ABO 부적합 장기이식에서 동종응집소 역가 측정은 초급성, 급성 거부반응의 예방과 혈장교환술, 면역억제제투여 등 이식 후 치료 결정을 위한 경과 관찰 수단으로서 중요한 의미를 지닌다[1,2]. 특히, ABO 동종응집소 중 IgG 항체는 O형 개인과 간이식 주요 대상자인 간부전환자에서 더 높다고 알려져 있고[3,4] 신장이식대상자에서 이식편 조기예후인자 및 혈장교환술 예측인자[5,6]로서 매우 중요하지만, 국내 많은 검사실에서 시간과 노동의 효율을 고려하여 총 동종응집소 역가만을 측정하고 있다. 따라서 본 연구에서는 IgG 동종응집소 검사를 수행하지 못하는 경우 IgG 동종응집소 역가 예측을 보조할 수 있도록 총 동종응집소와 IgG 동종응집소 역가의 산술-기하적 관계를 확인하고자 하였다. 또한, 동종응집소 역가에 환자 요인(나이, 성별, ABO 혈액형, 이식장기)이 미치는 영향 여부를 분석하였다.

본 연구는 순천향대학교 부속 서울병원 임상연구심의위원회의 승인을 받아 진행하였다(IRB No: 2022-09-015). 2017년 1월부터 2022년 4월까지 본원에서 신장, 간 이식 받은 환자 65명(17∼68세, 중앙값 52세)의 이식 전∙후 검체 3,676건에서 측정된 총 동종응집소와 IgG 동종응집소 검사 결과를 비교분석하였으며, 대상자와 검체의 기본 특성은 Table 1과 같다. 과거 골수 이식을 받았거나 혈액암 병력이 있는 경우 대상군에서 배제하였다.

Table 1

Distribution of total and IgG isoagglutinin titers according to the basic characteristics of patients

Characteristics	N (%) of samples (total N=3,676)	N (%) of patients (total N=65)	Total isoagglutinin			IgG isoagglutinin
			Range	GM±GSD		Range	GM±GSD
Isoagglutinin	3,676 (100%)	65 (100%)	0∼214	5.8±2.9		0∼214	5.7±3.0
Sex
Male	2,238 (60.9%)	40 (61.5%)	0∼214	6.0±3.2		0∼214	5.8±3.2
Female	1,438 (39.1%)	25 (38.5%)	0∼211	5.6±2.5		0∼211	5.6±2.5
Blood types
A type	190 (5.2%)	25 (38.5%)	0∼28	4.4±1.8		0∼28	3.8±2.2
B type	1,302 (35.4%)	17 (26.2%)	0∼29	2.5±1.8		0∼29	2.4±1.9
O type	2,184 (59.4%)	23 (35.4%)	0∼214	6.9±2.4		0∼214	6.8±2.4
Transplanted organs
Liver	2,213 (60.2%)	12 (18.5%)	0∼214	5.7±3.2		0∼214	5.6±3.3
Kidney	1,463 (39.8%)	53 (81.5%)	0∼212	6.0±2.2		0∼212	6.0±2.3

Abbreviation: GM, geometric mean; GSD, geometric standard deviation; IgG, immunoglobulin G.

동종응집소 역가는 American Association of Blood Banks (AABB) Technical Manual [7]에 따라 원주응집법(column agglutination technique)으로 측정하였다. 10개의 시험관을 준비하여 번호를 붙이고, 각각 생리식염수 0.1 mL를 분주하였다. 첫 번째 시험관에 환자의 혈청 0.1 mL를 혼합한 후, 두 번째 시험관으로 0.1 mL를 옮기는 방법으로 연속 배수 희석을 하여 각 검체의 0.05 mL씩 환자 혈액형에 따라 A형 또는 B형 혈구 부유액(ID-DiaCell A1 또는 ID-DiaCell B 시약[0.8%]) 0.05 mL씩 분주해 둔 LISS/Coombs 카드(DiaMed GmbH, Cressier FR, Switzerland)에 점적하였다. 37℃ 15분간 ID-Incubator 37 S I (Bio-rad, Cressier FR, Switzerland)에서 인큐베이션(Incubation)한 후 ID- Centrifuge 12 S II (Bio-rad, Cressier FR, Switzerland)에서 85 g 10분간 원심분리하여 임상병리사와 진단검사의학과 의사가 각각 육안으로 응집반응을 판독하였다. 제조사 지침서에서는 AABB [7]와 마찬가지로 1+부터 양성반응으로 정의하였지만, 본 검사실은 AuBuchon 등[8]이 제시한 방법에 근거하여 LISS/Coombs 카드 마이크로튜브 바닥 적혈구 덩어리(pellet) 바로 위에 소수의 응집체가 남아 있는 약한 응집반응이 있을 경우 약한 양성반응으로 판독하였고, 역가의 최종점은 지침서와 동일하게 약한 양성반응을 보이는 가장 높은 희석배수의 역수로 설정하였다 [8-10]. 일차적으로 측정된 역가는 총 동종응집소에 해당하며, 혈구 부유액을 분주할 때 0.01 M dithiothreitol (DTT) (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 0.05 mL를 추가하여 총 동종응집소에서 IgM이 제거된 IgG 동종응집소를 측정하였다. DTT 시약은 0.154 g DTT를 pH 7.3 인산완충식염수(phosphate-buffered saline, PBS) 0.1 mL에 용해하였고, –40℃에 보관하였다.

모든 통계 분석은 2의 거듭제곱으로 보고되는 데이터에 로그를 취한 값으로 시행하였다[11,12]. 동일인에서의 반복적 측정이 동종응집소 역가에 영향을 줄 수 있음을 고려하여 일반화 추정방정식(generalized estimation equation, GEE)으로 로지스틱 회귀분석을 적용하였으며[13], 단변수 분석(univariable analysis)을 통해 나이, 성별, 혈액형, 이식장기 등의 환자 요인과 동종응집소 역가 간 관계를 일대일로 확인한 후 다변수 분석(multivariable analysis)을 시행하여 환자 요인이 동종응집소 역가에 미치는영향이 보정된 결과를 확인하였다. 또한, 총 동종응집소 단독 검사의 유효성을 판단하기 위해 Deming 회귀분석으로 총 동종응집소 역가와 IgG 동종응집소 역가의 일치도를 평가하였다[11]. SPSS Statistics version 26 (IBM, New York, USA)과 MedCalc for Windows, version 20.116 (MedCalc software, Ostend, Belgium)으로 통계 분석을 하였고, P value<0.05에서 통계적으로 유의미하다고 해석하였다.

총/IgG 동종응집소 역가는 약 0 이상 2¹⁴이하로 분포하였고, 기하평균은 각각 5.8, 5.7이었다. 각 환자요인에 따른 총/IgG 동종응집소 역가의 분포와 기하평균은 Table 1와 같다. 총 동종응집소 역가에 영향을 주는 요인 분석 결과 단변수 및 다변수 분석 모두에서 ABO 혈액형이 유일하게 통계적 유의성을 보였다(Table 2A). O형 총 동종응집소 기하평균역가는 A형 총 동종응집소 기하평균역가와 4.8 (P<0.05, GEE), B형 총 동종응집소 기하평균역가와 5.9의 차이를 보였다(P<0.05, GEE). IgG 동종응집소 역가 또한 단변수 및 다변수 분석 모두에서 ABO 혈액형과의 관련성이 통계적으로 유의하였다(Table 2B). O형 IgG 동종응집소 기하평균역가는 A형 IgG 동종응집소 기하평균역가와 4.8 (P<0.05, GEE), B형 IgG 동종응집소 기하평균역가와 5.9의 차이를 보였다 (P<0.05, GEE). O형, A형, B형 순으로 총/IgG 동종응집소의 역가가 높았다. 나이는 총/IgG 동종응집소 역가에서 뚜렷한 비례관계를 보이지 않았으나 통계적 유의성은 없었고, 남성이 여성보다 그리고 신장이식대상자가 간이식대상자보다 총/IgG 동종응집소 기하평균역가가 높았으나 통계적 유의성은 없었다.

Table 2

The associations of the factors of (A) total and (B) IgG isoagglutinin titers (log-transformed values) analyzed by generalized estimated equations (GEE)

Characteristics	Reference value	Univariable analysis			Multivariable analysis
		β (95% CI)	P value		β (95% CI)	P value
(A)
Age		–0.1 (–0.3∼0.0)	0.139		0.0 (–0.1∼0.2)	0.152
Sex
Male	Female	0.2 (–2.4∼2.7)	0.885		0.4 (–0.5∼1.3)	0.706
Blood types
A type	O type	–4.0 (–5.0∼–3.0)	<0.05		–4.3 (–5.4∼–3.2)	<0.05
B type	O type	–5.8 (–7.1∼–4.4)	<0.05		–5.9 (–7.2∼–4.6)	<0.05
Transplanted organs
Liver	Kidney	–0.2 (–1.1∼–0.8)	0.694		–0.2 (–1.1∼0.6)	0.546
(B)
Age		–0.1 (–0.2∼0.1)	0.332		0.0 (–0.1∼0.0)	0.132
Sex
Male	Female	0.0 (–2.6∼2.7)	0.971		0.3 (–0.6∼1.2)	0.525
Blood types
A type	O type	–4.5 (–5.6∼–3.5)	<0.05		–4.8 (–6.0∼–3.7)	<0.05
B type	O type	–5.7 (–7.1∼–4.3)	<0.05		–5.9 (–7.2∼–4.6)	<0.05
Transplanted organs
Liver	Kidney	–0.2 (–1.1∼0.8)	0.708		–0.3 (–1.1∼0.5)	0.495

Estimates of the regression coefficient (β), 95% confidence intervals (CI), and P values are listed in the table.

A형에서 총 동종응집소 역가는 IgG 동종응집소 역가의 약 1.6배(2^67.1×10^–2)로 2⁰∼2¹에 해당하는 차이였다(P<0.05). B형과 O형은 총 동종응집소 역가가 IgG 동종응집소 역가의 약 1.9배(2^95.1×10^–2), 2.0배(2^98.5×10^–2)로 각각 약 2¹의 차이를 보였다(P<0.05, GEE) (Table 3). A형과 B형을 통합한 경우, 총 동종응집소 역가는 IgG 동종응집소 역가의 약 1.9배(2^88.9×10^–2), A형, B형, O형을 모두 통합한 경우에는 약 2.0배로 모두 2¹에 근접한 차이였다(P<0.05). 총 동종응집소 역가와 IgG 동종응집소 역가 간 일치도는 Deming 회귀식에서 A형, B형, O형의 기울기가 각각 0.8, 0.9, 1.0, 절편이 1.3, 0.1, 0.1로 좋은 일치도를 보였다.

Table 3

The associations and agreement between total and IgG isoagglutinin titers (log-transformed values) according to blood types

Blood types	Univariable analysis		Multivariable analysis	P value	Slope (95% CI)	Intercept (95% CI)
	β (95% CI)		β (95% CI)
A type	67.3×10–2 (55.7×10–2∼79.0×10–2)		67.1×10–2 (56.1×10–2∼78.0×10–2)	<0.05	0.8 (7.4∼0.9)	1.3 (0.9∼1.6)
B type	94.3×10–2 (90.0×10–2∼98.7×10–2)		95.1×10–2 (91.0×10–2∼99.1×10–2)	<0.05	0.9 (0.9∼1.0)	0.1 (0.1∼0.2)
O type	98.3×10–2 (93.8×10–2∼102.9×10–2)		98.5×10–2 (94.4×10–2∼102.6×10–2)	<0.05	1.0 (1.0∼1.0)	0.1 (0.1∼0.2)
A and B types	89.8×10–2 (82.7×10–2∼96.9×10–2)		88.9×10–2 (94.4×10–2∼102.6×10–2)	<0.05	1.0 (0.9∼1.0)	0.2 (0.2∼0.2)
A, B, and O types	97.8×10–2 (94.7×10–2∼101.0×10–2)		97.8×10–2 (95.0×10–2∼100.7×10–2)	<0.05	1.0 (1.0∼1.0)	0.1 (0.1∼0.1)

The regression coefficient (β) and P values of univariable and multivariable by GEE with slope and intercept by Deming regression are listed in the table.

Abbreviation: CI, confidence intervals; GEE, generalized estimated equations. IgG, Immunoglobuin G.

보건복지부 국립장기조직혈액관리원의 ‘2019년도 장기등 이식 및 인체조직 기증 통계연보’에 따르면[14], ABO 부적합 장기이식은 뇌사 이식의 경우 신장과 간이식에서 각각 5.4%와 18.4%, 생체 이식의 경우 29.4%와 22.6%로 면역억제제와 혈장교환술의 발전에 따라 그 빈도가 증가하고 있다. ABO 부적합 고형장기 이식 후 ABO 동종응집소 역가는 반동성으로 높아지는 경향을 보이는데, 이식 2∼3주 후 동종응집소가 이식편에 영향을 덜 미치는 시점(accommodation)이 오기 전까,지[15] 초급성, 급성 거부반응을 예방하고 용혈수혈반응을 줄이기 위해 역가를 낮게 유지하는 것이 필요하다[5,16]. 따라서 이식 전후 ABO 동종응집소 검사로 항체 역가를 감시하는 것은 안정적인 이식편 생착에 도움이 된다. 동종응집소 중 IgG 항체는 신장이식 환자에서 그 역가가 낮을 경우, IgM 항체 역가 측정만으로도 예후 예측이 용이하다는 연구가 있으나[17], O형 및 간부전 환자에서는 IgG 항체의 역가가 높고, IgM에 비해 반감기가 길어 이식 후 오래 잔존할 가능성이 높아[18] 이식환자의 예후를 예측하는 데에 중요성을 간과할 수 없다. 이에 본 검사실에서는 ABO 동종응집소 측정시 총 동종응집소와 함께 IgG 동종응집소 역가도 측정하여 보고하고 있다. 그러나 국내 많은 검사실에서는 IgG 동종응집소 검사를 추가하는데 드는 비용과 노동력, 검사보고시간 지연 등의 이유로 총 동종응집소 역가만을 측정하고 있다. 2021년 수혈의학분야 국내 신빙도조사사업 결과에 따르면[19], 항글로불린법(anti-human globulin, AHG)을 사용하여 IgG 동종응집소 역가를 측정하는 검사실은 43.0% (61/142), DTT를 처리하여 IgG 동종응집소 역가를 측정하는 검사실은 7.0% (10/142)였다. 2022년 기준으로 IgG 동종응집소 역가를 측정하기 위해 DTT 처리까지 추가되는 검사 비용은 Park 등[20]의 연구에서 산정한 방식을 적용할 때 원주응집법과 시험관법이 각각 약 14,242원, 11,198원이고, O형의 경우 2배의 비용이 들기 때문에 현재 ABO 동종응집소에 대한 건강보험요양급여비용 8,988원을 초과하는 실정이다.

본 연구에서 약 5년간 신장 및 간이식 대상자의 이식 전후 총 동종응집소와 IgG 동종응집소 검사 3,676건을 분석한 결과 총 동종응집소 역가는 IgG 동종응집소 역가에 비해 A형, B형, O형에서 각각 약 1.6배(2^67.1×10^–2), 1.9배(2^95.1×10^–2), 2.0배(2^98.5×10^–2) 높았고(P<0.05, GEE) 두 역가 간 높은 일치도를 보였기 때문에, IgG 동종응집소 역가는 총 동종응집소 역가를 기반으로 안정적인 예측이 가능할 것으로 추정된다. A형은 약 1.6배(2⁰∼2¹)에 해당하는 차이로 역가 차이가 1 미만이었고, B형과 O형은 각각 약 1.9배, 2.0배로 역가 차이가 1에 근접하였다(Table 3). A형과 B형을 통합한 경우 총 동종응집소 역가는 IgG 동종응집소 역가의 약 1.9배(2^88.9×10^–2), A형, B형, O형을 모두 통합한 경우에는 약 2.0배(2^97.8×10^–2)였다. A형의 경우, 혈액형을 통합할수록 역가 차이가 점점 1에 가까워지므로 오차가 커질 가능성이 있다. ABO혈액형이 단변량 및 다변량 분석 모두에서 총/IgG 동종응집소 역가와 통계적으로 유의미한 관련성(P<0.05, GEE)을 보인 것을 고려할 때(Table 2), 혈액형 별로 구분하여 총/IgG 동종응집소 역가 간 관계를 예측하는 것이 근거를 높일 수 있을 것으로 추정된다.

한편, 나이, 성별, 이식 장기 종류는 동종응집소 역가에 영향을 미치지 않는 것으로 분석되었다. 나이의 경우 일반적으로 5∼10세에 동종응집소 역가의 최대치에 도달하여 80세 이후 점점 감소하는 것으로 알려졌으나[21], 본 연구 대상자들의 연령 분포는 17∼68세(중앙값 52세)이므로 유의미한 관련성이 확인되지 않았을 가능성도 배제할 수 없다. 여성은 남성에 비해 높은 동종응집소 역가를 보인다고 알려졌으나[21], 아직 그 이유가 명확히 밝혀진 바가 없고, 과거 연구들 간 일치되지 않은 경향을 보여왔는데[10,20,22], 본 연구에서도 통계적으로 유의미하지 않았다. 또한, 간이식 대상자군이 신장이식 대상자군보다 IgG 동종응집소 역가가 낮았으나 통계적으로 유의미하지는 않았다. Choi 등[4]의 연구에서는 이식 전과 이식 후 시기별로 신장 및 간이식 환자의 동종응집소 역가를 비교분석하였는데, 이식 전부터 이식 후 1주까지 간이식 환자가 신장이식 환자에 비해 IgG 동종응집소가 높았고 통계적으로 유의미하였다. 두 연구 간에는 총 검사 건수 (3,676건 vs. 251건) 외에도 본 연구에서는 총/IgG 동종응집소 역가 차이를 시기별로 구분하지 않았다는 차이가 있었다.

본 연구의 제한점은 다음과 같다. 동종응집소 역가에서 이식 전, 후가 구분되지 않았고 면역억제제 투여 및 혈장교환술 시행여부가 고려되지 않았다. 해당 요인들은 개인내에서 총/IgG 동종응집소 역가 차이를 발생시킬 수 있을 것으로 추정된다. 이식 후 Rituximab 사용 및 혈장교환술을 시행한 신장이식 환자들의 추적 관찰 동안 IgG, IgM 동종응집소 역가에 차이가 발생하는 것이 관찰된 바[4,17,23] 있으므로 향후 이들의 영향을 확인하는 연구가 필요할 것이다. 또한, 대상자들의 연령 중앙값이 52세로 비정규분포를 이루어 고른 연령층을 반영하지 못하였으나, 장기이식 대상자의 51.6%가 50∼64세, 26.4%가 35∼49세임[14]을 감안할 때 다수의 이식대상자들에게 유효한 결과가 될 수 있을 것이다. 이 외 O형(59.4%)과 B형(35.4%)에 비해 A형(5.2%) 검체가 적은 것과 건강인 대조군의 동종응집소 역가와 비교분석하지 못한 것도 고려해야 할 점이다. 하지만, 본 연구는 동종응집소 역가를 분석한 다른 연구들[4,20,24,25]과 비교하여 검사 건수가 많고, 통계 분석시 개인 내 반복 결과를 고려한 연구라는 점에서 높은 신뢰도를 갖는다. 무엇보다 총 동종응집소 역가와 IgG 동종응집소 역가 간 차이를 비교[4,20,24,25]하는 것에서 나아가 산술-기하적 관계를 확인하였다는 의의를 가진다.

결론적으로 ABO 부적합 장기이식대상자의 IgG 동종응집소 역가 측정에 비용과 소요 시간 등으로 여의치 않아 총 동종응집소만 측정할 경우, A형, B형, O형에서 총 동종응집소 역가는 IgG 동종응집소 역가의 각각 약 1.6배(2^67.1×10^–2), 1.9배(2^95.1×10^–2), 2.0배(2^98.5×10^–2)로 예측하여 적용할 수 있을 것으로 생각된다.

배경: ABO 부적합 장기이식에서 동종응집소 역가 측정은 중요하다. 특히 IgG 동종응집소 역가는 신장이식에서 이식편의 예후인자로서 사용되는 중요한 검사이지만, 많은 검사실에서 시간과 노동 효율을 고려하여 총 동종응집소 역가만을 측정한다. 본 연구에서는 총 동종응집소와 IgG 동종응집소 역가의 산술-기하적 관계를 분석하여 총 동종응집소 역가로 IgG 동종응집소 역가를 예측하는 보조 수단을 제안하고자 하였으며, 동종응집소 역가에 영향을 미치는 환자 요인들을 함께 분석하였다.

방법: 순천향대학교 부속 서울병원에서 2017년 1월부터 2022년 4월까지 간, 신장 이식수술을 받은 65명의 이식 전후 총/IgG 동종응집소 검사 각 3,676건을 분석하였다. 동종응집소 역가 측정은 연속 희석된 혈청으로 원주응집법(column agglutination technique)을 사용하여 수행하였다. 일차적으로 측정된 결과는 총 동종응집소 역가에 해당하고, 추가로 dithiothreitol (DTT)를 처리하여 총 동종응집소에서 IgM이 제거된 IgG 동종응집소 역가를 측정하였다. 일반화 추정방정식(generalized estimation equation, GEE)과 Deming 회귀분석을 통해 총/IgG 동종응집소 검사 및 환자 요인과의 관계와 두 검사 간 일치도를 확인하였다.

결과: A형, B형, O형에서 총 동종응집소 역가는 IgG 동종응집소 역가의 각각 약 1.6배(2^67.1×10^–2), 1.9배(2^95.1×10^–2), 2.0배(2^98.5×10^–2)에 해당하였고(P<0.05, GEE), 총/IgG 동종응집소 검사간 일치도는 모든 혈액형에서 높았다. ABO 혈액형은 총/IgG 동종응집소 역가에 영향을 주었고, 통계적으로도 유의미하였으나(P<0.05, GEE), 나이, 성별, 이식 장기 종류에 대한 영향은 통계적으로 유의미한 결과를 보이지 않았다.

결론: ABO 부적합 장기이식대상자의 IgG 동종응집소 역가 측정이 검사실 상황에서 여의치 않아 총 동종응집소만 측정할 경우, 보조 수단으로서 A형, B형, O형에서 총 동종응집소 역가는 IgG 동종응집소 역가의 각각 약 1.6배(2^67.1×10^–2), 1.9배(2^95.1×10^–2), 2.0배(2^98.5×10^–2)로 예측하여 적용할 수 있을 것으로 생각된다.