천식은 다양한 표현형을 가진 기도의 만성적인 염증질환으로 소아에서는 1980년대 후반부터 비만과의 관련성이 연구되었고,1, 2 국내에서도 2010년대부터 소아에서 비만이나 과체중이 있으면 천명이 더 많이 관찰된다는 역학 및 횡단면 연구 결과가 보고되었다.3, 4, 5

비만은 천식의 유병률뿐만 아니라 중증도에도 영향을 미친다고 알려져 있다. Childhood Asthma Management Program 연구 자료를 이용한 사후 분석에서 과체중이나 비만인 5–12세 천식 환자는 정상 체중의 천식 환자에 비해 흡입용 스테로이드에 대한 반응이 떨어진다고 하였고,6 10–17세 대상의 횡단면 연구에서는 과체중이나 비만이 있으면 천식의 조절이 어렵고 속효성 베타 2 항진제와 같은 응급 약물의 사용 빈도가 높아진다고 하였다.7 7–19세 소아의 단일기관 및 코호트 자료를 후향적으로 분석한 연구에서는 비만을 가지고 있으면 폐와 기도의 비대칭적 성장을 의미하는 dysanapsis가 발생하여 1초간노력성호기량은 정상이지만 유량 대 폐용적의 비가 감소하여 상대적으로 폐쇄성 양상의 폐기능장애가 발생한다고 하였다. Dysanapsis를 가지고 있는 천식 환자는 천식의 발작과 약물의 사용 빈도가 증가하여, 저자들은 이 결과가 비만을 가진 천식 환자의 흡입용 스테로이드에 대한 낮은 반응성을 일부 설명할 수 있다고 주장하였다.8

이전에 소아 천식의 무리 분석(cluster analysis)에서 비만, 여성, 그리고 사춘기 이후의 천식 발현을 특징으로 하는 집합체가 분류된 바 있다.9, 10 이는 비만과 성성숙의 연관성, 여러 사이토카인 및 알레르기반응에 대한 여성 호르몬의 영향과 관련되어 있는 것으로 생각되고 있다.11, 12 이 집합체에서 비만은 사춘기 시작 연령, 성별과 더불어 천식의 중증도에 독립적인 위험 인자로도 보고되었다.13, 14 그러나 사춘기 전 천식 환자만을 대상으로 비만이 어떠한 영향을 미치는지에 관한 연구는 거의 없었고, 이제까지 소아 천식과 비만 연구의 대상자들은 대부분 사춘기와 상관없이 학동기 혹은 청소년기까지 모두 포함되었거나, 청소년기 환자만을 대상으로 하였다.

따라서 저자들은 사춘기 전 학동기 소아 천식 환자 중 과체중이나 비만을 가진 환자와 정상 체질량지수(body mass index, BMI)를 가진 환자 사이 임상 양상 및 폐기능의 차이, 천식 중증도와의 연관성, 천식 중증도에 과체중이나 비만이 독립적인 영향을 미치는지에 관해 후향적으로 의무기록을 조사하여 분석하였다.

이 연구에서 사춘기 전 학동기 천식 환자들은 과체중/비만이 있으면 폐기능검사에서 정상 BMI군에 비해 FEV₁의 저하없이 FEV₁/FVC가 감소하였다. 또한 과체중/비만군에 속하면 천식의 중증도가 올라가는 경향을 보였고, 과체중과 비만이 중등도-중증 천식 발생의 독립적인 위험 요인으로 작용하였다.

일반적으로 비만과 천식이 동반된 환자는 천식만 가지고 있는 환자에 비해 비아토피성 천식의 비율이 높다고 알려져 있으나,20, 21 이 연구에서는 두 군 사이 아토피감작의 비율은 차이가 없었으며, 그 외 total IgE, 알레르기질환의 과거력 및 가족력도 차이가 없었다. 같은 나이의 소아를 대상으로 한 다른 연구에서도 알레르기비염, 아토피감작, total IgE 모두 비만군과 정상 몸무게군 사이에서 차이를 보이지 않아 우리의 연구와 일치하였다.22 성인 천식 환자를 천식 발병 시점과 BMI로 구분하여 비교 분석한 연구에서도 조기 발병군 내에서는 total IgE와 아토피감작이 BMI에 따라 서로 유의한 차이가 없었다. 그러나 후기에 발병한 비만 천식 환자군은 조기 발병 비만 천식 환자군에 비해 total IgE와 아토피감작률이 더 낮았다. 이러한 결과는 발병 시점에 따라 비만이 천식에 끼치는 영향이 다르기 때문인 것으로 짐작된다.23

폐기능검사에서 과체중/비만군은 정상 BMI군에 비해 FEV₁/FVC만 유의하게 낮았고(P=0.032), 그 외 폐기능검사 결과값은 모두 차이를 보이지 않았다. 대부분의 연구에서 이 연구와 같이 소아 천식 환자의 FEV₁,6, 22, 24, 25 FVC,26, 27 FEF_25%–75%22의 %예측값은 BMI가 정상인 환자와 과체중 혹은 비만을 가진 환자 사이에 차이가 없고, FEV₁/FVC는 과체중이나 비만을 가진 군이 더 낮다6, 24고 보고하였다. 그러나 같은 연령이 대상인 국내 다른 연구에서는 FEV₁, FVC, FEF_25%–75% %예측값 뿐만 아니라 FEV₁/FVC 또한 비만의 유무에 따른 차이가 없다고 하였다. 단, 이 연구는 30일 이내에 흡입용 코르티코스테로이드, 류코트리엔조절제 등을 사용하였거나 6개월 이내에 급성 악화가 있었던 환자를 제외시켜 중증 환자가 대상군에 속하지 않았을 가능성이 크다.22 설문조사를 통해 8–16세 천식 환자를 선별하여 폐기능검사 결과값의 z-score를 비교한 연구에서는 FEV₁, FEF_25%–75% z-score가 우리의 연구와 같이 BMI에 따라 서로 차이가 없었고, FVC z-score는 과체중 및 비만군에서 통계적으로 유의하게 더 높았으며 FEV₁/FVC z-score는 더 낮았다.26 비록 일부 결과가 우리의 연구와 불일치하였으나, FEV₁의 저하 없이 폐쇄성 양상을 보이는 점은 같았다.

비만인 소아에서 FEV₁의 감소없이 FEV₁/FVC가 낮은 이유는 성장하면서 폐와 기도가 비대칭적으로 성장하는 dysanapsis 때문에 발생한 현상으로 본다.26, 28 과체중이나 비만을 가진 소아 천식 환자들에게서 dysanapsis는 증상의 악화와 관련이 있다는 보고도 있다.8 그러나 운동선수나 고지대에 거주하는 사람들도 동일한 양상의 폐 성장을 보이기 때문에 dysanapsis가 있다고 해서 반드시 부정적으로 해석할 필요가 없다는 주장도 있다.26, 27, 29 이 연구에서 우리는 Forno 등8이 제시한 정의에 따라 대상자의 dysanapsis 유무를 조사하여 분석하였다. 과체중/비만군 중 9%의 대상자가 dysanapsis를 보여 정상 BMI군의 5%보다는 높았으나 통계적으로 유의한 차이가 없었고, 회귀분석에서도 천식의 중증도에 영향을 끼치지 않았다. 다만 아직까지 dysanapsis를 정의하는 절단값이 명확하지 않고30 이 연구는 dysanaptic 폐성장이 본격적으로 발생하는 사춘기31에 진입한 환자들을 배제한 6–10세 소아만을 대상으로 하였기 때문에 해석에 주의해야한다.

기도과민성 또한 과체중/비만군과 정상 BMI군 사이 차이가 없었다. 이는 기도과민성이 BMI에 따라 서로 차이가 없다는 기존의 다른 연구 결과와 같았다.22, 23, 32 다만 성인 대상의 연구 중 BMI와 메타콜린유발검사에서 확인된 기도과민성이 음의 상관관계를 보인다는 연구도 있었다.33

비록 dysanapsis의 유무와 기도과민성의 정도는 두 군 사이 차이가 없었으나, 과체중이나 비만이 있으면 그렇지 않은 경우에 비해 천식의 중증도가 증가하는 경향을 보였다(P=0.018). 또한 회귀분석에서 천식의 중증도에 과체중이나 비만의 유무가 FEV₁ z-score와 함께 독립적인 위험 인자임을 확인하였다. 이는 비만이 dysanapsis와 같은 물리적인 요인이 아닌 다른 경로를 통해 천식에 영향을 미칠 수 있음을 시사하는 결과이다.

비만에 이환되면 지방 조직에서 분비되는 염증 매개체 및 호르몬으로 인해 체내 염증 상태가 유지되고 인슐린 저항성이 일어나는데,34 이들이 천식의 중증도와 연관이 있다는 연구들이 있다. 6–10세 소아 천식 환자의 leptin과 adiponectin은 운동 후 FEV₁ 저하 정도와 관련이 있다는 보고가 있고,22 leptin이 조절 T 세포를 억제하기 때문에 비만 환자에게서 천식의 중증도가 올라간다는 주장도 있다.35 성인 연구에서는 비만 천식 환자가 높은 interleukin (IL)-6를 보였고, IL-6가 높은 환자군은 천식 발작이 빈번하였다.36 사춘기 전 환자를 대상으로 천식과 인슐린 저항성을 조사한 연구에서는 만니톨기관지유발검사의 PD₁₅ (provocation dose causing a 15% fall in FEV₁)가 인슐린 저항성이 높을수록 낮았다. 또한 비만 천식 환자 중 인슐린 저항성을 가진 소아는 그렇지 않은 소아에 비해 FEV₁/FVC z-score와 FEF_25%–75% z-score가 유의하게 낮아,37 대사장애가 비만 천식 환자의 폐기능검사에서 관찰되는 폐쇄성 양상에 일부 기여할 가능성을 시사하였다.

이 연구는 사춘기 전 소아 천식 환자의 과체중과 비만 유무에 따른 폐기능의 차이와 천식 중증도와의 연관성에 대해 조사하고 분석한 국내 첫 번째 연구라는 점에서 의미가 있으나, 다음과 같은 제한점이 있다. 첫째, 단일 기관에서 적은 수의 환자만을 대상으로 했고, 둘째, 대상자 선정 과정에서 사춘기 진입 여부를 혈액 내 성호르몬 수치가 아닌 성성숙도 단계(Tanner stage)와 나이로만 결정했다. 셋째, 대상자의 혈중 아디포카인 농도 및 대사이상 여부를 확인하지 않아 사춘기 전 과체중/비만 소아 천식 환자에서 질병의 중증도가 높은 기전을 짐작하는데 기여할 수 없었다. 마지막으로 폐기능의 추적 관찰이 이루어지지 않아 사춘기 이후에도 이러한 양상이 지속되는지 확인할 수 없었다.

결론적으로 이 연구는 사춘기 전 소아 천식 환자가 과체중이나 비만을 동반하면 정상 BMI를 가진 환자에 비해 FEV₁/FVC가 감소하고, 천식의 중증도가 높아짐을 보여주었다. 이러한 결과는 비만이 사춘기 전 소아 천식에도 영향을 미치며, 향후 비만에 따른 폐기능 변화와 천식 조절과의 관계를 연구한 전향적 코호트 연구 및 문헌 고찰이 필요함을 시사하고 있다.