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1 대한진단검사의학회지제 28 권제 1 호 2008 Korean J Lab Med 2008;28:70-8 DOI /kjlm 원저 진단유전학 HPV 백신시대에 HPV DNA Chip 검사의임상효용성 - 1,211예분석, 단일기관보고 - 강지민 1 이희정 2 가톨릭대학교의과대학진단검사의학교실 1, 병원병리학교실 2 Clinical Efficacy of HPV DNA Chip Test in the Era of HPV Vaccination - 1,211 Cases, A Single Institution Study - Jimin Kahng, M.D. 1 and Hee-Jeong Lee, M.D. 2 Departments of Laboratory Medicine 1, and Hospital Pathology 2, The Catholic University of Korea College of Medicine, Seoul, Korea Background : Human papillomavirus (HPV) prophylactic vaccines, bivalent types for 16/18 with 70% prophylactic expectation, have been developed based on the genotypes found prevalent in the western countries, but little is known for those in Korea. Using a DNA chip test, we evaluated the clinical efficacy of HPV genotype based on cervical abnormalities. Methods : As the initial diagnostic tests, HPV DNA chip tests and Papanicolaou smear (PAP) were used for 1,211 subjects. Cervical colposcopy directed biopsies were performed for 626 among the 1,211 subjects within one month. Results : The most frequently found genotypes in all positive specimens (n=445) were 16 (22.0%), 58 (13.9%), 52 (11.0%), 51 (9.0%), 56 (8.5%), and 18 (7.2%). HPV prevalence was significantly higher in specimens where PAP and biopsy results were closer to malignancy. The HPV genotype distribution of the histologically confirmed cervical high-grade squamous intraepithelial lesions (HSIL) or carcinoma cases showed 16, 58, 52, 18, and 33, in descending order. The HPV DNA chip sensitivity, specificity, positive predictive value (PPV), and negative predictive value (NPV) for the detection of cervical HSIL or carcinoma were 76.9%, 70.1%, 72.1%, and 75.8%, respectively, Of these, the sensitivity and NPV were higher than those of PAP. PPV and NPV of 16 were 90.5% and 60.7%, respectively, being the highest among the genotypes. Conclusions : We confirmed that 16 genotype was also very important for the diagnosis of HSIL and cervical carcinoma in Korea. However, contrary to the findings in the western countries, the prevalence of 58 was higher than that of 18. Moreover, as the other HPV genotype reports were rare in Korea, further studies are required with the HPV DNA chip test before the nationwide adoption of the vaccines. (Korean J Lab Med 2008;28:70-8) Key Words : Human papillomavirus, Genotypes, DNA chip test, Clinical efficacy 접수 : 2007년 11월 16일접수번호 : KJLM2086 수정본접수 : 2007년 12월 17일게재승인일 : 2007년 12월 20일교신저자 : 강지민우 경기도부천시원미구소사동 2 가톨릭대학교성가병원진단검사의학과전화 : , Fax: jmkahng@catholic.ac.kr * 본연구는가톨릭대학교성가병원 2007 년도임상의학연구비의일부지원에의해이루어진것임. 서론자궁경부암은 7-20년의전암단계를거쳐침윤암으로진행되어조기진단이가능한기간이비교적길고, 병인에있어서성행위와 human papillomavirus (HPV) 가필수적인원인임이알려지면서 [1], 그선별검사로써 HPV 검사가주목받게된것은이미 70

2 HPV DNA Chip 검사의임상효용성 71 십여년전의일이다. 그러나국내에서는아직 HPV 검사는특수검사라는인식을벗어나지못하였고병인에서짐작할수있는본래의목적과달리, 자궁경부세포진검사 (Papanicolaou, PAP) 에서이상이있는경우보조적인검사로써수행되고있는실정이다. 검사수행에있어서는대체로 PAP을시행하고있는부서에서동일검체로선택적인 HPV 검사를시행하고있어진단검사의학적인접근에제한점이되고있다. HPV 감염여부를진단하는방법으로는중합효소연쇄반응법 (PCR), in situ hybridization, Hybrid-Capture II assay와보다최근에개발된 HPV DNA chip 검사가소개되어있다. 이들중 HPV DNA chip 검사는 22-24종의 HPV 아형각각에대한감염여부를확인할수있는장점이있으며 2004년 7월한국식품의약품안전청 (KFDA) 의공인을받았으나, 선발주자인 Hybrid- Capture II에비해시장점유율이낮고, 결과적으로임상적유용성등에대한연구가상대적으로미미한상태이다. HPV 고위험아형들 (oncogenic genotypes) 중 16, 18, 31, 45의빈도순을보이는미국과유럽의감염양상을바탕으로하여 [2] 최근예방및치료백신이개발되었고, 16과 18의예방을목적으로하는 Cervarix, Gardasil 등은상용화하였다. 한국의감염양상은소수의보고가있으나아형의빈도순에서차이를보이는등밝혀진바가적다 [3-6]. 본연구에서는 2004년 8월부터 2007년 6월까지 3년간단일기관 ( 가톨릭대학교성가병원 ) 에서 HPV DNA chip 검사를시행한 1,211예에대하여, PAP 결과및조직검사결과와비교하고자궁경부병변에따른 HPV 아형의감염빈도를분석함으로써, 아형정보의임상적효용성을알아보고자하였다. 1. 대상 대상및방법 2004년 8월부터 2007년 6월까지가톨릭대학교성가병원에서 HPV DNA chip 검사를시행한환자들중, 동시에 PAP을시행하였고, 치료후경과추적이아닌초기진단용검사로시행하였던 1,211명을대상으로하였다. PAP 에서미확정비정형편평상피세포 (atypical squamous cell of undetermined significance, ASC-US) 이상의결과를보이는경우 1개월이내에질확대경조준하생검으로조직검사를시행하는것을원칙으로하였으며, 총 626예에대해환자의동의하에조직검사를시행하였다. 연령구성은 20세이하가 11명 (0.9%), 21-30세 111명 (9.2 %), 31-40세 284명 (23.5%), 41-50세 533명 (44.0%), 세 193명 (16.0%), 61-70세 63명 (5.2%), 71세이상16명 (1.3 %) 이었다. PAP 및조직검사결과에따른대상군의구성은다음과같았다. PAP에서정상및염증의소견을보인예는 432예 (35.7%), ASC- US 525예 (43.4%), 저등급편평상피내병변 (low-grade squamous intraepithelial lesion, LSIL) 207예 (17.1%), 고등급편평상피내병변 (high-grade squamous intraepithelial lesion, HSIL) 30예 (2.5%), 상피내암 (carcinoma in situ, CIS) 6예 (0.5%), 침윤성자궁경부암 (invasive carcinoma) 11예 (0.9%) 로, HSIL 이상의고위험병변으로판독된예가 47예 (3.9%) 이었다. PAP 에서정상및염증을보인 432예중132예 (30.6%), ASC-US를보인525 예중272예 (51.8%) 에서조직검사를시행하였고, LSIL 207예중 177예 (85.5%), HSIL 30예중29예 (96.7%), CIS 6예중5예 (83.3%), 침윤성자궁경부암 11예모두에서조직검사를시행하였다. 조직검사를시행한 626예중정상및염증으로진단된예는 106예 (16.9%), 원반세포증 (koilocytosis) 312예 (49.8%), 경증상피내종양 (cervical intraepithelial neoplasia 1, CIN 1) 104예 (16.6%), 중등도상피내종양 (CIN 2) 25예 (4.0%), 고도상피내종양 (CIN 3) 62예 (9.9%), 상피내암 (CIS) 5예 (0.8%), 침윤성자궁경부암 (invasive carcinoma) 12예 (1.9%) 로, CIN 2 이상의고위험병변으로판독된예가 104예 (16.6%) 이었다. PAP과조직검사결과의비교, 그리고각각의결과에따른 HPV 양성률및아형분포의비교를위해다음과같이분류하였다. PAP 에서정상및염증소견을보인경우를 PAP-정상군 으로분류하고, ASC-US는 ASC-US군, LSIL로판독된경우는 PAP-LSIL군, 그리고 HSIL과 CIS 및침윤성자궁경부암으로판독된경우는 PAP-고위험병변군 으로분류하였다. 조직검사에서정상및염증소견을보인경우를 조직- 정상군 으로, 조직검사에서원반세포증과 CIN 1으로진단된경우는 조직-LSIL군 로분류하고, CIN 2와 CIN 3 및 CIS, 그리고침윤성자궁경부암으로진단된경우를 조직- 고위험병변군 으로분류하였다. 2. 방법 1) PAP 및 HPV DNA chip 검사를위한검체채취 PAP 은 cytobrush 를이용한통상적인세포진검사방법으로시행되었으며, 분류는 The Bethesda System III 을사용하였다 [7]. HPV DNA chip 검사용검체는, 환자의질에멸균된 speculum 을삽입하고검체채취용 HPVDNAChip Sampler (Bio- MedLab Company, Seoul, Korea) 에포함된 cytobrush 로자궁

3 72 강지민 이희정 경부내구와외구주위를충분히문질러자궁경부세포를채취하고, cytobrush 자체를운송용배지 (1x phosphate buffered saline) 에넣어즉시검사실로운송, 냉장보관하였다. 2) 채취된자궁경부세포로부터 DNA 추출및증폭 Proteinase K 20 L를미리넣어둔 1.5 ml microcentrifuge tube에, 1) 의검체용기에서 cytobrush제거후충분히진탕한검체 400 L와 B buffer 200 L를가한후60 에서 10분간반응시키고, isopropanol 100 L 첨가하여 binding column tube ( 바이오니아, 대전, 한국 ) 를이용, 여과액을추출하였다. W1 및 W2 buffer로 2회에걸쳐세척한후 12,000 rpm에서 2분간원심분리하여잔여에탄올을제거하고, 60 로가열한 EL buffer 100 L를넣어5분간실온방치하였다. 8,000 rpm에서 1분간원심분리하여추출한 DNA는곧바로사용하거나 4 에보관하였고, 하루이상보관하는경우 -20 에보관하였다. 이후 HPVDNAChip kit (BioMedLab) 를이용하여제조사의방법대로진행하였다. HPVDNAChip kit는 22종의 HPV 아형을검출할수있는 kit로써고위험군아형 15종 (16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59, 66, 68, 69) 과, 저위험군아형 7종 (6, 11, 34, 40, 42, 43, 44) 을동시에검출한다. HPV type-specific oligonucleotide probe와 control인 -globin에대한 probe를고정한후 probe와반응할 target DNA를 PCR 증폭하여교잡반응 (hybridization) 과정을거친후형광물질로표지하고, 각유형의 probe에결합된상태를특정파장의형광검출기를이용, 검출하였다. 추출된 DNA를주형으로하여 HPVDNAChip 키트에서제공하는시발체를이용하여증폭하였다. 시발체는 HPV primer 와 control인 -globin primer (HPV primer I: 5 -TTT ACT GTG GTA GAT ACT AC-3, HPV primer II: 5 -GAA AAA TAA ACT GTA AAT CAT ATT C-3, -globin PCO3: 5 - TGC ACC TGA CTC CTG AGG GAA GTC TGC CG-3, -globin PCO4: 5 -CAA CTT CAT CCA CGT TCA CCT TCG CCC AC-3 ) 로구성되었다. 위에서추출된 DNA를 PCR tube에 50 L 넣어 PCR 시행전에 99 에서 10분, 4 에서 10분간방치하여 pre-denaturation하였다. 유전자절편의증폭을위한반응액조성으로 10 PCR buffer (Mg 2+ free, TaKaRa, Shiga, Japan) 5 L, 2.5 mm MgCl2 8 L, Primer I, 25 pm/ L, 1 L, primer II 25 pm/ L, 1 L, dntp 혼합액 (2 mm datp, dttp, dgtp, 1.0 mm dctp) 1 L, 25 nm Cy5-dUTP 0.1 L, taq DNA polymerase (TaKaRa, 5 U/ L) 0.4 L, template 5 L를포함하여 50 L가되게하였다. Control 증폭을 위한반응액조성으로 10 PCR buffer (Mg 2+ free, TaKaRa) 10 L, 2.5 mm MgCl2 4 L, BG I, 25 pm/ L, 1 L, BG II, 25 pm/ L, 1 L, dntp 혼합액 (2 mm datp, dttp, dgtp, 1.0 mm dctp) 1 L, 25 nm Cy5-dUTP 0.1 L, taq DNA polymerase (TaKaRa, 5 U/ L) 0.4 L, template 5 L를포함하여 50 L가되게하였다. 준비된검체를 94 에서 5분간초기변성시키고, 그이후94 에서 1분, 50 에서 2분, 72 에서 30 초간수행하기를 5주기실시후다시 94 에서 1분, 50 에서 2 분, 72 에서 15초간 35주기를수행하였다. 마지막으로 72 에서 2분간유지시킨뒤 4 에서보관하여교잡반응에이용하였다. 3) 교잡반응 2) 에서증폭된 DNA (HPV PCR product 10 L, -globin PCR product 5 L, 멸균수 25 L) 에 DNA 변성용액 (3 N NaOH) 4 L (1/10 vol.) 를가한후실온에서 5분간방치하였다. 다시 1 M Tris-HCl (ph 7.2) 2 L (1/20 vol.) 와 DNA 변성용액 (3 N HCl) 4 L (1/10 vol.) 를가한후얼음위에서 5분간방치하였다. 12 SSPE 50 L, 10 % SDS 0.5 L를가하여잘섞고, 이를 HPVDNAChip kit (BioMedLab) 내에포함된유리슬라이드위에가하여 40 에서 2시간동안적정습도를유지하며반응시킴으로써반응형광이나타나도록유도하였다. 3 SSPE buffer에서 1분간세척하고 1X SSPE buffer로 2분간세척한후판독하였다. 4) 판독 (Chip scanning) Confocal laser scanner (GenePix 4000B, Laser power-33%, PMT-880, Axon Instrument Inc., CA, USA) 를이용하여판독하였다. 5) 통계 SAS통계프로그램 (The SAS System for Windows V 8.02) 을이용하여카이제곱검정및 Fisher의정확도검정을시행하였다. 조직검사결과와자궁경부세포진검사결과및 HPV DNA Chip 검사에의한감염여부및아형결과를비교하고, 조직검사결과를표준값으로하여자궁경부세포진검사와 HPV DNA chip 검사의민감도 (sensitivity), 특이도 (specificity), 양성예측도 (positive predictive value, PPV) 및음성예측도 (negative predictive value, NPV) 를산출하였다. 신뢰구간 (confidence interval, CI) 은 95% 로설정하였으며모든유의수준은 P<0.05로하였다.

4 HPV DNA Chip 검사의임상효용성 73 결 과 1. HPV 감염률및아형의분포 총 1,211예중HPV DNA chip 검사결과는 798예에서음성 (65.9%), 413예에서양성 (34.1%) 이었다. 음성군과양성군의평균연령은각각 44.6세및42.9세로유의한차이가없었다. 양성 413예중고위험 HPV 양성을보인경우는 369예 (89.3%, 1,211예중30.5%) 이었으며, 이들중 289예는단독감염, 80예는중복감염이었다. 중복감염 80예중56예는 2종의고위험아형에의한중복감염이었고, 8예는 3종, 1예에서는 5종의고위험아형에의한중복감염이관찰되었다. 고위험아형 2종에의한중복감염 56예에서고위험아형 15종의가능한조합들중 16, 52에의한중복감염이 6예로가장많았다. 그다음으로는 16, 18 조합과 16, 58 및 52, 58에의한중복감염이각각4예씩나타났으며, 39, 52에의한중복감염이 3예이었다. 고위험아형 15종이모두 2종중복감염을일으켰으며, 16 (20회), 52와 58 ( 각 18회 ), 56 (9 회 ), 39와 51 ( 각 8회 ), 18과 59 ( 각 7 회 ) 의빈도순으로나타났다. 고위험아형 3종에의한중복감염 8 예는 16, 18, 33, 35, 51, 52, 56, 58, 59, 66의 10종에의한중복감염이었으며, 이들중 18이 4회, 16, 35, 58이각각3회씩, 51, 52, 56, 59, 66이각각2회씩, 그리고 33이 1회조합된형태였다. 5종의고위험아형에의한중복감염은 16, 18, 35, 39, 56에의한감염이었다. 고위험아형과저위험아형의혼합감염은총 24예였으며, 15예는고위험아형 1종과저위험아형의혼합감염, 6예는고위험아형 2종, 3예는고위험 3종과의혼합감염이었다. 중복감염을일으킨여러아형을모두합산하였을때고위험아형중가장흔하게나타난 아형은 16 (98/445, 22.0%), 그리고 58 (62/445, 13.9%), 52 (49/445, 11.0%), 51 (40/445, 9.0%), 56 (38/445, 8.5%), 18 (32/445, 7.2%) 의순이었다. 저위험아형에의한단독감염은 37예였으며, 가장흔하게나타난아형은 6 (12/37, %) 과 40 (12/37, %), 34 (5/37, %) 의순이었다. 저위험아형에의한중복감염은총 5예관찰되었고, 6과 40에의한중복감염 2예, 40 과 44에의한중복감염 2예, 그리고 6, 40, 44 3종에의한중복감염이 1예있었다. 연령에따른 HPV 아형분포는 30세를기준으로성활동이활발한연령군과그렇지않은군으로나누어비교하였다 (Fig. 1). 16의양성률 (30세미만20.5%, 30세이상18.3%) 은연령군에따라차이가없었으나 (P=0.6373), 66 (30세미만 10.3%, 30세이상 3.3%) 은 30세미만군의감염률이 30세이상군의감염률보다높고 (P=0.0121), 52 (30세미만2.6%, Table 1. Prevalence of human papillomavirus (high risk groups) according to the results of Papanicolaou smear and biopsy PAP Positive cases/ total (%) Biopsy Positive cases/ total (%) PAP-normal 84/432 (19.4) Biopsy-normal 31/106 (29.3) ASC-US 142/525 (27.0) PAP-LSIL 108/207 (52.2) Biopsy-LSIL 164/416 (39.4) PAP-high risk 35/47 (74.5) Biopsy-high risk 81/104 (77.9) lesion lesion Total 369/1,211 (30.5) Total 276/626/ (44.1) PAP-high risk lesion includes high-grade squamous intraepithelial lesion, carcinoma in situ (CIS), and invasive carcinoma. Biopsy-LSIL includes koilocytosis and cervical intraepithelial neoplasia 1 (CIN 1). Biopsy-high risk lesion includes CIN 2, CIN 3, CIS, and invasive carcinoma. Statistically significant figures are in bold. Abbreviations: PAP, Papanicolaou smear; ASC-US, atypical squamous cell of undetermined significance; LSIL, low-grade squamous intraepithelial lesion. Percent of patient (%) * * HPV genotype Age <30 Age > Fig. 1. Percent of patients infected with individual human papillomavirus (HPV) genotypes among age groups. Each type included single and multiple infections.

5 74 강지민 이희정 30 세이상 10.5%) 는 30 세이상군의감염률이높았다 (P=0.0265). 2. PAP 및조직검사결과에따른 HPV DNA chip 결과및아형분포 PAP 및조직검사결과에따른 HPV 고위험아형의양성률과분포는 Table 1-3 과같았다. 1) PAP 결과에따른 HPV DNA chip 결과및아형분포 PAP- 정상군 432 예중 HPV 양성은 84 예 (19.4%), ASC-US 군 525 예중 142 예 (27.0%), PAP-LSIL 군 207 예중 108 예 (52.2 Table 2. The distribution of human papillomavirus (HPV) high risk genotypes by HPV DNA chip according to cervical cytology %), PAP-고위험병변군 47예중35예 (74.5%) 이었다. PAP-정상군에비해 ASC-US군, PAP-LSIL 및 PAP-고위험병변군의양성률이유의하게높았고 (P<0.0001), ASC-US군보다 PAP-LSIL 군의양성률이높았으며 (P=0.0162), PAP-LSIL군보다 PAP-고위험병변군의양성률이유의하게높았다 (P=0.0054). 가장흔하게나타난 HPV 아형은모든군에서 16으로, PAP-정상군 432예중29예 (6.7%, 양성 84예중34.5%), ASC- US군 525예중31예 (5.9%, 양성 142예중21.8%), PAP-LSIL 군 207예중26예 (12.6%, 양성 108예중24.1%), PAP-고위험병변군 47예중12예 (25.5%, 양성 35예중34.3%) 를보여, PAP-정상군과 ASC-US군에비해 PAP-LSIL군과 PAP-고위험병변군에서유의하게높았고 (P=0.0012), PAP-LSIL군보다 PAP- 고위험병변군에서유의하게높았다 (P=0.0244). HPV genotype Total N. of patients (% in total cases/% in positive cases) PAPnormal ASC- US PAP- LSIL PAP-high risk lesion 2) 조직검사결과에따른 HPV DNA chip 결과및아형분포 조직검사를시행하였던 626 예중 44.1% 인 276 예에서양성 (6.7/34.5) (5.9/21.8) (12.6/24.1) (25.5/34.3) (4.9/25.0) (4.4/16.2) (4.8/9.3) (17.0/22.9) (1.9/9.5) (3.3/12.0) (9.7/18.5) (8.5/11.4) (2.1/10.7) (2.7/9.9) (7.2/13.9) (4.3/5.7) (1.6/8.3) (2.7/9.9) (7.7/14.8) (2.1/2.9) (1.2/6.0) (3.6/13.4) (1.9/3.7) (8.5/11.4) PAP-high risk lesion includes high-grade squamous intraepithelial lesion, carcinoma in situ (CIS), and invasive carcinoma. Statistically significant figures are in bold (P<0.05). Abbreviations: PAP, Papanicolaou smear; ASC-US, atypical squamous cell of undetermined significance; LSIL, low-grade squamous intraepithelial lesion. Table 3. The distribution of human papillomavirus (HPV) high risk genotypes by HPV DNA chip according to cervical histology HPV genotype N. of patients (% in total cases/% in positive cases) Total Biopsy-normal Biopsy-LSIL Biopsy-high risk lesion (3.8/12.9) 31 (7.5/18.9) 38 (36.5/46.9) (5.7/19.4) 21 (5.0/12.8) 15 (14.4/18.5) (4.7/16.1) 23 (9.7/14.0) 10 (9.6/12.3) (3.8/12.9) 23 (7.2/14.0) 3 (2.9/3.7) (0.9/3.2) 24 (7.7/14.6) 3 (2.9/3.7) (0.0/0.0) 16 (1.9/9.8) 9 (8.7/11.1) Statistically significant figures are in bold (P<0.05). Biopsy-LSIL includes koilocytosis and cervical intraepithelial neoplasia 1 (CIN 1). Biopsy-high risk lesion includes CIN 2, CIN 3, CIS, and invasive carcinoma. Abbreviation: LSIL, low-grade squamous intraepithelial lesion. Percent of patient (%) N; All 1,211 N; Biopsy-results excluding normal & inflammation (520) N; Biopsy-results excluding normal, inflammation & LSIL (104) High-risk HPV DNA Genotype Fig. 2. Distribution of percent of patients infected with the individual high-risk human papillomavirus (HPV) genotypes. Each type included single and multiple infections. 16 was the most prevalent type in infected women (chisquare test: P<0.001). LSIL, low-grade squamous intraepithelial lesion.

6 HPV DNA Chip 검사의임상효용성 75 Table 4. Comparison of test performances of Papanicolaou smear and human papillomavirus testing by DNA chip for the detection of histologically confirmed high-grade squamous intraepithelial lesion or the worse cases Any HPV PAP Sensitivity (%) Specificity (%) PPV (%) NPV (%) 율인특이도는 70.8% ( 신뢰구간 95%, 범위 %) 이었다. HPV HPV 고위험양성인예중조직 - 고위험병변군의비율, 즉 HPV 의양성예측도는 72.1% ( 신뢰구간 95%, 범위 %) 이었고, HPV 음성인예중조직 - 정상군의비율인음성예측도는 75.8% ( 신뢰구간 95%, 범위 %) 이었다. HPV 아형들중에서는 16 의양성예측도가 90.5%, 음성예측도 60.7% 로가장높았다. Abbreviations: HPV, human papillomavirus; PPV, positive predictive value; NPV, negative predictive value. 고 찰 을보였고, 조직 - 정상군 106 예중 HPV 양성은 31 예 (29.3%), 조직 -LSIL 군 416 예중 164 예 (39.4%), 조직 - 고위험병변군 104 예중81예 (77.9%) 이었다. 조직-정상군과조직-LSIL군에비해조직-고위험병변군의양성률이유의하게높았고 (P<0.0001), 조직-정상군과조직-LSIL군의 HPV 양성률은유의한차이가없었다 (P=0.0588). 가장흔하게나타난 HPV 아형은조직- 정상군에서는 58 로 106예중6예 (5.7%, 양성 31예중19.4%) 이었다. 조직-LSIL 군과조직- 고위험병변군에서는모두 16으로각각 416예중 31예 (7.5%, 양성 164예중18.9%) 및 104예중38예 (36.5 %, 양성 81예중46.9%) 를보였다. 16의양성률은조직- 정상군에비해조직-LSIL군과조직- 고위험병변군에서유의하게높았으며 (P<0.0001), 조직-LSIL군보다조직-고위험병변군에서유의하게높았다 (P<0.001). 조직검사결과에따른 HPV 아형의분포는 Fig. 2와같았다 3. 민감도, 특이도, 양성예측도및음성예측도 조직검사결과를기준으로한 PAP과 HPV DNA chip검사의민감도, 특이도, 양성예측도및음성예측도는 Table 4와같았다. 조직-고위험병변군이 PAP-고위험병변군으로판독된비율, 즉 PAP의민감도는 53.4% ( 신뢰구간 95%, 범위 %) 이었다. 조직-정상군이 PAP-정상군으로판독된비율인특이도는 69.2% ( 신뢰구간 95%, 범위 %) 이었다. PAP-고위험병변군중조직- 고위험병변군의비율, 즉 PAP의양성예측도는 74.6% ( 신뢰구간 95%, 범위 %) 이었고, PAP-정상군중조직-정상군의비율인음성예측도는 46.8% ( 신뢰구간 95%, 범위 %) 이었다. 조직- 고위험병변군에서 HPV 고위험양성의결과를보인비율, 즉 HPV의민감도는 76.9% ( 신뢰구간 95%, 범위 %) 이었다. 조직- 정상군에서 HPV 고위험음성의결과를보인비 자궁경부암은세계여성암발생빈도에서 2위를차지하고전체여성암의 10-25% 를점유하는주요한암으로써, 한국에서도유방암, 위암과대장암에이어네번째로많이발생하며매년약 5천명이상의신환이발생하는것으로보고된다 [8]. PAP과질확대경검사는현존하는병변에관한정보를제공해주지만위음성률이높고, 병변이없는경우앞으로발생할위험성을알기위한방법으로는적합치않다 [9]. Sasieni 등에따르면침습성자궁경부암환자의 47% 가진단시기로부터이전 5년내에일반적인선별검사스케줄에따라검사를받은과거력을가지고있다고하였으며 [10] 지난수십년간의연구에도불구하고진행된병기의자궁경부암환자의치료에는별진전이없음을기억할때, 보다적극적인예방의학적접근방식이요구됨을알수있다. HPV 감염과자궁경부암의필수적병인관계가밝혀진이후현재까지약 200여종의HPV 아형들중약 15종 (16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59, 66, 68, 69) 이고위험아형으로알려져있고, 16은전세계적으로가장높은감염률을보이는아형이다. 그다음의빈도순위는대체로 18이차지하는것으로알려져있으나아시아지역에서는드물게 58로보고되기도하였다 [2]. 한국의보고자들에서도가장높은감염률을보이는아형이 16인것에는대체로일치를보이고, 그다음이 58 또는 52로보고된다 [3-5]. 본연구에서감염률이높은순서는 16, 58, 52, 51, 56의순이었고 18은 6위에머물러, 특히 18의감염률이다른보고들에서보다낮았다. 한편이렇게낮은감염률에비해중복감염에서 18이상대적으로많이나타난점은주목할만하였으나해당예의수가적어, 조직검사결과와종합한임상적의의를도출할수는없었다. Jung 등은 HPV 감염률이한국내에서도지역적인차이를보여인천과부산의감염률이높으며, 33, 56, 58 등의아형이최근수년사이빈번히검출된다고하였는데 [11], 본연구의모집단도부천의지역적특성을반영할가능성이있을것으로생각되었다. 서론에서언급한바와같이 HPV 2개형

7 76 강지민 이희정 (bivalent) 및 4개형 (quadrivalent) 조합형의예방백신들이상용화하여국내에도도입되었으나, 이는 16과 18의예방으로 70% 의자궁경부암예방효과를목적으로하는 [12] 서구형백신이라할수있으며, 본결과로미루어본다면국내에서는동일한효과를기대할수없을것으로예상된다. HPV 감염의위험도를높이는데에있어서성활동외에연령도중요한인자로작용하는데 35세이하의연령대에는활발한성활동에의해 HPV 감염이상대적으로많이일어나지만, 대부분의자궁경부암의발생장소인편평원주이음부 (squamocolumnar junction) 의화생작용 (metaplastic activity) 도왕성하기때문에감염의정도에비하여자궁경부암이적게발생한다 [13, 14]. 본연구에서는 HPV 양성률이 20대 52.3%, 30대 35.2%, 40대 31.0%, 50대 24.9% 이었고, 조직- 고위험군의비율은 20대 28.1 %, 30대 18.5%, 40대 14.3%, 50대 9.3% 로나타났다. 이는오히려연령이높을수록감염률에비해조직- 고위험군의비율이낮은것을의미하는데, 병원에내원한환자들중에서도임상적으로의심되는경우에선택적으로검사가시행되었기때문에나타난모집단의특성이라판단되었다. 한편 16의양성률은연령대에따라크게차이가없는것에비해, 66은 30세이상군에서양성률이유의하게떨어지고 52는높아지는흥미로운양상을보였으며, 보다많은예를누적하여 3년이상장기간의추적관찰로의의를분석할필요가있다고생각되었다. PAP 결과와조직검사결과가악성에가까울수록 HPV 양성률이높아지는것은거의모든보고들에서동일하며 [3-5, 15, 16] 본연구에서도 PAP-정상군보다 PAP-LSIL군과 PAP-고위험병변군의 HPV 양성률이높았고, 조직-정상군보다조직- 고위험병변군의양성률이높았다. 자궁경부병변에따라 HPV 아형의분포면에서도변화가있었는데, 16은 PAP 결과및조직검사결과가 LSIL 그리고 HSIL이상의고위험병변으로국한되어갈수록양성률이현저하게높아지고 58과 18도유사한양상을보였다. 그에비해 51과 56 등은오히려고위험병변군에서양성률이낮아지는추이를나타내어, PAP-고위험병변군에서의양성률이 PAP-LSIL군에서의양성률보다오히려낮았으며, 조직-고위험병변군에서의양성률도조직-LSIL군에서의양성률보다낮았다. 결과적으로감염률의빈도순위에있어서도전체1,211예에서는 16, 58, 52, 51, 56, 18의빈도순을보이다가, 조직- 고위험병변군에서는 16, 58, 52, 18, 33 의빈도순위를보였다. 이는 51과 56보다 18 의위험도가높음을시사하는데, 이와같은 51의낮은위험도 [3] 와 18의높은위험도 [4] 는보고된바와유사하였다. HSIL 이상의병변을진단하기위한 PAP의특이도는 69.2% 로일반적인선별검사에서기대되는수치보다낮았는데, 자료의대상이 PAP을시행한모든환자가아니라그중에서선택적으로 HPV 검사가의뢰되었던환자들이었기때문에단순수치비교는어려울것으로생각되었다. 단 PAP과 HPV, 두가지검사의모집단은같도록조건이부여되었으며, HPV DNA chip 검사의민감도와특이도, 음성예측도가 PAP에비해높았다. 현재자궁경부암선별과 HPV 감염에의한세포형태학적변화를선별하기위한검사로시행되고있는 PAP의민감도, 특이도, 음성및양성예측도와비교하여, HPV DNA chip 검사의민감도, 특이도, 양성및음성예측도는임상적용이가능한범위에속하는것으로판단되었다. 특히아형들중 16의양성예측도와음성예측도는 An 등의보고 [4] 보다높은 90.5% 와 60.7% 로가장높아, 감염여부를확인하는것이임상적으로매우중요한정보가됨을알수있었다. PAP과 HPV 모두음성의결과를보인예는총 331예이었으며이중69예에서조직검사를시행하였다. 앞서언급된바와같이 PAP을시행하는환자들중임상의의주관적판단에따라 HPV 감염여부를확인할필요가있는임상적소견인경우 HPV DNA chip 검사가의뢰되었는데, 본 69예는 PAP 및 HPV 검사결과와임상소견이부합되지않는경우들이었다. 69예중28예는조직검사결과가정상이었고, 26예는원반세포증, 6예는 CIN 1, 1 예는 CIN 2, 4예는 CIN 3, 2예는 CIS, 2예는침윤성자궁경부암의결과를나타내어, 두가지검사를모두시행하여음성의결과를얻은69예중총9예 (13.0%) 가 CIN 2이상의병변을나타내었다. 일반적으로 PAP 검사의위음성결과중 1/3은판독의오류, 나머지 2/3는시료채취나슬라이드제작과정의문제로추정되는데 [17], 본연구에서동일한시점에동일한방법으로 PAP과 HPV DNA chip 검사의검체를채취하였음을고려할때검체채취시의오류를배제할수없는것으로판단되었다. 일반적으로 PAP 검사를받는여성의약 10% 이상이 ASCUS 로판독되며이들중 5-10% 에서악성병변이확인된다 [18]. 본자료에서는 ASCUS가전체의 43.4% 에이르렀는데이역시내원하여 PAP을시행하는환자들중선택적으로 HPV 검사가의뢰되었기때문이었다. ASCUS로판독된환자들중 27.0% 가 HPV 고위험양성의결과를보였는데이양성군이임상적으로어떤의미를갖는가에대해서는추후해당예에대해 3년이상의추적검사와분석이필요할것으로생각된다. 자궁경부암선별검사를선택하는기준에있어서비용효과적측면으로는초기검사의비용자체보다추적검사의횟수를줄이는것이효과적임이보고되었으며 [19, 20], 자궁경부암선별을위한검사간격이길거나정해진스케쥴이잘지켜지지않는우리나라와

8 HPV DNA Chip 검사의임상효용성 77 같은상황에서는특이도가높은 PAP보다민감도가높은 HPV DNA 검사가안전하다 [15]. HPV DNA 검사들중에서현재시장점유율은 Hybrid-Capture II 법이가장높으며검사법이비교적단순하여운영이용이한데에비해, HPV DNA chip 검사는숙련된검사자가필요하고검사시간이상대적으로오래걸리는난점이있다. HPV 감염후 90% 이상의예가자정작용에의해자연치유되나, 2년이상의지속적인감염을보이는경우 HSIL 발병가능성이 HPV 음성인경우보다 300배이상높은것으로추정되는데, 세포형태학적변화는감염된바이러스가일정량이되어야일어나고변화의정도는바이러스의양을반영한다고알려져있다 [21, 22]. 이러한측면에서볼때 HPV DNA Chip 검사의결정적인단점은감염된바이러스의정량적정보를얻을수없다는것이다. 그러나아형에따른비정상자궁경부세포검사의의미, 지속적인감염을보일때재감염과지속감염의감별, 여러아형에의한중복감염의의미, 그리고본연구결과가시사하는바와같이지역적으로다양한아형의분포등은, HPV 아형각각에대한정보없이는얻을수없는임상적가치이며, 백신의범용화를위한모델구축에필수적인자료이다. HPV DNA chip 검사가도입되기이전에는한번에많은아형정보를얻어내기어려워축적된자료가많지않으므로, 아형정보와정량정보를동시에얻을수있는검사법이도입되기이전까지는 PAP 검사와더불어 HPV DNA chip 검사를선별검사로실시해야할것으로판단된다. 요 배경 : 외국의인유두종바이러스 (human papillomavirus, HPV) 감염양상을바탕으로 70% 의예방효과를기대하는 16, 18 2개형예방백신이개발되어일부상용화하였으나, 국내의감염양상에대해서는밝혀진바가적다. DNA chip 검사법으로자궁경부병변에따른 HPV 아형의감염빈도를분석하여아형정보의임상적효용성을알아보고자하였다. 방법 : 초기진단용검사로 HPV DNA chip 검사와자궁경부세포진검사 (PAP) 를시행한 1,211명을대상으로하였고 626예는 1개월이내에질확대경조준하생검을시행하였다. 결과 : HPV 양성총 445건에서아형의빈도는 16 (22.0 %), 58 (13.9%), 52 (11.0%), 51 (9.0%), 56 (8.5%), 18 (7.2 %) 의순이었다. PAP 및조직검사결과가악성에가까울수록 HPV 양성률이높았으며, 조직학적으로확인된고등급편평상피내병변및자궁경부암에서의아형의빈도는 16, 58, 52, 18, 33의순서였다. 조직학적으로확인된고등급편평상피내병변 약 및자궁경부암에대한 HPV DNA chip의민감도는 76.9%, 특이도 70.1%, 양성예측도 72.1%, 음성예측도 75.8% 로, 이중 PAP의민감도나음성예측도보다높았다. 16의양성예측도는 90.5%, 음성예측도 60.7% 로아형들중가장높았다. 결론 : 우리나라에서도 16은고등급편평상피내병변및자궁경부암진단에매우중요함을알수있었다. 그러나이연구에서는구미와달리 18아형보다 58아형의빈도가높았으며, 국내 HPV 이환율과아형분포연구보고도많지않으므로, 백신의범용화에앞서 HPV DNA chip을이용한더많은연구가필요하다고판단되었다. 참고문헌 1. Bosch FX, Manos MM, Munoz N, Sherman M, Jansen AM, Peto J, et al. Prevalence of human papillomavirus in cervical cancer: a worldwide perspective. International biological study on cervical cancer (IBSCC) Study Group. J Natl Cancer Inst 1995;87: Clifford GM, Smith JS, Plummer M, Munoz N, Franceschi S. Human papillomavirus types in invasive cervical cancer worldwide: a metaanalysis. Br J Cancer 2003;88: Hwang HS, Park M, Lee SY, Kwon KH, Pang MG. Distribution and prevalence of human papillomavirus genotypes in routine pap smear of 2,470 Korean women determined by DNA chip. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2004;13: An HJ, Cho NH, Lee SY, Kim IH, Lee C, Kim SJ, et al. Correlation of cervical carcinoma and precancerous lesions with human papillomavirus (HPV) genotypes detected with the HPV DNA chip microarray method. Cancer 2003;97: Cho NH, An HJ, Jeong JK, Kang S, Kim JW, Kim YT, et al. Genotyping of 22 human papillomavirus types by DNA chip in Korean women: comparison with cytologic diagnosis. Am J Obstet Gynecol 2003;188: Kim SR, Song SY, Kim DS, Lee JW, Park CS, Bae DS, et al. Evaluation of self-collected pad sampling for the detection of HPV in cervicovaginal secretion. Korean J Pathol 2004;38: Solomon D, Davey D, Kurman R, Moriarty A, O Connor D, Prey M, et al. The 2001 Bethesda System: terminology for reporting results of cervical cytology. JAMA 2002;287: Gynecologic Oncology Committee of the Korean Society of Obstetrics and Gynecology. Annual report of gynecologic cancer registry program in Korean for 2002 (Jan. 1st, 2002-Dec. 31st, 2002). Korean

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