적혈구 침강 속도 (erythrocyte sedimentation rate, ESR)은 염증, 외상, 암 등에 널리 이용되는 비특이적인 검사입니다.
(비특이적이라는 것은 특정 질환에만 관련이 있는 것이 아니고 여러 질환과 관련이 있어서, ESR이 증가/상승했다고 특정 질환을 진단할 수는 없다는 뜻입니다.)
ESR 검사 측정 방법을 간단하게 말하면 다음과 같습니다.
항응고제가 혼합된 정맥혈을 시험관에 넣고 일정 시간 동안 수직으로 놓아 두었을 때, 적혈구가 혈장으로부터 분리되어 시험관 아래쪽으로 가라앉게 되는데 이렇게 이동한 적혈구의 침강선까지의 거리를 ESR이라고 합니다.
ESR 정상 수치 (참고 범위)
ESR은 나이가 들수록 증가합니다.
주로 증가한 경우가 임상적으로 의미 있기 때문에, 정상 상한선을 중요시합니다.
Westergren 법으로 ESR 측정 시, 정상 상한선은 남성 10 mm/h, 여성 20 mm/h입니다.
일부 연구에서는 Westergren 법을 측정 시
50세 미만에서는 남성 15 mm/h, 여성 20 mm/h
50세 이상에서는 남성 20 mm/h, 여성 30 mm/h
85세 이상에서는 남성 30 mm/h, 여성 42 mm/h입니다.
ESR 검사의 임상적 의미
ESR은 특이도가 낮지만 검사가 간단하고 종합적인 정보를 제공한다는 점에서 다양한 질병의 진단 및 추적관찰에 사용되고 있습니다.
(면역질환, 감염, 염증질환, 악성질환, 외상질환 등)
겸상적혈구질환 (sickle cell disease), 골수염, 전립선암, 관상동맥질환, 뇌졸중에서 임상적 유용성이 보고되고 있습니다.
ESR은 임산부에서 상승하는데, 임신 10~12주에 중등도로 상승했다가 분만 후 1개월이 지나면 정상으로 회복됩니다.
형질세포골수종 (plasma cell myeloma, 다발골수종, multiple myeloma), 마크로글로불린혈증 등 단클론감마글로불린병증 (monoclonal gammopathy), 염증반응에 의한 다클론고글로불린혈증 (polyclonal hyperglobulinemia), 과섬유소원혈증 (hyperfibrinogenemia)에서 ESR이 현저히 상승합니다.
측두동맥염 (temporal arteritis), 류마티스 다발성 근통 (polymyalgia rheumatica), 골반염, 충수돌기염 진단에도 유용합니다.
류마티스관절염, 만성감염질환, 교원질환, 종양이 있는 경우에도 ESR이 중등도로 증가하는데, 이러한 질환에서는 진단적 가치보다는 질환의 활동성 (activity)를 평가하고 경과를 관찰하는데에 더 유용하다고 알려져 있습니다.
(류마티스관절염 진단기준에서 CRP, ESR도 진단 기준 중 하나로 포함되어 있어, 진단적 가치도 있습니다.)
증상이 없는 Hodgkin disease (호지킨병) 환자에서 ESR이 60 mm/h 이상인 경우 생존율이 현저히 낮고 예후가 불량합니다.
ESR 검사 수치에 영향을 주는 요인
ESR은 여러 질환과 관계가 있을 뿐만 아니라 여러 가지 질환 외적인 요인에 의해서도 영향을 받아 수치가 증가하거나 감소합니다.
섬유소원 (fibrinogen), globulin (글로불린)이 상승하면 ESR이 증가합니다.
이들은 비대칭성 거대단백분자로, 적혈구막 음전하 (zeta potential)을 저하시켜서 적혈구의 반발력을 상쇄하는 역할을 합니다.
적혈구막 음전하가 저하되면 적혈구 연전 (rouleaux)형성이 촉진되고 침강이 증가합니다.
섬유소원을 제거하면 ESR이 감소합니다.
Albumin, lecithin은 ESR을 감소시킵니다.
Cholesterol은 ESR을 증가시킵니다.
Hct (hematocrit, 적혈구용적률) 30~40% 범위에서는 ESR이 혈장 단백 변화에 민감하게 영향을 받습니다.
그런데 빈혈이 있는 경우에는 적혈구 대 혈장 비가 변화하고, 연전 형성이 촉진되므로 ESR이 증가합니다.
ESR은 적혈구응집 무게와는 직접적으로 비례하고 적혈구 표면적과는 반비례합니다.
작은 (microcytic) 적혈구는 대(macrocytic)적혈구보다 ESR이 낮은데, 대적혈구는 부피에 대한 표면적의 비가 감소하기 때문입니다.
이유 불문하고 적혈구 연전이 형성되는 경우 부피에 대한 표면적의 비가 감소하기 때문에 ESR이 증가합니다.
겸상적혈구질환, 구상적혈구증 등 비정상적이거나 불규칙한 모양의 적혈구는 연전 형성이 잘 되지 않으므로 ESR이 감소합니다.
이밖에도 측정 방법에 따라 측정 과정에서 오차의 원인이 있습니다.
ESR 측정하는 구체적인 표준 검사 방법
먼저 적혈구 침강의 3단계는 다음과 같습니다.
1) 초기 10분. 연전 형성 (rouleaux formation)
2) 이후 40분. 일정한 속도로 적혈구 침강 (settling)이 본격적으로 일어나는 시기
3) 마지막 10분. 적혈구 침강의 서서히 둔화되고 시험과 하층에 적혈구가 채워지는 (packing되는) 시기
International Council for Standardization in Haematology (ICSH)에서는 Westergren 법에 기초한 방법을 ESR 측정의 표준법으로 권고하고 있습니다.
1993년에 표준법이 제안되었고 2011년에 표준법이 개정되었습니다.
구연산나트륨 또는 EDTA를 항응고제로 사용합니다.
구연산나트륨 튜브에는 혈액과 항응고제의 비율이 4:1이 되도록 채혈합니다.
EDTA 혈액은 구연산나트륨 또는 생리식염수와 4:1로 혼합, 희석해서 검사에 사용하며, 다른 검사에 사용되는 동일한 검체를 이용할 수 있어서 편리합니다.
(Citrate tube보다 EDTA tube를 사용하는 검사가 많고 CBC를 기본적으로 EDTA tube에 채혈한 혈액으로 검사하기 때문에 그렇다는 뜻입니다.)
항응고제 농도가 추천농도보다 높으면 ESR이 상승할 수 있습니다.
구연산나트륨이나 EDTA는 적정농도에서 ESR에 영향을 주지 않지만 heparin은 적혈구막 음전하에 변화를 주기 때문에 ESR 검사를 위한 항응고제로 사용할 수 없습니다.
Westergren pipette은 유리 또는 플라스틱으로 된 것을 사용할 수 있습니다.
이 때 플라스틱 피펫은 적혈구가 부착되는 성질이 없고 침강에 영향을 주는 가소제 (plasticizer)를 분비하지 않아야 합니다.
내경 2.55 mm 이상, 눈금 200 mm 이상 표시된 무색 피펫을 사용합니다.
피펫은 이러한데, 플라스틱 시험관은 적혈구가 달라붙어서 ESR이 상승할 수 있으므로 유리 시험관을 사용하는 것이 좋습니다.
혈액을 검사 직전까지 잘 혼합하고, zero 눈금까지 혈액을 채워서 실온에서 진동이 없는 곳에 수직으로 세워둡니다.
정확히 1시간 (60분) 후에 제로눈금으로부터 적혈구 침강선까지의 거리를 mm단위로 측정하고 표기합니다.
ESR 시험관에 공기 방울이 있거나 검체가 용혈된 경우 검사 결과에 영향을 줄 수 있습니다.
ESR 시험관을 수직으로 세워두지 않고 기울여서 세워두면 ESR이 증가합니다.
적혈구는 기울어진 시험관의 밑면을 따라 침강하고 혈장은 윗면으로 떠오르기 때문에, 적혈구 침강 시 혈장에 의한 부력을 덜 받기 때문입니다.
시험관이 3도 기울어지면 ESR은 30%까지도 상승할 수 있습니다.
검사실 온도는 18~25도씨 범위에 있어야 ESR 측정에 영향이 없습니다.
냉장 보관되어 있던 검체를 사용하는 경우 검사 전에 실온이 되도록 해야 합니다.
채혈 후 2시간 이내에 검사를 시행하는 것이 원칙입니다.
4도씨 냉장 상태로 보관되어 있던 EDTA 검체를 사용하는 경우, 12시간 이내에 검사해야 합니다.
그렇지 않은 경우, ESR이 낮게 측정되어 위음성이 나타날 수 있습니다.
혈액을 오래 방치하면 적혈구가 구형이 되는 경향이 있는데, 그러면 연전 형성이 잘 되지 않아서 ESR이 감소할 수 있습니다.
<cf. 다른 측정 방법>
Wintrobe 법은 시험관의 길이가 표준법에서 권고하는 피펫보다 짧아서, ESR 측정값이 40 mm 이상인 경우에는 값을 교정해야 한다는 단점이 있습니다.
Test-1 series는 적은 양의 검체 (150 μL)로 동시에 60검체를 장착하여 검체 당 20초의 속도로 분석할 수 있도록 자동화된 것입니다.
자동화된 기기로 측정하면 온도, 기울기, 진동, 기압 등의 영향 없이 안정된 결과를 얻을 수 있습니다.
ESR 검사의 정도관리
다른 혈액검사와 마찬가지로 매일 정도관리를 해야 합니다.
통계를 이용하는 방법은, 최소 100개의 환자 검체를 사용하여 20일 동안 ESR의 평균과 표준편차를 구하여 관리도를 만들고, 매일 환자 검체의 평균치를 표시합니다.
정도관리를 위한 검체는 Hct이 35%를 넘지 않는 EDTA 전혈 검체로 합니다.
하루에 100검체가 되지 않느 ㄴ검사실에서는 며칠 동안에 모은 200~300검체의 ESR 수치로 정도관리를 합니다.
무작위 이중 검체를 이용하는 방법은, 당일 검체 중 농도가 다른 3개의 검체를 냉장보관 후 다음 날 검사하여 비교합니다.
관리시료를 이용한 상품화된 정도관리물질 (Latex control 등)도 있습니다.
Test-I 등 자동화기기를 이용하는 경우에는 상용화된 정도관리물질을 사용합니다.
ESR은 신선한 전혈을 사용하는 검사이므로 정도관리물질을 설정하는 것이 쉽지는 않습니다.
