▲ 김여주 교수     © 후생신보

갑상선질환은 비교적 흔한 내분비계 질환이지만 임상 양상이 매우 다양하게 나타나므로 임상 진찰만으로는 진단하기 어렵다. 그러므로 갑상선 질환을 정확하게 진단하고 치료하기 위해서는 갑상선 기능검사의 결과를 ‘올바르게 해석’ 하는 것이 중요하다.

 

1. 갑상선 생리

갑상선 기능은 다른 내분비기관과 마찬가지로 사상하부-뇌하수체의 조절을 받는다. 또한 갑상선호르몬은 혈액을 통해 시상하부-뇌하수체에 도달하여 이들의 기능을 억제하는 음성되먹임(negative feedback) 작용을 한다. 즉, 시상하부-뇌하수체-갑상선 축을 형성하여 언제나 일정량의 갑상선호르몬이 분비되도록 조절하고 있다.

 

갑상선 호르몬은 갑상선에서 혈액으로 분비된 후 갑상선 호르몬 결합단백과 결합하여 말초조직으로 운반되는데, 거의 모든 혈청 갑상선 호르몬은 결합 단백과 결합한 형태로 존재하며, 생물학적으로 활성인 유리형의 호르몬은 극히 일부에 불과하다. 혈액 중 결합단백과 결합한 갑상선호르몬과 유리형 호르몬 사이에는 평형을 이루고 있다.

혈청에서 측정된 총 T4, 총 T3는 갑상선호르몬 결합단백에 결합된 T4 및 T3과 유리 T4 및 유리 T3를 모두 합한 것을 의미한다. 그런데 유리 T4는 총 T4의 0.03%, 유리 T3는 총 T3의 0.3%에 불과하기 때문에 총 T4 및 T3는 결합단백의 양과 갑상선호르몬과 결합단백의 결합 양상에 따라 측정치에 영향을 받게 된다.

 

갑상선에서 분비하는 주 호르몬은 T4이며 혈중 T4는 전적으로 갑상선에서 분비된 것이다. 반면, 혈청 T3의 80-85%는 말초조직에서 T4의 탈요오드화에 의해 T3로 전환된 것이며 갑상선에서 분비된 것은 15-20%에 불과하다. 따라서 혈청 총 T3은 갑상선기능장애, 갑상선 결합단백의 변화 이외에도 T4의 T3 전환을 억제하는 조건에 의해 영향을 받는다.

 

2. 혈중 갑상선호르몬 측정

일반적으로 혈청 T4, 혈청 T3 농도에 이상이 있는 경우는 갑상선 기능에 이상이 있는 경우보다 갑상선호르몬 결합단백의 농도 이상, 즉 양적 변화에 의한 경우가 훨씬 많다. 그러므로 유리 호르몬의 측정이 갑상선 기능의 평가에 더 정확하다.

그러나 결합단백의 갑상선호르몬 간 결합 친화도가 변화하는 경우나 혈청 내에 갑상선호르몬과 결합하는 비정상적인 단백질이 있는 경우에는 유리 호르몬을 측정하여도 갑상선 기능을 잘 반영하지 못하기 때문에 총 호르몬을 측정하는 것이 도움이 될 때도 있다.

 

갑상선 기능을 평가하기 위해서는 유리 T4보다 TSH가 1차적으로 이용된다. 첫 번째 이유는 유리 T4 농도의 변화에 따라 TSH 농도가 가파르게 변화하는 역 log/선형 관계를 보여 TSH 농도가 훨씬 민감하기 때문이다. 두 번째 이유는 각 개인에 따라 유리 T4의 설정값(set point)이 유전적으로 정해지는 값을 갖기 때문에 한 개인에서도 TSH 농도의 변화가 갑상선호르몬의 변화에 선행하기 때문이다.

그러나 TSH만을 측정하는 경우 뇌하수체성 갑상선기능저하증이나 TSH-매개성 갑상선기능항진증을 놓칠 수 있으므로, TSH와 유리 T4를 같이 측정하는 것이 갑상선 기능을 평가하는 데 도움이 된다.

 

3. 갑상선 호르몬검사 결과 해석에서 고려해야할 사항

 

1) 연령

시상하부-뇌하수체-갑상선 축은 신생아부터 사춘기까지 계속 성장하기 때문에 신생아 및 소아에서는 연령에 따른 정상 범위가 다르므로 해석에 유의하여야 한다, 출생 1주까지는 혈청 유리 T4와 TSH 가 모두 높으며 출생 1년까지 지속된다.

 

성인에서 갑상선호르몬 수치의 변화는 거의 없다. 그러나 연령의 증가는 호르몬의 변화를 수반하고 갑상선호르몬도 예외는 아니다. 노인은 젊은 층에 비하여 갑상선의 요오드섭취율이 낮고 하루 T4 생산량이 적다. 이러한 현상은 T4의 대사율 감소로 보완되어 혈청 T4는 정상 범위를 유지한다. 그러나 T3는 탈요오드화 감소에 의하여 10-20% 정도 감소할 수 있다.

 

연령 증가에 따른 혈청 TSH의 변화에 대해서는 논란이 있다. 현재 임상에서 통용되는 TSH의 정상 범위는 이전에 갑상선 질환이 없는 정상 인구 집단을 대상으로 진행되었던 대규모 역학 연구를 기반으로 인구 분포와 평균치를 바탕으로 정해졌다. 이러한 TSH 정상 수치의 범위는 연령, 성별, 인종 등의 다양한 표본집단에 따라 차이를 보인다. 연령이 증가할수록 높은 TSH 수치(4.5 mIU/L 이상)를 보이는 빈도가 높아져 갑상선 질환이 없는 70세 이상의 노인에서 15%까지 증가한다. 그러나 이러한 차이가 임상적으로 어떤 의미가 있으며 각각의 연령 집단에 따라 서로 다른 TSH 정상 범위가 적용되어야 하는지는 추가 연구와 논의가 필요하다.

 

2) 임신

임신 중에는 갑상선호르몬 결합단백이 증가하여 혈청 총 T4, T3가 높게 측정되므로 유리 T4, T3를 측정하여야 한다. 임신 초기는 hCG의 영향으로 유리 T4는 증가하고 TSH는 감소하는 경향이 있고 임신 말기에는 반대 현상이 관찰된다. 그러므로 임신 중에는 유리 T4와 TSH를 같이 측정하여 판정해야 한다.

임신 오조(hyperemesis gravidarum)에서 관찰되는 갑상선의 기능 이상(유리 T4 증가, TSH 감소)은 임신 초기 hCG에 의해 관찰되는 갑상선 기능 이상의 심한 형태로 이 경우 다른 원인(특히 그레이브스병)에 의한 갑상선중독증과 임신에 의한 일시적 갑상선중독증(gestational transient thyrotoxicosis)과의 감별이 중요한데 TSH 수용체 항체의 측정이 진단에 도움을 준다.

TPO 항체가 양성인 경우는 출산 후 산후 갑상선염의 발생 위험이 높으므로 스크리닝 검사가 활용된다.

 

3) 갑상선질환 치료 중의 변화

갑상선기능항진증을 항갑상선제로 치료하여 유리 T4가 정상으로 회복되어도 억제되었던 TSH가 정상으로 회복하는데는 평균 6-8주가 소요된다. 또한 갑상선기능저하증에서 T4를 투여하여 혈청 유지 T4가 정상으로 회복되어도 증가하였던 TSH가 정상으로 회복되는데는 일정한 기간이 필요하다. 그러므로 갑상선기능항진증의 치료 도중이나 갑상선기능저하증의 치료 초기 또는T4 용량을 조절하는 시기에는 검사된 유리 T4와 TSH가 불일치하는 결과가 자주 관찰된다. 특히 T4를 복용 중인 환자가 약물을 불규칙하게 복용하는 경우, 유리 T4는 정상 혹은 증가되어 있고 혈청 TSH도 계속 증가한 상태로 유지된다.

 

<Lag in TSH reset during unstable thyroid status>

▲ Section 2. Pre-Analytic Factors. Thyroid 13:6-18, 2003     © 후생신보

 

4) 갑상선기능에 영향을 주는 약물들

다른 질환의 치료를 위해 처방되는 약물 중에는 갑상선호르몬 결합단백에 영향을 주거나 시상하부-뇌하수체-갑상선 축 또는 갑상선 호르몬의 이동이나 대사에 영향을 주는 약물들이 있어 갑상선 기능검사 결과의 해석 전 환자의 병력을 자세히 검토하는 것이 필요하다.

▲ Best Practice & Research Clinical Endocrinology & Metabolism 2013; 27: 745-762TKIs : tyrosine kinase inhibitors     © 후생신보

5) 비갑상선질환(Non-Thyroidal Illness / Sick Euthyroid Syndrome)

시상하부-뇌하수체-갑상선 축의 이상 없이 급성 또는 만성 질환에 의해 갑상선 기능 결과가 이상을 보이는 경우를 임상에서 자주 관찰하게 된다. 갑상선 호르몬과 TSH의 변화(특히 T3)는 비갑상선질환의 발병 후 24시간 이내 발생되며, 심한 영양결핍, 기아, 패혈증, 화상, 악성종양, 심근경색증, 수술 후 상태, 만성 간 또는 신장질환 등에서 관찰된다. 갑상선 기능 이상의 양상은 매우 다양하게 나타나며 기저 질환의 진행과 회복에 따라 변화한다. T4의 감소 정도는 기저 질환의 나쁜 예후와 관련이 있다고 보고되어 있고 비갑상선질환에서 T4 치료 효과에 대해서는 증거가 부족하다.

 

급성, 주요 정신적 질환에서 TSH 감소 없이 유리 T4만 증가하는 형태가 때때로 관찰되나 일반적으로 2주 이내에 자연적으로 회복된다.

 

4. 갑상선 기능검사 결과의 7가지 주요 패턴과 원인질환

갑상선 기능 이상 질환이 의심될 때 환자에 대한 자세한 임상 진찰과 갑상선 기능검사 결과의 정확한 해석 후 원인에 근거한 치료가 필요하다. 그에 따른 갑상선 기능검사 결과의 7가지 주요 패턴은 다음과 같다.

 

<Different patterns of thyroid function tests and their causes>

▲ How to interpret thyroid function tests. Clin Med 2013;13:282-6     © 후생신보