Quantitative Analysis of Small Intestinal Mucosa Using Morphometry in Cow's Milk-Sensitive Enteropathy

우유 과민성 장병증(cow's milk-sensitive enteropathy)에서 소장 생검조직의 형태학적 계측을 이용한 정량적 분석

Purpose: To make objective standards of small intestinal mucosal changes in cow's milk-sensitive enteropathy (CMSE) we analyzed histological changes of endoscopic duodenal mucosa biopsy specimens from normal children and patients of CMSE. Methods: We review the medical records of patients who had been admitted and diagnosed as CMSE by means of gastrofiberscopic duodenal mucosal biopsy following cow's milk challenge and withdrawal. Thirteen babies with CMSE, ranging from 14 days to 56 days of age, were studied. Five non-CMSE patients were used as control, ranging from 22 days to 72 days of age. The morphometric parameters under study were villous height, crypt zone depth, ratio of villous height to crypt zone depth, total mucosal thickness and length of surface epithelium by using H & E stained specimens under the drawing apparatus attached microscope. In addition, the numbers of lymphocytes in the epithelium and eosinophil cells in the lamina propria and epithelium were measured. Results: In the duodenal mucosal biopsy specimens in CMSE we found partial and subtotal villous atrophy with an increased number of interepithelial lymphocytes. The mean villous height($135{\pm}59\;{\mu}m$), ratio of villous height to crypt zone depth ($0.46{\pm}0.28$), total mucosal thickness ($499{\pm}56\;{\mu}m$), length of surface epithelium of small intestinal mucosa ($889{\pm}231\;{\mu}m$) in CMSE was significantly decreased compared with the control (p<0.05). The mean crypt zone depth ($311{\pm}65\;{\mu}m$) was significantly greater than the control ($188{\pm}24\;{\mu}m$)(p<0.05). Infiltration of interepithelial lymphocytes ($34.1{\pm}10.5$) were significantly greater than the control ($13.6{\pm}3.6$)(p<0.05). The number of eosinophil cells in both lamina propria and epithelium was no significant differences between groups (p>0.05). The small intestinal mucosa in treated CMSE showed much improved enteropathy of villous height, crypt zone depth, interepithelial lymphocytes compared with the control as well as untreated CMSE. Conclusion: Quantitation of mucosal dimensions confirmed the presence of CMSE. It seems to be a limitation in the capacity of crypt cells to compensate for the loss of villous epithelium in CMSE. Specimens obtained by gastrofiberscopic duodenal mucosal biopsy were suitable for morphometric diagnosis of CMSE. Improvement of CMSE also can be confirmed histologically after the therapy of protein hydrolysate.

목 적: 우유 과민성 장병증(cow's milk-sensitive enteropathy, CMSE)은 우유를 식이 하였을 때 유해 반응과 함께 발생하는 상부 소장 점막의 손상이 병리적 특징으로 관찰되며, 이러한 점막의 손상은 우유를 제거하면 회복될 수 있고, 다시 유발시험을 하면 재발될 수 있다. CMSE 환자에서 소장 점막 손상의 정도를 형태학적 계측을 이용하여 정량적으로 분석하여 보고, 이를 이용한 CMSE의 진단적 가치 및 병리적 특성에 관하여 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 대상 및 방법: 1994년 3월부터 1996년 6월까지 만성 설사와 성장 장애를 주소로 대구효성가톨릭 대학병원 소아과에 입원한 환자에서 우유에 대한 유발, 제거시험에 따른 임상적 반응 및 상부위장 관내시경을 시술하여 얻게 된 십이지장부의 생검조직 소견을 통하여 CMSE로 진단된 생후 $30.4{\pm}11.7$(14~56)일된 13명의 환아를 대상으로 하였다. 소장 생검조직의 형태학적 계측을 이용하여 융모 높이(villous height, VH), 음와 영역 깊이(crypt zone depth, CZD), 점막전체 두께(total mucosal thickness, TMT), 음와 영역에 대한 융모의 상대적 높이(VH/CD), 융모 1 mm당 상피세포간 림프구의 수(interepithelial lymphocytes, IEL), 0.5 mm의 점막근육판(muscularis mucosa)에 해당하는 상피 표면의 길이(length of surface epithelium, LSE), 상피층의 호산구 침윤(EOS-EP), 고유층(lamina propria)의 호산구 침윤(EOS-LP)을 측정하고, 대조군 및 회복기 생검 조직과 비교하였다. 결 과: 1) VH는 CMSE 환자군에서 $135{\pm}59\;{\mu}m$으로 대조군 $408{\pm}48\;{\mu}m$에 비하여 유의하게 낮았으며(p<0.001), 전례에서 융모 위축의 소견이 관찰되었다. 2) CZD는 CMSE 환자군에서 $311{\pm}65\;{\mu}m$으로 대조군 $188{\pm}24\;{\mu}m$에 비하여 유의하게 깊었다(p<0.05). 3) TMT는 CMSE 환자군에서 $449{\pm}56\;{\mu}m$으로 대조군 $596{\pm}71\;{\mu}m$에 비하여 유의하게 낮았다(p<0.001). 4) VH/CD는 CMSE 환자군에서 $0.46{\pm}0.28$로 대조군 $2.17{\pm}0.12$에 비하여 유의하게 낮았다(p<0.001). 5) LSE는 CMSE 환자군에서 $889{\pm}231\;{\mu}m$으로 대조군 $2547{\pm}378\;{\mu}m$에 비하여 유의하게 낮았다(p<0.001). 6) IEL은 CMSE 환자군에서 $34.1{\pm}10.5$개로 대조군 $13.6{\pm}3.6$개에 비하여 유의하게 높았다(p=0.001). 7) EOS-EP는 CMSE 환자군에서 $0.47{\pm}0.83$개로 의미 있는 침윤은 관찰되지 않았으며, 대조군 $0.80{\pm}0.84$개와 유의한 차이는 보이지 않았다. EOS-LP는 환자군에서 $2.67{\pm}3.72$개로 의미 있는 침윤은 관찰되지 않았으며, 대조군 $4.0{\pm}2.5$개와 유의한 차이를 보이지 않았다. 8) 회복기의 형태학적 변화는 VH $320{\pm}34\;{\mu}m$, CZD는 $194{\pm}19\;{\mu}m$, TMT $514{\pm}21\;{\mu}m$, VH/CD $1.41{\pm}0.25$, LSE $1840{\pm}210\;{\mu}m$, IEL $10.8{\pm}2.3$개로 관찰되었다. 결 론: 소장 조직의 생검은 상부위장관내시경을 이용하여도 그 임상적 유용성이 높으며, CMSE 환자에서 소장 점막의 손상은 형태학적 계측을 통하여 정량적으로 평가할 수 있으며 진단적 민감도가 높다. CMSE에서 점막의 손상은 빠른 융모 상피의 손상에 대한 음와 세포의 충분한 보상의 실패로 사료되며, 단백질 가수분해물의 수유후 빠른 회복이 관찰되었다.