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정국 선
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1 대한내과학회지 : 제 76 권제 5 호 2009 AML1-ETO 양성인양표현형급성백혈병의 1 예 연세대학교의과대학 1 내과학교실, 2 진단검사의학교실, 3 병리학교실 서주희 1 이혜원 1 임주은 1 정주원 1 최종락 2 양우익 3 민유홍 1 A case of biphenotypic acute leukemia with expression of the AML1-ETO gene rearrangement Ju Hee Seo, M.D. 1, Hye Won Lee, M.D. 1, Ju Eun Lim, M.D. 1, Joo Won Chung, M.D. 1, Jong Rak Choi, M.D. 2, Woo Ick Yang, M.D. 3 and Yoo Hong Min, M.D. 1 Departments of 1 Internal Medicine, 2 Laboratory Medicine and 3 Pathology, Yonsei University College of Medicine, Seoul, Korea Biphenotypic acute leukemia (BAL) is a subtype of acute leukemia that expresses two different immunophenotypic lineages, most commonly myeloid and either B- or T-lymphoid lineages. This entity has been defined by a scoring system proposed by the European Group for the Immunological Characterization of Leukemias (EGIL). The prognosis of BAL is regarded as being worse than either acute lymphoid or myeloid leukemia that does not show lineage ambiguity. However, a treatment strategy for BAL has not yet been established. We experienced a case of BAL with the t(8;21) translocation, a favorable cytogenetic rearrangement in acute myeloid leukemia (AML). The patient was successfully treated with cytarabine and anthracycline for induction and consolidation. The quantitative value of the AML1-ETO gene decreased after achieving complete hematologic remission. Thus, the AML1-ETO gene rearrangement in BAL may be associated with an acceptable response to the treatment strategy for AML. (Korean J Med 76: , 2009) Key Words: Biphenotypic acute leukemia; AML1-ETO fusion protein; Human 서론급성백혈병 (acute leukemia) 은크게두개의군으로분류되며, 표면 (surface) 또는세포질내항원 (cytoplasmic antigen) 의표현형에의해골수성또는림프구성으로구분된다. 최근연구에의하면급성골수성백혈병 (acute myeloid leukemia, AML) 이약 48%, 급성림프구성백혈병 (acute lymphoid leukemia, ALL) 이약 46% 차지하며골수성의경우대부분 CD13, CD33이발현되며림프구성의경우 CD20, CD7 등이흔히존재한다 1). 그러나드물게골수구계및림프구계두가지의아세포군을동시에가지는경우와한개의아세포군에골수구계와림프구계항원이함께발현되는경우등백혈병세포의기원을정확하게판단할수없을때가있다. 세계보건기구 (WHO) 의분류체계에서는전자를양계통성백혈병 (bilineal Received: Accepted: Correspondence to Yoo Hong Min, M.D., Department of Internal Medicine, Yonsei University College of Medicine, 134 Shinchon-dong, Seodaemun-gu, Seoul , Korea minbrmmd@yuhs.ac

- The Korean Journal of Medicine: Vol. 76, No. 5, 2009 - acute leukemia) 라고명명하였으며, 후자는양표현성급성백혈병 (biphenotypic acute leukemia, BAL) 이라고명명하였다.

BAL의진단에는일반적으로 European Group for the Immunological Characterization of Acute Leukemias (EGIL) 에서발표한평점시스템 (scoring system) 이이용된다 2).

저자는급성골수성백혈병에있어좋은예후인자로알려진 AML1-ETO 유전자재배열을 BAL 환자에서발견하였고, 급성골수성백혈병에준한항암화학요법으로성공적으로완전관해에도달한경험이있어, 본저자는양표현형급성백혈병에있어문헌고찰과함 께보고하는바이다.

현병력 : 환자는 1개월전부터감기증상을호소하였으나대증치료에도호전이없었고, 연고지병원에서시행한말초혈액검사상혈색소와혈소판이감소되어있고, 말초혈액에서아세포가관찰되어급성백혈병의심하에본원으로전원되었다.

2 - The Korean Journal of Medicine: Vol. 76, No. 5, acute leukemia) 라고명명하였으며, 후자는양표현성급성백혈병 (biphenotypic acute leukemia, BAL) 이라고명명하였다. 그리고이들을 모호한계통의급성백혈병 (acute leukemia of ambiguous lineage) 의아형으로분류하였다. BAL의진단에는일반적으로 European Group for the Immunological Characterization of Acute Leukemias (EGIL) 에서발표한평점시스템 (scoring system) 이이용된다 2). 최근에급성백혈병의진단과치료과정에있어특이염색체이상의중요성이강조되고있으며이에대한연구도활발히진행되고있으나, BAL 에서의임상적의미는밝혀져있지않다. 저자는급성골수성백혈병에있어좋은예후인자로알려진 AML1-ETO 유전자재배열을 BAL 환자에서발견하였고, 급성골수성백혈병에준한항암화학요법으로성공적으로완전관해에도달한경험이있어, 본저자는양표현형급성백혈병에있어문헌고찰과함 께보고하는바이다. 증례환자 : 구, 여자, 52세주소 : 기침, 가래과거력및가족력 : 2년전고혈압진단받고약물치료중임. 음주와흡연의과거력없음. 현병력 : 환자는 1개월전부터감기증상을호소하였으나대증치료에도호전이없었고, 연고지병원에서시행한말초혈액검사상혈색소와혈소판이감소되어있고, 말초혈액에서아세포가관찰되어급성백혈병의심하에본원으로전원되었다. 이학적소견 : 입원당시혈압은 110/80 mmhg, 맥박은분당 84회, 호흡수는분당 20회, 체온은 36.3 였으며, 급성병 A B C Figure 1. Bone marrow aspiration before and after treatment. (A, B) At diagnosis, bone marrow was heavily loaded with leukemic blasts having a moderate amount of finely granulated cytoplasm with Auer bodies (A: 200, B: 1,000). (C, D) Normoblastic maturation at complete remission after the first consolidation chemotherapy (C: 200, D: 1,000) D

3 - Ju Hee Seo, et al. Biphenotypic acute leukemia with expression of AML1-ETO gene-rearrangement - Figure 2. Fluorescence in situ hybridization. Probes for AML1 (green signal) and ETO (red signal) demonstrate two normal and two co-localized fusion signals. The AML1/ETO translocation is observed in all 300 interphase nuclei. Figure 3. Changes in the AML1-ETO fusion transcripts ratio after treatment. 색을보였고, 의식은명료하였다. 결막이창백한것외에경흉부및복부진찰상특이소견은없었다. 검사소견 : 입원당시시행한말초혈액검사상백혈구 8.390/μL ( 호중구 23%, 림프구 24%, 단핵구 / 호산구 / 호염구 0%, 아세포 47%, 비전형적림프구 4%), 혈색소 6.6 g/dl, 헤마토크리트 18.6%, 혈소판 55,000/μL이었다. 혈액요소질소 11.0 mg/dl, 크레아티닌 1.0 mg/dl, 총단백 7.7 g/dl, 혈청알부민 4.0 g/dl, 총빌리루빈 0.5 mg/dl, 프로트롬빈시간 12.0 초, 부분트롬보플라스틴시간 27.3초, 요산 4.5 mg/dl, 콜레스테롤 143 mg/dl, Lactate dehydrogenase (LDH) 1,199 IU/L 였고, alkaline phosphatase (ALP), AST/ALT 는정상범위였다. 또한혈청철 100 ug/dl, 총철결합능 225 ug/dl, 트랜스페린 183 mg/dl, 페리틴 ng/ml이었다. 골수검사소견 : 골수조직검사상 80% 이상의높은세포밀집도를보였으며, 골수섬유화는관찰되지않았다. 골수흡인도말검사상유핵세포의 82% 에서아세포가관찰되었으며각아세포들은림프구크기의작은아세포와중성구크기의아세포및세포질이풍부하고뚜렷한핵소체를가진큰아세포까지다양한크기의아세포들로구성되어있었고, Auer body가빈번히관찰되었다 ( 그림 1A, 1B). 골수흡인검체로시행한면역표지검사상 HLA-DR 43.9%, CD %, CD14 2.6%, CD %, CD %, CD %, CD %, Surface Ig 음성, TdT 음성, CD79a 35.2%, CD20 0.4%, anti- MPO 양성의발현양상을보였다. 즉, CD34, CD19, CD79a의부분적발현과 CD13, CD33, anti-mpo, CD56의중등도발현으로보아 BAL에합당한소견을보였다. 염색체및유전자검사 : 염색체검사를위해골수세포에는 ethidium bromide를첨가하여 24시간배양하였으며 G-분염법을이용하였다. 핵형분석은 ISCN 1995[7] 을따랐고, 20 개의분열중기세포를분석한결과모든세포에서 45, X-X, t(8;21)(q22;q22) 소견이관찰되었다. 종양유전자재배열검사에서는 AML에서흔히관찰되는유전자이상인 AML1-ETO, dupmll 이발견되었으며그외의 TEL/AML1, E2A/PBX, FLT3/ITD, Bcr/abl 유전자재배열은음성이었다. AML1-ETO에대한역전사중합효소반응을통한정량검사결과 relative ratio가 였다. 형광동소교잡법 (Fluorescence In Situ Hybridization, FISH) 시행을위해환자의염색체슬라이드와 probe의 DNA 변성및보합결합과정을거친뒤형광현미경으로 300개의세포를분석하였다. 각세포당발현되는형광신호를검출하였으며, 300개의세포모두에서 8번과 12번염색체의전좌가관찰되었다 ( 그림 2). 치료경과 : 1차관해유도항암화학요법으로 idarubicin 12 mg/m 2 /day 3일간, cytarabine 100 mg/m 2 /day 7일간정주하였다. 치료후 16일째에골수검사를시행하였으며당시백혈병아세포는발견되지않았다. 이후특이합병증없이지냈

4 - 대한내과학회지 : 제 76 권제 5 호통권제 585 호 으며, 치료후 32일째시행한골수검사상완전관해소견을보였다. AML1-ETO와 dupmll 유전자검사는여전히양성이었으나 AML1-ETO 정량검사상 relative ratio는 으로진단당시보다감소하였다. 이후공고화학요법과정으로관해유도시와같은약제로재치료받았고, 치료전후의 AML1-ETO 정량검사상 relative ratio가각각 과 으로낮은상태로유지되었다 ( 그림 3). 공고화학요법후의골수검사에서도완전관해가유지되고있었다 ( 그림 1C, 1D). 현재환자는재발및합병증없이외래추적관찰중이다. 고찰대부분의급성백혈병의경우현미경적인모양과세포화학적그리고골수구, B 또는 T 림프구의세포질내이나세포막의항원을찾는면역학적인표지자로골수성또는림프구성으로구분된다. 그러나약 5% 에있어이러한구분이어려운경우가있으며주로골수구계또는림프구계항원이동시에발현이되는양상을보여이를양표현형급성백혈병 (Biphenotyic Acute Leukemia, BAL) 이라고정의한다 3). BAL은드문질환으로이에대한진단기준이 EGIL (European Group for the Immunological Classification of Leukemia) 에서제안되었다. 1997년에 Matutues 등이제안했던면역표지자평점시스템을수정하여 1998년에새로운평점시스템이제시되었고, 백혈병아세포가가지는항원들의계열특이성의정도와개수를기준으로하였다. B-림프구특이표지자로는 CD79a, CD22, Cytopalsmic lgm을 T-림프구특이표지자로는 CD3, anti-tcr 을그리고골수구특이표지자로골수세포형과산화효소 (myeloperoxidase, MPO, 세포화학적검사또는유세포검사 ) 를정하여 2점을부가하였다. 기타중등도의특이성을가지는항원들은 1점또는 0.5점이부여되어, 이기준으로골수구계의점수와어느한가지의림프구계의점수가 2점을초과할때 BAL로진단할수있다. 이평점시스템에따라 BAL은네가지아형으로나뉘며그중골수구와 B-림프구계를동시에발현하는군이약 60~70% 로가장흔하다. 그다음으로많은군은골수구와 T-림프구계를동시에발현하는경우이며두림프구계를동시에발현하는군은상대적으로드물다 4). BAL은보통어른에서호발하나소아특히 2세이하의영아에서보일수있으며, 다른형태의급성백혈병이재발시 BAL 소견으로나타나기도한다. 임상적인특징은골수부전과관련된증상이대부분이며주로피로, 감염, 출혈이상등 이흔하다. BAL 아세포의형태는일정하지않으며, 아주르성과립또는 Auer rod를포함한골수구계의분화를보이는아세포에서림프구계또는미분화성형태까지매우다양하다. BAL은대부분의증례에서볼때유도항암요법에내성을보이며완전관해에도달한경우에서도마찬가지로재발률이높다. 이질환의치료를위해대부분의경우아세포의형태에따라 AML 또는 ALL에준한항암요법을시작하여완전관해에이르면바로조혈모세포이식을포함한강화요법으로들어가는방법을사용한다 5). 다른증례에서제시한치료법을보면 ALL의항암요법에준해 Kozlov 등은고용량 cytarabine을사용한환자에서완전관해를보였다고보고한바가있으며 Guanasheng He 등은 ALL과 AML의항암요법을병합하여 daunorubicin, mitoxantrone, arabinoside, vincristine, prednisone으로치료한환자와 AML에준한 mitoxantrone, arabinoside 로치료한환자를비교하여병합치료를시도한환자에게서관해율이높았다고보고하였다 5,6). 또한 Ahmed Aribi 등의다른연구에서는 hyper-fractionated cyclophosphamide, vincristine, adriamycin, dexamethasone으로치료하거나이에 rituximab 을병합하여치료한환자에완전관해를보였다 7). 그외에도많은연구가보고된바가있으나아직 BAL 의치료방법에는뚜렷이정립된바가없으며, 본증례에서는 AML에준한항암요법중 idarubicin과 cytarabine으로각각유도요법과강화요법을하여완전관해에도달하였다. BAL의예후는 AML 또는 ALL 단독의경우보다나쁘다고알려져있으며 4년생존율은약 8% 이다. 여러문헌보고에의하면나이가 60세미만이거나 Bcr-abl 염색체이상이없는경우, 1차치료로완전관해에도달한경우, AML1-ETO 유전자재배열이있을때예후가좋다고알려진바가있다 5,8). BAL의진단및예후를예측하기위하여 BAL에서역시세포유전학적검사및면역화학표지자, 유전자재배열검사가중요하겠으며, 본증례를골수형태로구분하면급성골수성백혈병 FAB분류 M2아형에해당하며, 세포유전학적으로 X염색체결손이동반된 t(8;21)(q22;q22) 전좌가관찰되었고, 형광동소교잡법및역전사중합효소연쇄반응법을통해 AML1- ETO 유전자재배열을확인할수있었다. AML1-ETO 융합물질은 AML1 의활성화를억제하고 BCL-2의억제자를파괴함으로써이형성조혈형성세포의증식을가속화시키는종양단백질로작용한다 9,10). 진단당시 AML1-ETO 융합유전자의전사정도는환자마다차이를보이며, 1차관해유도요법전후의감소폭이질환의진행및예후와관련있는것으로알

5 - 서주희외 6 인. AML1-ETO 양성양표현형급성백혈병 - 려져있다. AML1-ETO 융합유전자는혈액학적관해상태에서도낮게검출될수있으며 11), 재발되는경우상당수에서형태학적재발에앞서 3~6개월전에융합유전자전사의상승을보인다. 한연구에의하면 AML1-ETO 양성인급성백혈병의환자에서융합유전자를연속적으로측정한결과 1차완전관해후에도지속적으로양성을보이는경우는재발과사망률이상대적으로높은것으로보였으며, 평균생존기간이 47.3개월로음성인환자 (107.4개월) 보다높게보고된바있다 12). 본증례에서는 AML 에준한관해유도치료후 AML1- ETO 융합유전자전사정도가감소한것을확인함으로써환자의골수내반응과유전자재배열사이에연관성이있음을알수있었다. 즉, AML1-ETO 유전자이상이 BAL의병태생리에도주요한역할을할것으로예상되며, 골수구를표적으로한치료에의해성공적으로관해가유도될수있음을확인하였다. 관해상태의급성백혈병환자에서미세잔존질환의검출을위해 AML1-ETO 융합유전자가이용되는점을바탕으로, 상대적으로예후가좋지않은 BAL 환자에서도 AML1-ETO 융합유전자를연속적으로측정하면서환자의치료반응및재발여부를감시하는지표가될수있겠다. 요약 BAL은일반적으로기타급성백혈병보다예후가나쁘다고알려져있으나, 그치료방침이아직확립되어있지않다. AML1-ETO 유전자재배열은 BAL에서도좋은예후인자중하나로제시된적이있으며본증례에서도 1차례의관해유도요법후완전관해를보였고, t(8:21) 즉, AML1-ETO 정량검사상전사정도가현저히감소함을경험하였다. 특히, AML 에준한치료만으로성공적관해가유도되었으며, 이는 BAL 에있어서도 AML1-ETO 종양단백이병태생리에주역할을할것임을짐작할수있다. AML 에서와마찬가지로 AML1- ETO 유전자재배열은향후 BAL 환자의치료효과와예후를알수있는지표로사용될수있을것이다. 중심단어 : 양표현형급성백혈병 ; AML1-ETO 융합유전자 REFERENCES 1) Frater JL, Yaseen NR, Peterson LC, Tallman MS, Gooldby CL. Biphenotypic acute leukemia with coexpression of CD79a and markers of myeloid lineage. Arch Pathol Lab Med 127: , ) Bene MC, Bernier M, Casasnovas RO, Castoldi G, Knapp W, Lanza F, Ludwig WD, Matutes E, Orfao A, Sperling C, van t Veer MB. The reliability and specificity of c-kit for the diagnosis of acute myeloid leukemias and undifferentiated leukemias. Blood 92: , ) Matutes E, Morilla R, Farahat N, Carbonell F, Swansbury J, Dyer M, Catovsky D. Definition of acute biphenotypic leukemia. Haematologica 82:64-66, ) Killick S, Matutes E, Powles RL, Hamblin M, Swansbury J, Treleaven JG, Zomas A, Atra A, Catovsky D. Outcome of biphenotypic acute leukemia. Haematologica 84: , ) He G, Wu D, Sun A, Xue Y, Jin Z, Qiu H, Tang X, Miao M, Fu Z, Ma X, Wang X, Chen Z, Ruan C. B-lymphoid and myeloid lineages biphenotypic acute leukemia with t(8;21)(q22;q22). Int J Hematol 87: , ) Kozlov I, Beason K, Yu C, Hughson M. CD79a expression in acute myeloid leukemia t(8;21) and the importance of cytogenetics in the diagnosis of leukemia with immunophenotypic ambiguity. Cancer Genet Cytogenet 163:62-67, ) Aribi A, Bueso-Ramnos C, Estey E, Estrov Z, O Brien S, Giles F, Faderl S, Thomas D, Kebriaei P, Garcia-Manero G, Pierce S, Cortes J, Kantarjian H, Ravandi F. Biphenotypic acute leukemia: a case series. Br J Haematol 138: , ) Jaffe ES, Harris NL, Stein H, Vardiman JW. Acute myeloid leukemias. In: Jaffe ES, ed. Pathology and genetics of tumours of haematopoietic and lymphoid tissues. World Health Organization Classification of Tumours. p , Lyon, IARC Press, ) Mulloy JC, Cammenga J, MacKenzie KL, Berguido FJ, Moore MA, Nimer SD. The AML1/ETO fusion protein promotes the expansion of human hematopoietic stem cell. Blood 99:15-23, ) Klampfer L, Zang J, Zelentetz AO, Uchia H, Nimer SD. The AML1/ETO fusion protein activates transcription of BCL-2. Proc Natl Acad Sci U S A 93: , ) Krawter F, Gorlich K, Ottmann O, Lubbert M, Dohner H, Heit W, Kanz L, GanserA, Heil G. Prognostic value of minimal residual disease quantification by real-time reverse transcriptase polymerase chain reaction in patient with core binding factor leukemia. J Clin Oncol 21: , ) Park KB, Lee JJ, Yoon HJ, Kim SY, Kim YI, Cho KS. Detection of residual leukemia with reverse transcription-polymerase chain reaction from patients with AML1/ETO positive acute myeloid leukemia in remission. Korean J Hematol 38:15-23,

t(8;21) 동반 AML에서 세포질 CD79a의 발현 389 Table 1. Scoring system for the definition of BAL proposed by European Group for the Immunologic Classification of

t(8;21) 동반 AML에서 세포질 CD79a의 발현 389 Table 1. Scoring system for the definition of BAL proposed by European Group for the Immunologic Classification of 대한진단검사의학회지 제27권 제6호 2007 Korean J Lab Med 2007;27:388-93 DOI 10.3343/kjlm.2007.27.6.388 원저 진단혈액학 t(8;21)을 동반한 급성골수성백혈병 환자에서 세포질 CD79a 발현이 예후에 미치는 영향 정희정 지현숙 조영욱 이은혜 장성수 박찬정 서을주 울산의대 서울아산병원 진단검사의학과 Prognostic