Effects of individualized nutrition intervention on the disease severity and nutritional status in children with food allergy and atopic dermatitis

국문 초록 (Abstract)

식품알레르기는 식품에 함유된 특정 알레르겐에 반복적으로 노출되었을 때 보여지는 특이적 면역반응으로 유아나 아동에게서 자주 나타나는 만성 감염성 피부 질환인 아토피 피부염을 유발하거나 악화시키는 주요 인자로 알려져 있다. 우유, 달걀, 땅콩, 밀가루, 콩 등이 유아기 및 아동기에서 발생하는 식품알레르기의 주요 원인 식품으로 알려져 있으나 이는 주거 지역이나 연령 등 환아의 특성에 따라서 다양하게 나타나고 있다.
임상병력 조사, 식품알레르겐 피부반응검사, 혈청 총 IgE 및 식품 특이 IgE 측정 등이 식품알레르기의 진단에 이용되지만 진단방법 및 해석에 따른 오류의 가능성을 배제할 수 없으므로 알레르기 반응 유발 식품으로 의심되는 식품을 직접 섭취하게 한 후에 나타나는 증상에 따라 식품알레르기 여부를 진단하는 식품 경구유발시험이 필요하다고 할 수 있다. 식품알레르기가 동반된 아토피 피부염을 관리하는 주요 방법은 다양한 검사 방법에 의해 밝혀진 원인 식품의 섭취를 회피하는 것이지만 정확한 근거에 의하지 않고 알레르기 반응의 원인으로 의심되는 식품의 과도한 제한은 불필요한 식품섭취 제한을 유발하고 이는 환아의 영양결핍과 성장부전을 야기할 수 있다.
따라서 본 연구는 1) 식품알레르기가 동반된 아토피 피부염으로 진단받은 환아의 주요 원인 식품을 다양한 진단방법을 통해 파악하고, 2) 환아의 아토피 피부염 및 영양상태와 관련된 요인들을 분석하여, 3) 환자의 영양상태 및 질환의 중증도를 개선하고자 계획된 개인별 맞춤형 영양관리의 효과를 증명하고자 하였다.
아토피 피부염으로 진단받은 77명의 환아들을 대상으로 임상병력 및 혈청 면역글로불린 수준, 식품 섭취 후 발생하는 알레르기 반응을 조사하였고, 동일한 환아들을 대상으로 하여 4개월간 개인별 맞춤형 영양관리를 시행하였다
알레르기 원인 식품을 파악하기 위해 실시한 식품 경구유발시험 결과와 혈청 총 IgE 및 식품 특이 fsIgE, 혈청 호산구 수준, 아토피 피부염 진단 기준으로 이용되는 SCORAD 지표를 비교하여 분석하였다. 식품 경구유발시험 결과, 양성반응군과 음성반응군의 총 IgE 및 식품 특이 fsIgE, 혈청 호산구 수준, SCORAD 지표는 큰 차이를 보이지 않았지만, 양성반응군 환아들은 쇠고기, 조기나 갈치 등의 어류, 감자나 밤 등의 곡류, 무, 호박, 양파 등의 채소류, 파인애플이나 바나나 등의 과일류를 섭취한 후에 알레르기 반응을 나타내어 우유, 달걀, 밀가루 등 기존에 알려진 주요 식품알레르기 유발 식품과는 다른 양상을 보였다. 식품군별 양성반응을 보인 식품 가짓수의 비율은 유의한 차이가 나타나지 않았다. 혈청 총 IgE 수준 정도에 따른 식품 특이 IgE 수준을 예측하기 위해 단일회귀분석 및 연령, 성별, 아토피 피부염 진단 시기, 모유수유 기간 등을 변수로 포함한 다중회귀분석을 실시한 결과, 환아의 연령과 혈청 총 tIgE 수준만이 유의한 예측인자로 나타났다.
환아의 영양상태 및 질환의 중증도를 개선하기 위해 실시한 개인별 맞춤형 영양관리의 효과를 분석하기 위해 환아의 성장상태, 영양섭취상태, 임상지표를 분석하였다. 영양관리 이전에는 체중에 대한 신장의 z-score가 -2.0 이하인 환아가 77명중 5명이었고, 48.1%의 환아들이 식품제한을 경험하였으며, 환아들의 n-6 / n-3 지방산, 칼슘, 엽산, 비타민 D 수준이 한국인 영양섭취기준과 비교하여 낮았다. 4개월간의 영양관리를 받은 35명의 환아들은 유의하게 증가한 신장에 대한 체중의 z-score를 보였고 (0.02 to 0.20, p<0.05), 이들의 SCORAD 지표는 유의하게 감소되었다 (34.04 to 18.97, Z=-5.50, p<0.05).
본 연구의 결과는 식품 경구유발시험을 시행하지 않고 임상지표를 이용하여 식품알레르기를 진단하는 것은 개인에 따른 원인식품의 차이를 간과할 수 있다는 사실을 나타내며, 특이도 및 민감도가 더 우수한 진단방법이 개발되기 전까지는 시간 및 노력 소모가 비교적 적고, 구체적이고 안전하게 계획된 식품 경구유발시험의 병행이 필요할 수 있다는 사실을 제시하였다. 더불어 환아의 아토피 피부염 중증도를 개선하고 불필요한 식품 섭취 제한을 방지하여 영양섭취상태를 개선하고 적절한 성장을 도모할 수 있는 영양상태를 유지하고자 실시된 개인별 맞춤형 영양관리가 효과적이었다는 것을 보여주었다. 이는 차후 식품알레르기가 동반된 아토피 피부염 환아들의 식이제한 시에 영양결핍과 성장부전을 방지할 수 있는 대체식품 섭취에 대한 교육이나 질환의 중증도를 개선시키고자 실시되는 개인별 맞춤형 영양관리 계획을 마련하는데 유용한 근거로 사용될 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Food allergy (FA) is an adverse health effect caused by a specific immune response that occurs replicably on exposure to specific components or ingredients in a given food allergen. It is commonly associated with atopic dermatitis (AD), one of the most common pediatric chronic inflammatory skin diseases, and has the prominent role in initiating and aggravating AD. While cow’s milk, eggs, peanuts, wheat, and soy are known as the common causes of FA in childhood, the typical food allergens tend to vary in different countries and age-groups.
Detailed clinical history, physical examination and food-specific immunoglobulin E (fsIgE) to assess immunoglobulin E (IgE) -sensitization are the commonly used diagnostic tests for FA, however, the results of the test do not always imply clinical reactivity. Despite it is a cost, time and labor consuming investigation, oral food challenge (OFC) of which results interpreted according to the symptoms with elimination diet has been recommended for confirmation of FA. While avoidance of the causative foods disclosed by accurate diagnostic tests is considered the mainstay of treatment for AD with FA, unverified excessive restriction might induce unnecessary limitations in the food intake, consequently leading to nutritional deficiencies and poor growth.
The aims of this study were 1) to investigate the causative foods in children diagnosed with AD accompanied by FA, and the difference in the prevalences of FA between diagnosed by the positive predictive value of fsIgE level in each food and observed by the results from the OFC, 2) to identify the factors related to the severity of AD and nutrient status, and 3) to demonstrate the effects of individualized nutrition intervention in these patients.
We retrospectively reviewed electronic medical records of 77 pediatric patients with AD tested for allergic response to a number of foods and received 4 months of individualized nutrition intervention combined with an elimination diet.
Clinical indices such as total IgE and fsIgE levels, objective SCORAD index, and the percentage of serum eosinophils were analyzed and compared with the outcomes of the OFC. Prominent differences in clinical indices were not shown between the positive and the negative response groups, however, certain foods elicited a positive OFC response were different from the common allergenic foods. The percentages of positive response to OFC by food group in each patient has not significantly varied. To predict and interpret fsIgE level in the context of tIgE, a multivariate regression model was developed which revealed age and tIgE as the only significant independent predictors for the estimation of fsIgE.
The patients’ growth status, nutrient intake status, and clinical status were examined before and after the intervention. Before the intervention, 5 children had a weight for height z-score below -2.0, and 48.1% had experienced food restriction. The intakes of n-6 and n-3 fatty acids, calcium, folate, and vitamin D were lower than the recommended nutrient intakes for Koreans. After the intervention, the weight for height z-score of 35 children was significantly increased (0.02 to 0.20, p<0.05) and their SCORing of Atopic Dermatitis index was significantly reduced (34.04 to 18.97, Z=-5.50, p<0.05).
Our results suggest that a positive response to a specific food without an OFC might be difficult to predict, and that a well-planned OFC may be of considerable value until improved diagnostic criterion is introduced. Furthermore, the individualized nutrition intervention will be useful for alleviating the disease severity and improving the growth status by improving the nutrient intake. The findings of this study may be used as a basis for planning comprehensive nutrition interventions as a means to supply proper alternatives to restricted foods in order to prevent nutrition deficiency and poor growth in children with AD and FA, and to improve the severity of AD.

목차 (Table of Contents)

• BACKGROUND REVIEW 1
• 1. ATOPIC DERMATITIS 1
• 1.1. Definition and pathophysiology 1
• 1.2. Clinical features 7
• 1.3. Prevalence and trend of variation 9
• 1.4. Diagnosis and Management 11
• 1.5. Atopic dermatitis and nutrition 15
• 2. FOOD ALLERGY 21
• 2.1. Definition and classification 21
• 2.2. Food allergens 22
• 2.3. Prevalences according to different regions 23
• 2.4. Diagnostic methods 26
• 2.5. Dietary management and prevention 28
• 3. Study objectives 31
• PART Ⅰ 32
• 1. INTRODUCTION 32
• 2. METHODS 35
• 2.1. Subjects 35
• 2.2. Evaluation of clinical severity of AD 36
• 2.3. Food specific immunoassay 36
• 2.4. Oral food challenge test 37
• 2.5. Statistical analysis 39
• 3. RESULTS 40
• 3.1. Demographic and clinical characteristics of the subjects 40
• 3.2. Comparisons of the clinical indices according to the results of OFCs 43
• 3.3. Regression analysis between serum fsIgE and risk factors 45
• 3.4. Diagnostic cut off values of fsIgE 47
• 3.5. Prevalence of food allergy as determined by oral food challenges 50
• 3.6. Correlation of clinical index and the percentage of positive OFC in food groups 54
• 4. DISCUSSION 56
• 5. ABSTRACT 65
• PART Ⅱ 67
• 1. INTRODUCTION 67
• 2. MATERIALS and METHODS 71
• 2.1. Study design and sample size 71
• 2.2. Subjects 72
• 2.3. Exclusion criteria 72
• 2.4. Anthropometric measurements 72
• 2.5. Assessment of the severity of AD 73
• 2.6. Elimination diet and food challenge 74
• 2.7. Individualized nutrition intervention 75
• 2.8. Dietary intake analysis 75
• 2.9. Statistical analysis 76
• 3. RESULTS 78
• 3.1. Demographic and clinical characteristics of the subjects 78
• 3.2. Comparisons of the SCORAD index according to different characteristics 81
• 3.3. Intake of nutrients before the intervention 82
• 3.4. Correlations between demographic characteristics and clinical indices for AD 84
• 3.5. Correlation between nutrient intake before nutrition intervention and clinical indices for AD 84
• 3.6. Comparison of nutrient intakes before and after nutrition intervention 87
• 3.7. Changes in growth status and severity of AD between before and after the intervention 88
• 4. DISCUSSION 93
• 5. ABSTRACT 103
• CONCLUSION 105
• REFERENCES 107
• 국문초록 132
• 감사의 글 136