인 부위 혹은 전신에, 경구 복용하거나 주사한다. 염증 기작을 전체적으로 억제한다. 전신에 코르티코스테로이드를 장기간 투여하면 다양한 부작용이 있을 수 있으므로 대체할 수 있는 방법이 있을 경우에는 대체하는 것이 바람직하다. 기관지확장제는 천식을 일으키는, 기도의 평활근을 이완시킨다. 단기간 또는 장기간 작용하는 것으로 나뉜다. IgE와 IgE 합성 경로 및 IgE 매개 알레르기/염증 경로는 알레르기, 천식, 그리고 기타 IgE 매개 질병을 차단할 수 있는 주요 표적이다. B 림프구가 분화하고 성숙하여 IgE를 분비하는 형질세포가 되는 경로는 중간 단계로 IgE를 발현하는 B 림프모구 단계를 거치고, 또 IgE를 발현하는 기억 B 세포가 연관된다. 미국 텍사스주 휴스턴에 있는 생명공학 기업 Tanox는 1987년 B 림프모구와 기억 B 세포 표면에 결합하고 있는 IgE를 표적으로 하여 이 세포를 녹이거나 활성을 감소시켜, 항원에 특이적인 IgE 생산을 억제하고 면역계의 균형이 비IgE 기작으로 기울도록 할 수 있다고 발표하였다. 항-IgE 항체 약제 오말리주맙(omalizumab, 상품명 졸레어(Xolair))은 수용체에 결합하지 않은 IgE를 인지하여 비만세포와 호염기구에 부착하지 못하도록 제거한다. 졸레어는 많은 나라에서 지속적이고 정도가 심한 알레르기성 천식을 치료하는 데 쓰이도록 승인받았다. 2014년 3월, 유럽연합과 미국은 H1-항히스타민으로 적절히 치료되지 않는 만성 자발성 두드러기를 치료하는데 쓰도록 승인하였다. 세포 표면에 있는 IgE와 수용성 IgE의 차이를 이용한 항체도 있다. B 세포 표면에 결합한 IgE(mIgE)에만 존재하고 수용성 자유 IgE에는 없는 특정 도메인(52개 아미노산 잔기로 이루어져 있고, CεmX 혹은 M1’이라 부름)이 있는데, 여기에 특이적인 항체를 이용하여 알레르기와 천식을 치료하는 약제가 임상 개발 단계에 있다. 항-M1’ 인간화 항체인 퀼리주맙(quilizumab)이 IIb기 임상시험 중이다. 2002년 킹스 칼리지 런던의 랜달 세포 및 분자 생물리학 연구소(Randall Division of Cell and Molecular Biophysics)에서 IgE의 구조를 확인하였다. IgE는 다른 면역글로불린 개별형과 달리 이례적으로 매우 구부러져 있고 비대칭이었다. 이러한 구조와 수용체 FcεRI와 상호작용에 대한 이해를 통하여 IgE가 수용체에 결합하는 것을 저해하는 새로운 알레르기 약물을 개발할 수 있다. “Antibody structure”. 2008년 9월 6일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2008년 9월 6일에 확인함.  Fitzsimmons C, McBeath R, Joseph S, Jones F, Walter K, Hoffmann K, Kariuki H, Mwatha J, Kimani G, Kabatereine N, Vennervald B, Ouma J, Dunne D (2007). “Factors affecting human IgE and IgG responses to allergen-like Schistosoma mansoni antigens: Molecular structure and patterns of in vivo exposure”. 《Int. Arch. Allergy Immunol.》 142 (1): 40–50. doi:10.1159/000095997. PMID 17019080.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Watanabe N, Bruschi F, Korenaga M (2005). “IgE: a question of protective immunity in Trichinella spiralis infection”. 《Trends Parasitol.》 21 (4): 175–178. doi:10.1016/j.pt.2005.02.010. PMID 15780839.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Pfister K, Turner K, Currie A, Hall E, Jarrett EE (1983). “IgE production in rat fascioliasis”. 《Parasite Immunol》 5 (6): 587–593. doi:10.1111/j.1365-3024.1983.tb00775.x. PMID 6657297.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Erb KJ (2007). “Helminths, allergic disorders and IgE-mediated immune responses: where do we stand?”. 《Eur J Immunol》 37 (5): 1170–1173. doi:10.1002/eji.200737314. PMID 17447233.  Duarte J, Deshpande P, Guiyedi V, Mécheri S, Fesel C, Cazenave P, Mishra G, Kombila M, Pied S (2007). “Total and functional parasite specific IgE responses in Plasmodium falciparum-infected patients exhibiting different clinical status”. 《Malar. J.》 6: 1. doi:10.1186/1475-2875-6-1. PMC 1781948. PMID 17204149.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Gould H; 외. (2003). “The biology of IGE and the basis of allergic disease”. 《Annu Rev Immunol》 21: 579–628. doi:10.1146/annurev.immunol.21.120601.141103. PMID 12500981.  지원되지 않는 변수 무시됨: |author-separator= (도움말) Winter, WE; Hardt, NS; Fuhrman, S (2000). “Immunoglobulin E: importance in parasitic infections and hypersensitivity responses”. 《Archives of pathology & laboratory medicine》 124 (9): 1382–5. PMID 10975945.  Lawrence M. Lichtenstein, Philip S. Norman, Walker L. Winkenwerder, and Abraham G. Osler (1966). “In Vitro Studies of Human Ragweed Allergy: Changes in Cellular and Humoral Activity Associated with Specific Desensitization”. 《J. Clinical Invest.》 45 (7): 1126–1136. doi:10.1172/JCI105419.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Peter Socrates Creticos MD (1966). “Legends in allergy: Philip S. Norman and Lawrence M. Lichtenstein—The Hopkins Experience”. 《J. Allergy and Clinical Immun.》 119 (4): 1031–1038. doi:10.1016/j.jaci.2007.02.035.  Kenneth Murphy, Paul Travers, Mark Walport (2008년 8월 25일). 〈15장 알레르기와 과민반응〉. 김희제 외 9인 역. 《면역생물학》 7판. E PUBLIC. 548-549쪽. ISBN 978-89-6224-204-1.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) CS1 관리 - 추가 문구 (링크) Ewart MA, Ozanne BW, Cushley W (2002). “The CD23a and CD23b proximal promoters display different sensitivities to exogenous stimuli in B lymphocytes”. 《Genes Immun.》 3 (3): 158–64. doi:10.1038/sj.gene.6363848. PMID 12070780.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Novak N, Kraft S, Bieber T (2001). “IgE receptors”. 《Curr. Opin. Immunol.》 13 (6): 721–6. PMID 11677096.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Kenneth Murphy, Paul Travers, Mark Walport (2008년 8월 25일). 〈9장 체액 면역반응〉. 김희제 외 9인 역. 《면역생물학》 7판. E PUBLIC. 401-403쪽. ISBN 978-89-6224-204-1.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) CS1 관리 - 추가 문구 (링크) Fitzsimmons CM, Falcone FH, Dunne DW (2014). “Helminth Allergens, Parasite-Specific IgE, and Its Protective Role in Human Immunity”. 《Front Immunol》 5: 61. doi:10.3389/fimmu.2014.00061. PMC 3924148. PMID 24592267.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Rihet P, Demeure CE, Bourgois A, Prata A, Dessein AJ (1991). “Evidence for an association between human resistance to Schistosoma mansoni and high anti-larval IgE levels”. 《Eur J Immunol》 21 (11): 2679–86. doi:10.1002/eji.1830211106. PMID 1936116.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Dunne DW, Butterworth AE, Fulford AJ, Ouma JH, Sturrock RF (1992). “Human IgE responses to Schistosoma mansoni and resistance to reinfection” (PDF). 《Mem. Inst. Oswaldo Cruz》. 87 Suppl 4: 99–103. PMID 1343933.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Pritchard DI, Quinnell RJ, Walsh EA (1995). “Immunity in humans to Necator americanus: IgE, parasite weight and fecundity”. 《Parasite Immunol.》 17 (2): 71–5. PMID 7761110.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Faulkner H, Turner J, Kamgno J, Pion SD, Boussinesq M, Bradley JE (2002). “Age- and infection intensity-dependent cytokine and antibody production in human trichuriasis: the importance of IgE”. 《J. Infect. Dis.》 185 (5): 665–72. doi:10.1086/339005. PMID 11865424.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Turner JD, Faulkner H, Kamgno J; 외. (2005). “Allergen-specific IgE and IgG4 are markers of resistance and susceptibility in a human intestinal nematode infection”. 《Microbes Infect.》 7 (7-8): 990–6. doi:10.1016/j.micinf.2005.03.036. PMID 15961339.  CS1 관리 - et al.의 직접적인 사용 (링크) CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Kenneth Murphy, Paul Travers, Mark Walport (2008년 8월 25일). 〈13장 알레르기와 과민반응〉. 김희제 외 9인 역. 《면역생물학》 7판. E PUBLIC. 553-556쪽. ISBN 978-89-6224-204-1.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) CS1 관리 - 추가 문구 (링크) Turner MC, Chen Y, Krewski D, Ghadirian P (2006). “An overview of the association between allergy and cancer”. 《Int. J. Cancer》 118 (12): 3124–32. doi:10.1002/ijc.21752. PMID 16395696.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Nigro EA, Siccardi AG, Vangelista L (2013). “Role and Redirection of IgE against Cancer”. 《Antibodies》 2 (2): 371–391. doi:10.3390/antib2020371.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Olson SH, Chou JF, Ludwig E; 외. (2010). “Allergies, obesity, other risk factors and survival from pancreatic cancer”. 《Int. J. Cancer》 127 (10): 2412–9. doi:10.1002/ijc.25240. PMID 20143395.  CS1 관리 - et al.의 직접적인 사용 (링크) CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Arana A, Wentworth CE, Fernández-Vidaurre C, Schlienger RG, Conde E, Arellano FM (2010). “Incidence of cancer in the general population and in patients with or without atopic dermatitis in the U.K”. 《Br. J. Dermatol.》 163 (5): 1036–43. doi:10.1111/j.1365-2133.2010.09887.x. PMID 20545690.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Santillan AA, Camargo CA, Colditz GA (2003). “A meta-analysis of asthma and risk of lung cancer (United States)”. 《Cancer Causes Control》 14 (4): 327–34. PMID 12846363.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Takhar P; 외. (2005). “Allergen drives class switching to IgE in the nasal mucosa in allergic rhinitis”. 《J Immunol》 174 (8): 5024–32. doi:10.4049/jimmunol.174.8.5024. PMID 15814733.  지원되지 않는 변수 무시됨: |author-separator= (도움말) Permin H, Wilk A. “THE PREVALENCE OF IgE ANTINUCLEAR ANTIBODIES IN RHEUMATOID ARTHRITIS AND SYSTEMIC LUPUS ERYTHEMATOSUS”. 《Acta Pathologica, Microbiologica et Immunologica Scandinavica》 86 (1–6): 245–249.  Elkayam O, Tamir R, Pick AI, Wysenbeek A (1995년 9월). “Serum IgE concentrations, disease activity, and atopic disorders in systemic lupus erythematosus”. 《Allergy》 50 (1): 94–96. PMID 7741196.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Conrad DH, Ford JW, Sturgill JL, Gibb DR (2007년 9월). “CD23: an overlooked regulator of allergic disease”. 《Curr Allergy Asthma Rep.》 7 (5): 331–7. doi:10.1007/s11882-007-0050-y. PMID 17697638.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Holm J, Willumsen N, Würtzen PA, Christensen LH, Lund K (2011년 4월). “Facilitated antigen presentation and its inhibition by blocking IgG antibodies depends on IgE repertoire complexity”. 《J. Allergy Clin. Immunol.》 127 (4): 1029–37. doi:10.1016/j.jaci.2011.01.062. PMID 21377718.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) 대한진단검사의학회 제작 (2012년 9월 23일). “알레르기”. 《Lab Tests Online》. 미국임상화학회(AACC). 2014년 12월 4일에 확인함. [깨진 링크(과거 내용 찾기)] “알레르기 검사”. 《서울대학교병원 의학정보》. NAVER 지식백과. 2014년 12월 4일에 확인함.  Chang TW, Wu PC, Hsu CL, Hung AF (2007). “Anti-IgE antibodies for the treatment of IgE-mediated allergic diseases”. 《Adv Immunol.》. Advances in Immunology 93: 63–119. doi:10.1016/S0065-2776(06)93002-8. ISBN 9780123737076. PMID 17383539.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) “Novartis announces Xolair® approved in EU as first and only licensed therapy for chronic spontaneous urticaria (CSU) patients unresponsive to antihistamines”. Novartis. 2014년 3월 6일. 2014년 12월 18일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2014년 12월 4일에 확인함.  “Novartis announces US FDA approval of Xolair® for chronic idiopathic urticaria (CIU)”. Novartis. 2014년 3월 21일. 2014년 12월 3일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2014년 12월 4일에 확인함.  Chen JB, Wu PC, Hung AF, Chu CY, Tsai TF, Yu HM, Chang HY, Chang TW (2010년 2월). “Unique epitopes on C epsilon mX in IgE-B cell receptors are potentially applicable for targeting IgE-committed B cells”. 《J Immunol.》 184 (4): 1748–56. doi:10.4049/jimmunol.0902437. PMID 20083663.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Brightbill HD, Jeet S, Lin Z, Yan D, Zhou M, Tan M, Nguyen A, Yeh S, Delarosa D, Leong SR, Wong T, Chen Y, Ultsch M, Luis E, Ramani SR, Jackman J, Gonzalez L, Dennis MS, Chuntharapai A, DeForge L, Meng YG, Xu M, Eigenbrot C, Lee WP, Refino CJ, Balazs M, Wu LC (2010년 6월). “Antibodies specific for a segment of human membrane IgE deplete IgE-producing B cells in humanized mice”. 《J Clin Invest.》 120 (6): 2218–29. doi:10.1172/JCI40141. PMC 2877936. PMID 20458139.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) “MEMP1972A”. 《ClinicalTrials.gov》. 미국국립보건원. 2014년 12월 4일에 확인함.  Gauvreau GM, Harris JM, Boulet LP, Scheerens H, Fitzgerald JM, Putnam WS, Cockcroft DW, Davis BE, Leigh R, Zheng Y, Dahlén B, Wang Y, Maciuca R, Mayers I, Liao XC, Wu LC, Matthews JG, O'Byrne PM (2014년 7월 2일). “Targeting membrane-expressed IgE B cell receptor with an antibody to the M1 prime epitope reduces IgE production”. 《Sci Transl Med.》 6 (243): 243ra85. doi:10.1126/scitranslmed.3008961. PMID 24990880.  CS1 관리 - 여러 이름 (링크) Wan T; 외. (2002). “The crystal structure of IgE Fc reveals an asymmetrically bent conformation”. 《Nat Immunol》 3 (7): 681–686. doi:10.1038/ni811. PMID 12068291.  지원되지 않는 변수 무시됨: |author-separator= (도움말)