간기능검사 - 검사종목의 이해

[천연물 박사]

간기능검사

검사종목의 이해

1. 빌리루빈

빌리루빈 은 건강한 성인에서 하루 약 250~350mg 생성됩니다. 이중 약 85%가 수명을 다한 적혈구의 파괴로부터 만들어지는 대사산물입니다. 생성장소는 주로 비장, 골수 등의 세망내피계로부터 혈중에 방출됩니다. 이를 유리형 빌리루빈 또는 간접 빌리루빈(indirect bilirubin)이라고 합니다. 간접 빌리루빈은 물에 녹지 않습니다. 혈중에서는 알부민과 결합해 간으로 이동합니다.간에서 물에 녹는 포합형 빌리루빈 또는 직접 빌리루빈(direct bilirubin)으로 변화됩니다. 변화된 빌리루빈은 담즙에 포함되어 장관으로 배출됩니다.

빌리루빈의 직접형과 간접형의 명칭은 아조색소법에 대해 알코올 처리후 반응하는 빌리루빈을 간접형, 무처리후 반응하는 것을 직접형으로 구분됩니다. 빌리루빈 은 간질환과 황달의 진단에 중요한 검사 중 하나입니다.

(1) 총 빌리루빈

• 증가하는 경우 : 황달
• 감소하는 경우 : 소구성 저색소성빈혈, 악액질

(2) 직접빌리루빈

• 증가하는 경우 : 간세포성 황달, 간내 담즙울체, 용혈성 빈혈, 듀빈-존슨 증후군

(3) 간접 빌리루빈

• 증가하는 경우 :각종 용혈성 질환, 체질성 황달(질베르 증후군, 크리글러나야 증후군) 신생아 황달
• 감소하는 경우 : 소구성 저색소성빈혈, 악액질

2. 암모니아

암모니아는 아미노산과 핵산의 주 대사산물입니다. 암모니아를 요소로 전환시키는 요소회로(urea cycle)의 주요 효소들이 간세포에만 존재합니다. 암모니아는 간에서만 대사됩니다.

간경변 또는 (라이 증후군을 포함한) 급성 전격간부전 등에 의해 간의 대부분이 파괴되면, 요소회로의 효소들이 고갈됩니다. 암모니아의 혈중 농도가 증가되어 간성뇌병증(hepatic encephalopathy)을 일으키게 됩니다. 암모니아 검사는 간성혼수, 간뇌증후군 등의 진단과 치료관찰에 이용됩니다.

• 증가하는 경우 : 간성혼수, 중증 간질환, 간성뇌증(전격성 간염, 간경변, 문맥 -체순환 shunt 등), Reye증후군, 요소 사이클 효소 결손증

3. 콜레스테롤

간은 지질단백(lipoprotein)의 합성 및 대사의 중요 장소입니다. 간 질환은 지질단백 이상을 흔히 초래합니다.

간경변을 포함한 심한 간 질환에서는 고밀도지질단백(HDL) 감소 및 고중성지방혈증이 발생합니다(중성지방 250~500mg/dL).

심한 급성 및 만성 간세포 부전증이 있으면 콜레스테롤의 합성이 저하되어 혈중 콜레스테롤치가 떨어집니다. 회복기에 들어서면 콜레스테롤치는 다시 상승하여 정상화됩니다.

혈청 콜레스테롤치는 간질환 뿐 아니라 영양결핍증이 있는 경우에도 저하될 수 있습니다. 담즙 정체증이 있는 환자들에서는 혈청 콜레스테롤치가 상승하고 중성지방도 증가합니다.

• 증가하는 경우 : 원발(성) 고콜레스테롤혈증(가족성 고콜레스테롤혈증, III형 고지혈증, 지단백 리파아제 결손증 등), 속발(성) 고콜레스테롤혈증(당뇨병, 갑상선 기능저하증, 신증후군, 간암, 폐쇄성 황달 등)
• 감소하는 경우 : 일차성 저콜레스테롤혈증(α-지단백 결손증, 무/저β 지단백혈증 등), 이차성 저콜레스테롤혈증(갑상선기능 항진증, 간세포 장애 등)

4. 알부민 및 기타 혈청 단백

간은 대부분의 혈장 단백을 합성하는 장소입니다. 모든 단백질의 90% 이상과 알부민의 100%가 간에서 합성됩니다. 간조직의 심한 파괴는 혈청 총단백과 알부민 농도의 감소를 가져옵니다.

간경변에서는 간세포 파괴 이외에 문맥고혈압도 단백 합성 감소에 관여합니다. 이는 간으로의 단백 전구물질인 아미노산 전달이 감소되기 때문입니다.

혈청 총단백과 알부민 농도는 간기능검사에서 매우 중요합니다.

신장 질환, 영양결핍, 단백-소실 창자병증, 드물게는 만성 염증 질환 등 혈청 총단백과 알부민이 감소되는 다른 원인들도 있음을 꼭 기억해야 합니다.

• 증가하는 경우 : 탈수증, 영양과다
• 감소하는 경우 : 중증 간질환, 신증후군, 영양실조, 흡수불량 등

5. 응고인자

혈액응고는 매우 복잡한 과정을 거치는 일련의 과정입니다. 여기에는 최소한 13개의 응고 인자들이 관여합니다.

제 I, Ⅱ, V, Ⅶ, Ⅸ, X, 및 XIII인자들이 간에서 합성됩니다.

간세포의 기능장애가 있을 때 이들의 합성이 적어지고 따라서 혈액응고의 지연이 나타납니다. 이때 가장 널리 사용하는 검사가 프로트롬빈 시간(PT)입니다. 이 검사는 제 I, Ⅱ, V, Ⅶ 및 X인자들에 의해 영향을 받습니다.

프로트롬빈 시간의 지연은 간질환 이외에 여러 선천성 응고인자 결핍증, 응고인자의 소모성 질환 그리고 이에 영향을 끼치는 약물 복용시에도 보일 수 있어 해석에 주의를 필요로 합니다.

간세포 질환의 진단시 프로트롬빈 시간은 예민한 검사가 되지는 못합니다. 간경변증까지 진행하여 간의 합성능이 심하게 저하되었을 때 비로소 비정상 소견을 보이기 때문입니다. 이 검사는 간기능이 심하게 저하된 환자들에서 출혈 위험도를 판단하는데 크게 도움이 됩니다.

간침생검이나 외과적 처치를 할 경우 출혈의 가능성을 예측하고 이를 예방하는데 중요한 지표가 됩니다.

6. 아미노전이효소(Aminotransferases)

AST와 ALT는 매우 유용하며 가장 기본적인 간기능검사 항목입니다.

AST와 ALT는 반감기가 각각 17시간과 47시간입니다. 정상범위는 약 40 IU/L 이하입니다. AST는 심장, 근육, 혈구 등을 포함한 체내 대부분에 존재합니다. ALT는 주로 간에만 존재합니다.

AST와 ALT의 활성도(농도)는 간세포 내가 가장 높습니다. AST는 혈장의 약 7000배, ALT는 혈장의 약 3000배 정도로 많이 존재합니다.

비타민 B₆ 결핍 때는 간의 ALT 합성이 감소됩니다. 급성 간세포 손상의 초기에는 간세포 내 농도가 더 높은 AST가 ALT보다 더 많이 증가합니다 24~48시간 뒤부터는 반감기가 더 긴 ALT가 AST보다 더 높아집니다.

예외적으로 알코올성 간염에서는 AST가 더 증가하게 됩니다. 알코올성 간 질환에서는 AST:ALT 비율(DeRitis 비율로도 불림)이 3~4:1정도가 됩니다. 알코올중독자는 비타민 B6결핍 때문에 AST와 ALT 농도가 실제보다 낮게 나올 수 있다는 점을 꼭 기억하여야 합니다.

만성 간세포 손상 시에는 AST보다 ALT가 더 높은 경우가 흔합니다.

섬유화가 진행되면 ALT는 감소하게 되고 AST:ALT 비율은 점차 높아지게 됩니다. 간경변 상태에 이르면 ALT보다 AST가 더 높은 경우가 많습니다.

말기 간경변에서는 광범위한 간 파괴로 인해 보통 AST와 ALT가 높지 않습니다.
심지어 감소할 수도 있습니다. 급성 전격 간부전 때는 AST와 ALT가 모두 크게 증가됩니다.

• 증가하는 경우 : 전격성 간염,바이러스성 간염, 약제성 간장애, 알코올성 간염, 만성간염, 간암, 간경변, 담즙울체, 폐쇄성 황달

7. 젖산탈수소효소(Lactate Dehydrogenase, LD)

LDH는 대부분의 조직이나 장기에 넓게 분포합니다.

LDH가 포함되어 있는 장기가 손상을 받으면 그 조직으로부터 LDH가 유리되어 혈청 중 농도가 상승하게 됩니다.

일반적으로 처음에는 총 활성을 측정하여 높은 수치를 보였을 경우에 동종효소를 측정하여 손상장기를 추정합니다.

간염 때 혈청 LD 농도의 상승은, 간의 LD 동종효소(LD₄와 LD₅)의 농도가 AST나 ALT에 비해 상대적으로 낮습니다.(혈청의 약 500배) 반감기도 4~6시간으로 짧습니다.

임상증상이 나타난 때에는 정상으로 떨어진 후가 흔합니다.

다른 간 효소의 상승 없이 ALP의 높은 상승과 함께 총 LD가 500IU/L 이상으로 크게 상승되면 전이암, 원발(성) 간세포암종, 드물게는 혈관종 같은 양성종양 등의 공간점유병변의 가능성이 있습니다.

• 증가하는 경우 : 용혈성 빈혈, 악성빈혈, 심근경색, 백혈병, 악성종양, 급성간염, 감염증 등
• 감소하는 경우 : LDH부분 결손증, 항종양제 또는 면역억제제 투여

8. 알칼리인산분해효소(Alkaline phosphatase, ALP)

정상인의 혈청 ALP는 주로 간과 뼈의 ALP로 구성됩니다.

간 ALP의 반감기는 약 3일입니다. 쓸개길 폐쇄 질환 때 쓸개길의 ALP는 빠르게 상승됩니다. 때때로 정상 상한치의 10배가 넘기도 합니다.

원인은 합성 증가 및 배설 감소로 추정됩니다.

폐쇄성 쓸개즙정체 시 혈청 ALP는 정상 상한치의 2배 이상으로 증가됩니다. 혈청 빌리루빈의 증가 속도와 비례하는 경향이 있습니다.

ALP는 또한 간 손상에 의해 발생한 황달의 대부분에서 중증도로 증가됩니다.

폐쇄가 해소되면 혈청 ALP 농도는 빌리루빈보다 더 나중에 정상으로 떨어집니다.

• 증가하는 경우 : 간질환(간경변, 간세포암, 만성 간염), 담도계질환, 골질환, 부갑상선 기능항진증 등
• 감소하는 경우 : 선천성 hypophosphatasia, 갑상선 기능저하증, 악성빈혈 등

9. Gamma-Glutamyl Transferase (GGT)

GGT는 펩티드의 N말단 글루타민산을 다른 펩티드 또는 아미노산으로 전이하는 효소입니다.

글루타치온 등의 생성에 관여하고 있는 효소입니다.

GGT는 간세포에 다량으로 포함되어 있습니다. GGT는 디아제팜, 페니토인, 페노바비탈 등의 약물이나 알코올 등에 의해 생성이 증가되기 때문에 혈중 농도는 상승합니다.

GGT 검사의 주목적은 ALP 상승의 원인을 감별하는 것입니다.

ALP와 함께 GGT도 상승되었으면 ALP 상승의 원인은 거의 쓸개길(담도)입니다. 원발쓸개관간경변 또는 경화쓸개관염 같은 만성 쓸개즙정체 시에는 GGT가 정상 상한치의 10배 이상으로 크게 상승할 수도 있습니다.

GGT는 또한 만성 음주자의 60~70%에서 대략 음주량과 비례하여 상승됩니다.

GGT의 반감기는 약 10일입니다. 알코올중독의 회복기 때는 28일까지 길어질 수 있습니다.

GGT는 간세포 손상 때보다는 간의 폐쇄성 질환과 공간점유병변 때 더 높게 상승됩니다.

GGT는 간 질환이 없이도, 알코올중독자, 비만한 사람의 일부, 아세트아미노펜, 페니토인, 카르바마제핀 같은 약물의 과다복용 등 때 상승될 수 있습니다.

• 증가하는 경우 : 알코올성 간장애, 약물성 간장애, 담즙울체 (간내, 간외), 급성 간염, 만성 간염, 간경변, 간세포암, 과영양성 지방간 등

ALT와 ASTc(cytoplasmic AST)는 주로 세포질에 존재합니다.

간세포 손상 시 세포막이 파괴되면 이 효소들이 방출되어 굴모양혈관(sinusoid)으로 들어가 혈청 AST와 ALT의 농도가 상승하게 됩니다. ASTm(mitochondrial AST)는 주로 알코올 등에 의한 사립체 손상 시 방출됩니다.

ALP와 GGT는 주로 쓸개모세관(bile canaliculi)쪽 세포막에 붙어있습니다. 쓸개즙정체(cholestasis)시 쓸개즙산(bile acid) 축적에 의해 간세포막이 용해되면 이 효소들이 방출됩니다. GGT는 또한 미세소체 내에도 존재합니다. 미세소체효소-유발 약물(페노바르비탈, 딜란틴 등)은 GGT 합성 및 혈중 GGT 농도를 증가시킬 수 있습니다.

10. 인도사이아닌그린(Indocyanin green, ICG) 검사

ICG는 90% 이상이 간세포에 섭취되어 간으로만 배설됩니다. ICG 투여 후 정체율이 간기능의 지표로 사용됩니다. ICG 검사로 유효 간 혈류량, 간세포의 색소 섭취능 및 배설능을 알 수 있습니다.

(1) ICG-Rmax 검사

ICG-Rmax(maximal removal rate, 최대제거율) 검사는 먼저 ICG 색소 주입 전 혈액을 채혈합니다. 이후 ICG를 0.5mg/kg 및 5.0mg/kg 농도로 최소 5, 6시간의 간격을 두고 투여합니다. 주사 투여한 반대편 팔에서 주입 후 5, 10, 15분의 시간간격으로 채혈합니다. 각각의혈중 소실률을 구하고 부하량을 곱하여 제거율을 구한 다음, Lineweaver-Burk plot으로 ICG-Rmax를 구합니다. 소실률은 ICG-R₁₅와 매우 상관성이 높으므로 현재는 ICG-R₁₅로 대용하는 경우가 많습니다.

(2) ICG-R₁₅검사 (15분 정체율)

ICG-Rmax 검사는 비용이 많이 듭니다 .약 15%의 경우에 정확한 값을 산출할 수 없습니다. 그러므로 ICG-R₁₅검사가 더 많이 이용되고 있습니다. ICG-R₁₅검사는 0.5mg/kg의 ICG를 정주합니다. 15분 동안 5분 간격으로 3회 이상 채혈합니다. ICG 농도의 감소를 측정한 후에 정확히 15분 후의 농도와 정주시 최초 농도에 대한 비율로 계산합니다. ICG-R₁₅의 정상치는 10% 이하입니다. 10~30%를 중등도 증가로 보고, 30% 이상을 고도 증가로 봅니다. 50% 이상의 증가는 로터 증후군및 체질성ICG 배설이상을 고려할 수 있습니다. 이 검사는 ICG의 투여량이 적어 간 혈류량을 반영할 뿐입니다. 간의 기능적 예비력을 평가하는 검사로는 부족할 수 있다는 주장도 있습니다. 빌리루빈은 ICG와 결합을 하고 ICG의 측정은 분광광도계를 이용하기 때문에 혈청 빌리루빈이 2mg/dL 이하로 떨어져야만 결과에 신빙성을 부여할 수 있습니다.
간혹 혈청 빌리루빈이 2mg/dL 이하로 떨어지지 않으면서 ICG 검사가 비정상이라 하더라도 다른 간기능검사가 정상이면 수술을 진행할 수 있습니다.

11. 각 검사종목과 활용의 요약

• Bilirubin : 황달의 진단, 중증도와 상관성
• Alkaline phosphatase (ALP) : 담즙정체와 공간-점유성 병변의 진단
• Aspartate aminotransferase (AST) : 간세포성 질환에 민감, AST > ALT (알코올성 질환, 경화증)
• Alanine aminotransferase (ALT) : 간세포성 질환에 민감하며, 간 특이성
• Albumin : 만성도와 중증도의 지표
• Prothrombin time (PT) : 중증도 지표, 만성간염에서 경화증의 초기지표