( 뒷면 ) ( 측면 ) ( 앞면 ) 학술연구용역사업최종결과보고서 과 제 명 한국여성의고위험인유두종바이러스감염및항체면역도조사 Research on Human papillomavirus infection and antibody immunity of Korean women 주의 ( 주의내용기재 ) 2 0 0 8 주관연구기관 : 연세대학교 ( 글 14 point 고딕체 ) 질병관리본부 질병관리본부
주의내용 주 의 1. 이보고서는질병관리본부에서시행한학술연구용역사업의최종결 과보고서입니다. 2. 이보고서내용을발표할때에는반드시질병관리본부에서시행한 학술연구용역사업의연구결과임을밝혀야합니다. 3. 국가과학기술기밀유지에필요한내용은대외적으로발표또는공개 하여서는아니됩니다.
목차 Ⅰ. 연구개발결과요약문 한국여성의고위험인유두종바이러스감염맟항체면역도조사 1 Research on human papillomavirus infection 2 and antibody immunity of Korean women Ⅱ. 학술연구용역사업연구결과 1. 최종연구개발목표 3 2. 최종연구개발내용및방법 19 3. 최종연구개발결과 29 4. 연구결과고찰및결론 56 5. 연구성과 60 6. 참고문헌 62
최종결과보고서요약문 과제명 중심단어 한국여성의고위험인유두종바이러스감염및항체면역도조사 고위험인유두종바이러스, 감염유병률, 항체보유율 주관연구기관연세대학교주관연구책임자김재훈연구기간 2008. 7. 21-2009. 5. 20 본연구는 10-59세여성 1,116명을대상으로조사하였다. 조사대상자들의나이는 10년단위로균등하였고거주지는지역별로비교적일정하게분포하였다. 10-19세사이의 214명은진료목적으로병원을방문한여성을대상으로하였고, 20세이상의 902명은일반자궁경부암검진을받기위해병원에방문한건강한여성을대상으로하였다. 조사대상여성중 20세이상은인유두종바이러스 (Human Papilloma Virus: HPV) 감염위험요인을분석하기위한설문지를자기기입식으로작성하게하였고, 생식기 HPV DNA 감염여부는 Hybrid Capture 2 (QIAGEN) 검사와 PCR로측정하였으며, HPV 항체역가는 multiplexed competitive Luminex 기법으로측정하였다. 10-19세사이의 214명은일반적인첫성경험나이와문화적환경을고려하여설문지작성및생식기 HPV DNA 검사없이 HPV 항체검사만을시행하였다. 본연구대상자들의고위험 HPV 감염유병률은 12.6% 로, 자궁경부암검진목적여성을대상으로한기존연구의유병률 10.4-15.5% 과비슷한수준으로나타났다. 연령별 HPV 감염유병률은 20-29세사이에서최고정점을이루고그이후감소하는경향을보이다가 50-59세사이에서다시증가하였다. HPV 감염의위험요인이라여겨지는연령, 결혼상태, 교육수준, 흡연, 첫성경험연령, 출산력, 경구피임약복용여부, 평생성파트너수, 성병과거력등의영향을상호보정한교차비와 95% 신뢰구간을구한결과, 고위험 HPV 감염유병률은평생성파트너수가많을수록통계적으로유의한증가를보였으며나머지위험요인의영향은유의하지않았다. HPV 아형중가장흔한타입은 HPV 56(16.5%) 이고, 그다음으로는 HPV 18(15.5%), HPV 52(14.6%), HPV 16(11.7%), HPV 31(11.7%), HPV 33(11.7%), HPV 58(6.8%), HPV 45(5.8%), HPV 59(5.8%) 순으로나타났다. 기존보고에의하면우리나라여성의 HPV 항체보유율은 15-19.8% 이며연령별 HPV 항체보유율은전반적으로연령이증가할수록높아지거나안정수준상태 (plateau) 를보이고있다. HPV 감염유병률과 HPV 항체보유율의정점시기차이는낮은 HPV 항체전환율과검출가능한 HPV 항체형성에필요한지속적인 HPV 항원노출이이루어지지않았다는것으로설명할수있다. 이번연구와지금까지발표된자료를바탕으로기존의백신접종연령기준을재평가하고자한다. 20대에 HPV DNA 감염빈도가가장높으므로성에노출되기전인 10 대에백신을접종하는것은당연하다그러나우리나라청소년의성행태가빠르게변화하고있는만큼최적접종연령으로정해진 15-17세보다접종의적정연령을낮춰야할것으로생각된다. 또한중년 (40, 50대 ) 에도계속적인 HPV 감염여성이발생하고있으며기본적으로 HPV 항체전환율이낮고성생활이활발한여성이라도백신의 4가지 HPV아형에모두감염될가능성은낮으므로, 현재정해진 catch up 접종권장대상으로정해진 18-26세여성의연령을상향조정할필요가있겠다. - 1 -
Summary Title of Project Key Words Research on human papillomavirus infection and antibody immunity of Korean women Human papillomavirus, prevalence, seroprevalence Institute Yonsei University Project Leader Kim Jae Hoon Project Period 2008. 7. 21-2009. 5. 20 On this study, we did research on 1,116 healthy female ranged from 10 to 59 years of age. The subjects'age and resident areas were equally proportioned and relatively well distributed. 214 people in 10-19 age range were the patients who visited our clinic to have their physical status checked and 902 people over 20 years old were healthy patients who visited the clinic for the cervical cancer check-ups. Among the subjects, for the ones over 20 years old, we let them fill out a survey questionnaire to analyze the infection risk factors of Human Papillomavirus and Hybrid capture 2(QIAGEN) test and PCR were used to find out the infectivity. HPV antibody titer was measured by multiplexed competitive Luminex method. 214 subjects in 10-19 age range went through HPV antibody test only without having the survey filled out or HPV DNA tests considering their first sexual experiences and cultural backgrounds. The high risk HPV infection prevalence of this study was 12.6%, which was similar to 10.4-15.5% of the previous studies on cervical cancer test patients. HPV prevalence of each age range was at peak in 20-29 partition and it showed a tendency of diminishing as age went up and when it was in 50-59 partition, the prevalence increased again. The prevalence of HPV infection was significantly high among people who had many life time number of sexual partners. The most common subtypes of HPV were HPV 56(16.5%), HPV 18(15.5%), HPV52(14.6%), HPV 16(11.7%), HPV 31(11.7%), HPV 33(11.7%), HPV 58(6.8%), HPV 45(5.8%), HPV 59(5.8%) in the order of the highest to the lowest. According to the previous reports, HPV seroprevalence in Korean female was 15-19.8% and it increased or showed stable plateau as the age increased. The reason of having differences in their peak time between the prevalence of HPV DNA and HPV seroprevalence can be explained by low HPV antibody turnover rate and weak immnologic response that leads to insufficient exposure to HPV antigen, which was needed for detectable antibody response. Based on this study and the studies that have already been reported, we would like to reevaluate the criteria for vaccination by age. It is plausible that vaccination is to be done in teens before the youth are exposed to sexual contacts but it should be recommended that current ideal vaccination age, that is 15-17 years, should be lowered because the sexual behaviors of our young generation are changing rapidly. Since continuous infection occurs among the middle-aged women (in their 40s and 50s) and HPV antibody turnover rate is basically low and also even sexually active women are not likely to get infected with all 4 types of HPV vaccination, it is necessary to raise our age standard for vaccination that is currently settled for the catch up vaccination recommended subjects at 18-26 years to higher. - 2 -
학술연구용역사업연구결과 1. 최종연구개발목표 1.1. 사업목적및필요성 사업목적 한국여성의인유두종바이러스감염및항체보유율을조사하여한국여성의인유두종바이러스백신의효과를추정한다. -한국여성의연령별 (10-59세) 고위험 HPV 감염율을파악하고 -한국여성의연령별 (10-59세) 항체보유율조사방법제안및혈청확보를하며 -한국인의특성에따른예방접종기준마련을위한자료제공및백신도입에따른질병의감소효과평가를위한기초자료를제공한다. 필요성 인유두종바이러스백신은예방백신으로서기감염자에게는일반적으로효과가감소한다고알려져있다. 따라서한국여성의연령별 HPV 감염율및항체보유율 (seroprevalence) 을조사하여연령에따른인유두종백신의효과를예측할필요가있다. 이를통해한국인의 catch-up 백신의상한연령에대한가이드라인및최적접종연령에대한재평가작업을할수있다. 또한국내백신도입전후에예측되는감염율감소등의결과를정책자료로활용할수있다. 주요사업내용 국외 HPV 감염율, 항체보유율, 백신의효과성에대한문헌조사를시행하고한국여성의연령별고위험 HPV 감염율및항체보유율을파악하기위한대상자선정및표본추출방법과조사방법을제안하여혈청확보및조사를위한소요인원및소요예산, 기간을제시한다. 또한 HPV 감염위험요인등을분석하기위한구조화된설문도구를개발하고확보된혈청을이용하여연령별항체측정, pilot study를실시하여한국인의연령별항체보유율산출및예방접종기준을제안한다. - 3 -
1.2. 연구배경 1.2.1. 자궁경부암의역학 전세계적으로자궁경부암은유방암에이어두번째로흔한여성암이다. 연간약 493,000 여명의신 환이발생하고이중에서대략 273,000 여명이사망한다. 1 자궁경부세포검사가소개된이후로자궁 경부암의빈도는감소해왔고이로인해자궁경부암으로인한사망률도상당히감소하였다. 이는특 히선진국에서두드러지게보이는현상이며 2 대부분의선진국에서자궁경부암발생률은꾸준히감소 하고있다. 그러나자궁경부암의 85% 가개발도상국에서발생하고몇몇개발도상국에서는자궁경부암이젊은여 성의중요한사망원인이되고있기때문에개발도상국의경우에는자궁경부암예방을위한노력이 시급함을알수있다 (Fig. 1). 3,4 Fig 1. 자궁경부암의발생률 ( 인구십만명당 ) 4 한국중앙암등록본부의암등록자료 (2003-2005 년 ) 에따르면자궁경부암의발생분율은우리나라전체 여성암환자의 6.7% 로전체여자암발생의 6 위를차지하고있다 (Fig. 2). 5-4 -
또한연도별연령표준화발생률추이를살펴보면우리나라여성의경우갑상샘암이가장많이증가 하여 1999 년대비 2005 년 242.9% 가증가하였으며, 다음으로유방암이 44.9% 가증가하였고자궁경부 암의경우에는발생률의감소가관찰되었다 (Fig. 3). 5 Fig 2. 우리나라여성암발생분포 5 Fig. 3. 주요암종의연령표준화발생률추이 : 여자 5 자궁경부암발생은 1995 년에비해다소감소하는추세를보이고있으나사망률은큰변화를보이지 않고있다. 그러나자궁의상세불명부위사망자중자궁경부암으로등록된경우를자궁경부암사 망자로수정하여보정률추이를살펴보면자궁경부암사망률은감소하고있다 (Fig. 4). 6 Fig. 4. 연도별자궁경부암발생및사망통계 6-5 -
1.2.2. 인유두종바이러스 인유두종바이러스 (Human papillomavirus; 이하 HPV) 는간암을발생시키는간염바이러스처럼감염에의해암을발생시키는대표적인암바이러스이다. 현재알려진 HPV는약 120여종이며밝혀진순서에따라번호순으로명명하고있다. 생식기상피세포에주로감염되며이들중악성종양을일으키는아형은약 10여종으로알려져있다. HPV는약 8kb의원형이중나선의 DNA로구성되어있다. HPV DNA 유전자는상피세포분화단계의발현시기에따라초기유전자 (E) 와후기유전자 (L) 로분류된다. 초기유전자중 E6와 E7은암화과정과직접관련되어있어 HPV의종양유전자로언급된다. 16kDa에서 19kDa의단백질을암호화하는 E6는종양억제단백질인 p53와결합하며, E6와결합된 p53은 ubiquitin proteolysis pathway에의해분해되어 p53-dependent G1 억제와 apoptosis의유도를억제한다. 뿐만아니라 E6는 telomere의길이를유지하여세포를자연사로부터보호한다. 10kDa에서 14kDa의단백질을암호화하는 E7은형질전환을하는활성을갖고있고 prb 단백질과결합하여세포주기조절을방해하여암발생에관여한다. 이외에도 HPV의초기유전자중 E1과 E5는 DNA-binding 단백질을암호화하여안정적인바이러스 episome 형태를유지하게하고 E4는 mrna의안정성조절에관여한다. E2는 E6와 E7의발현을조절한다. HPV 바이러스는상피의상처를통하여기저세포에침입한후숙주세포의 DNA 복제기전을이용하여서서히복제를시작하게된다. 상피세포가분화하여상층부로이동함에따라 DNA 의복제가본격적으로시작되며 L1, L2의유전자가활성화되면서바이러스가만들어지며퍼지게된다 (Fig. 5). 7 Fig. 5. The HPV genome and its expression within the epithelium 7-6 -
1.2.3. HPV 감염의자연사 고위험 HPV의감염이곧자궁경부암으로의발전을의미하지는않는다. 대부분은인체의면역체계에의해제거되는일시적인것으로평균감염기간은 9개월정도이며 1년 6개월후에는 90% 이상에서특별한치료없이자연소실된다. 그러나지속적인고위험 HPV의감염은자궁경부암으로의진행가능성이상대적으로높으며발암의보조인자로알려진흡연, 피임약복용, 다산력, 다른성전파성질환의존재, 면역저하상태등이있을때에는자궁경부상피내종양과자궁경부암으로의진행이촉진되는것으로알려져있다. 감염이최고조에달하는시기는 20대이며이후인체면역체계의인식과항체의형성으로연령이증가하면서감염율은낮아진다. 따라서성적활동이감소하는 40-50대이후에도지속적인바이러스의검출은더욱세밀한추적관찰을요한다. HPV에감염될위험은성생활을시작하면서급격히증가한다. 대개바이러스에감염되지않았던여성의절반가량에서성생활을시작한지 3년내에 HPV에감 염된다. 8 성생활이활발한 20 대에많이발견되는저등급자궁경부상피내종양 (cervical intraepithelial neoplasia; 이하 CIN) 은대부분 2년내에저절로소실되지만, 고등급자궁경부상피내종양의소실은저등급자궁경부상피내종양의절반정도이며치료하지않을경우 10% 이상에서자궁경부암으로진행한다. 따라서지속적이고반복적인고위험 HPV 감염에의해 CIN을거쳐침윤성자궁경부암으로발전하게된다. 12개월이상지속적으로감염되어있으면위험도가올라가며자궁경부암으로발전하는데까지는보통약 10년이상의시간이필요하다 (Fig. 6). 4 Fig. 6. HPV 감염과자궁경부암의자연사 4-7 -
HPV 에노출될위험은나이가들면서상당부분감소하지만, 그대신나이든여성은젊은여성에비 해지속감염의위험이상대적으로더높다. 9-11 비록모든병변이침윤암으로진행하지는않지만, 병 변이소실되지않고더오래지속될수록고등급병변및침윤암으로진행돨가능성이높아지게된다 (Fig. 7). 12-14 Fig 7. Major steps in the development of cervical cancer 14 1.2.4. HPV 와자궁경부암 1970 년대에들어서 zur Hausen 에의해 HPV 와자궁경부암의관계가처음소개되었다. 이후여러 연구자들에의해 HPV 가자궁경부암의주요한원인인자임이증명되었다. 15,16 비록지역에따라조금 씩다르지만자궁경부암의 70% 는 HPV 16 과 18 에의해발생하며 HPV 45, 31, 33, 35, 52, 58 등의 아형이그뒤를이어전체의 10% 를차지한다 (Table 1, Fig. 8). 17-21 이들 8 종이전체자궁경부암의 90% 와관련이있다는점과 HPV 16 이가장많은비중을차지하는점 은세계적으로거의동일하지만지역에따라하부순위는조금씩차이가있다. 22 이들아형들은자궁 경부암을일으키는바이러스로서 고위험군 이라고불리며, 반대로생식기사마귀와관련된아형인 HPV 6 과 HPV 11 은 저위험군 으로분류된다. 현재까지확인된 15 개의고위험 HPV 는대부분 L1 gene sequence 의유사성에따라분류된 A9 species (HPV 16, 31, 33, 35, 52, 58) 이거나 A7 species - 8 -
(HPV 18, 45, 39, 59, 68) 중하나에속해있다. 23 Table 1. Burden of HPV in women with and without cervical disease 24 No. tested HPV prevalence % (95%CI) Normal cytology 157,879 10.0 (9.8-10.1) Low-grade lesions 8,640 71.6 (70.6-72.5) High-grade lesions 7,094 84.9 (84.1-85.7) Cervical Cancer, any type 14,595 87.2 (86.7-87.8) Cervical Cancer, HPV 16/18 14,595 70.1 (69.3-70.8) Fig. 8. Ten most frequent HPV types in women with and without cervical disease 24 HPV 16이주로편평세포암에서발견되는반면 HPV 18은선세포암에서상대적으로많이발견되는데, IARC에서 3,085명의자궁경부암환자를대상으로한연구에의하면 HPV 16은편평세포암과선세포암에서각각 54%, 42% 를차지한반면, HPV 18은각각 11%, 37% 에서발견되어선세포암에서유의하게높은유병율을나타내었다. 17,18,25 또한 HPV의복합감염은자궁경부세포검사상정상, 저등급 CIN, 고등급 CIN에서모두관찰된다. 25-27 한가지아형에감염되었다고해서그와계통적으로유사한다른아형의 HPV에감염될위험성이감소하지는않는다. 28 1.2.5. 자궁경부세포검사의한계 1943 년 Dr. Papanicolaou 가소위 Pap smear system 을제시하고난후자궁경부세포검사는자궁경 - 9 -
부암선별검사로서의역할을수행하여자궁경부암으로인한사망률및유병률감소에많은공헌을하여왔다. 20세기이후자궁경부암의발생률은 79% 그리고사망률은 70% 감소하였다. 물론자궁경부가해부학적으로외부와연결되어있어서검사가용이하고명확한전암병변의단계가존재하여 screening의효과가높았다고볼수있다. 29 그러나자궁경부세포검사로자궁경부암발생을줄이려는노력에도불구하고우리나라에서는매년 600여명의환자가자궁경부암으로사망하고있다. 따라서많은학자들은자궁경부세포검사의낮은민감도, 병리의사의주관적인판독소견, 검체채취단계에서의오류등을지적하였다. 30 김등은 249 명의자궁경부암환자의병력을조사한결과환자중 40% 가과거세포검사를시행한경험이없음을 보고하였고 30 서등은조직생검결과에따른세포검사의예측도를조사하였는데 70.5% 의민감도와 72.8% 의특이도를보고하여 31 자궁경부세포검사의높은위음성율과낮은민감도, 세포병리검사실 의정도관리부족을지적하면서새로운선별검사방법에대한필요성을제기하였다. 대부분의자궁경부암및전암병변은조직학적아형상편평상피형이가장많고, 그뒤를이어선상피 형및선 - 편평상피형이차지하고있다. 미국과캐나다의보고에의하면자궁경부세포검사가시행된 이후로편평상피형의자궁경부암및전암병변은눈에띄게감소하였으나, 선상피암및전암병변은 오히려증가추세에있다고하였다. 32,33 편평상피암은일반적으로변형대에위치하며외경관에병변을 형성하여자궁경부세포검사에서쉽게발견되지만, 선상피암은자궁내경관의샘에서발생하기때문에자궁경부세포검사에서놓치는경우가많을수밖에없다. 따라서연구자들은자궁경부세포검사가갖는한계를인정하고자궁경부암의주요한원인인자인 HPV에대한감염검사를자궁경부암선별검사에보조적으로사용하게되었다. 1.2.6. HPV 검사의필요성 지속적인 HPV 감염이자궁경부고등급병변과자궁경부암의원인임이알려지면서 HPV 검사의자궁경부암선별검사로서의임상적효용성에대한관심이증대되었다. 고위험 HPV 검사는세포검사에기초한자궁경부암일차선별검사의효율을증대시키고 34 세포검사에서비정상으로판정된환자의치료지침을마련하게하여 35,36 고등급병변으로진단된환자의치료후관리에도움이되는것으로알려져있다. 37 이등은 593 명의환자를대상으로자궁경부고등급병변진단에서의 HPV 검사의효율성을확인한 결과, CIN 2 이상의병변진단에 HPV 검사가자궁경부세포검사에비해유의하게높은민감도를 보였으며 (92.4% vs 76.3%) HPV 및세포검사를병용하였을때 97.8% 의높은민감도를보였다 (Table - 10 -
2). 자궁경부세포검사및 HPV 검사의연령에따른고등급병변진단민감도에서도 30-59 세의연령 군에서 HPV 검사가자궁경부세포검사보다유의하게높은민감도를나타냈다 (Fig. 9). 38 Table 2. Screening Utility of Human Papillomavirus(HPV) DNA Test, Cytology, and Their Combination 38 Confirmed by Test Biopsy CIN 1 CIN 2 HPV DNA test Positive 188 183 Negative 207 15* Cytology Abnormal 135 151 Normal 260 47* Combined tests Abnormal and/or positive 250 194 Normal and negative 145 4 *P<.001. Positive Negative Sensitivitiy Specificity Predictive Predictive % % Value, % Value, % 92.4* 52.4 49.3 93.2 76.3* 65.8 52.8 84.7 97.8 36.7 43.6 97.3 Fig. 9. Age distribution of patients with positive test results. The percentage of abnormal results using conventional cytology shows gradual increase according to age, whereas positive results using human papillomavirus DNA testing are associated with higher percentages at 2 age ranges (younger than 30 years and older than 60 years). 38-11 -
자궁경부암선별검사에서 HPV 검사를병행하였을때민감도가증가한다는결과를많은연구에서 확인하고있다 (Table 3). 39 자궁경부편평세포암에서와같이자궁경부선세포암에서도 HPV 감염이 대부분에서관찰되며 40 자궁경부세포검사에서선세포병변의진단의위음성율이편평세포병변보다 높게나타나 41 선세포병변의진단에서도 HPV 검사가매우유용함이알려져있다. 42 Table 3. Estimates of screening performance indices from studies comparing HPV testing with Pap cytology in primary screening for cervical cancer and its precursor lesions-estimates shown are for HSIL or cancers as disease outcome. 39 Author Sensitivity Specificity HPV Pap HPV Pap Comments Cuzick 75 46 96 96 Clavel 100 79 86 96 Cuzick 95 79 94 99 HPV indices based on HCII (n=1,703) 76 95 HPV indices based on PCR (n=2,988) Ratnam 68 27 91 96 Schiffman 88 78 89 94 Conventional cytology and HCII, all ages 93 80 HCII, ages 18-30 y 81 90 HCII, ages 31-40 y 93 94 HCII, age >40 y Wright 84 61 83 96 Clinician collected HPV sample 66 81 Self-sampling for HPV Womack 62 75 n=217, HIV-, bias-controlled 91 41 n=249, HIV+, bias-controlled Schneider 89 20 94 99 Bias-adjusted Belinson 95 87 85 94 ThinPrep cytology Blumenthal 80 44 61 91 Bias-controlled Clavel 100 68 87 95 All ages, conventional cytology (n=2,281) 100 88 86 93 All ages, ThinPrep cytology (n=5,651) 100 58 90 96 Age >30 y, conventional cytology (n=1,550) 100 84 88 95 Age >30 y, ThinPrep cytology (n=4,121) 자궁경부세포검사와 HPV 검사를자궁경부암진단을위한일차선별검사로병행할경우, 높은민감도와 100% 에가까운음성예측율 (negative predictive value) 을기대할수있으며이러한임상적효용성을근거로, 대상군의위험요인을고려하여선별검사의주기를 1-3년에서 3-5년으로늘릴수도있을것이다. 두가지검사를병용하는검진체계는불필요한질확대경검사가늘어나사회전체검 - 12 -
진비용을증가시킨다는단점이있을수있으나검진주기를늘림으로써장기적인측면에서비용절 감효과가있을것으로기대하고있다. 1.2.7. HPV vaccine HPV vaccine은 HPV의캡시드 (capsid) 단백질인 L1단백질을유전자재조합으로합성하여제조한다. 합성된 L1 단백질은스스로바이러스양입자 (virus like particle, VLP) 를형성하는내재적인능력이있다. 근육주사와같은비경구투여시높은역가의바이러스중화항체반응을유도한다. 43 현재두개의회사 (Merck, GlaxoSmithKline) 가 HPV VLP 백신을개발하여이미임상에도입시켰다. GSK 백신은 HPV 16과 18의 VLP를포함하는이가 (bivalent) 백신이다. 이백신은 L1 recombinant baculovirus-infected insect cell에서만들어지며 adjuvant로 aluminum salt와 monophosphoryl lipid A를포함하는 AS04(adjuvant system 04) 를사용하였다. Monophosphoryl lipid A는 Salmonella Minnesota에서정제한유도체로서 Toll-like receptor를통한면역반응을활성화시켜항체및세포면역반응을강화한다. Merck 백신은 HPV 16, 18에더하여 HPV 6, 11의 VLP를이용한사가 (quadrivalent) 백신이다. Merck VLP는효모의종류인 Saccharomyces cerevisiae에서만들어지며 aluminum salt adjuvant를사용하였다. 최근의백신에대한임상연구결과를살펴보면백신은안전성 Profile이양호하며 HPV 16, 18의감염및이로인한전암병변을효과적으로예방한다는것을보여주고있다. 2가백신에대한 phase II 임상연구에서 HPV-001은 15-25세의북미및브라질의여성 1,113명을대상으로효능을평가하였고 HPV-007에서는이들환자에대해 6.4년의추적관찰을시행하였는데그결과 HPV 16 / 18의지속감염에대한방어효과는 100% (95% CI, 86-100%) 로나타났으며이로인한 CIN 2 이상의전암병변에 대한예방효과는 100% (95% CI, 51-100%) 였다. 44 18,644 명을대상으로시행한 phase III 임상연구에 서 according-to-protocol basis 로분석한결과, HPV 16 및 18 과관련한 CIN 2 이상의병변예방에 는 92.9% 의효과가있었다. 45 phase III 임상연구에서과거또는현재 HPV 의감염이없는것으로판 단되는군 (HPV Seronegative, HPV DNA negative) 에서는 2가백신접종시 HPV 16 및 18과관련한 CIN 2 이상의병변예방에는 98.4% 의효과가있었으며, HPV 16, 18을포함한 14가지의발암성 HPV 아형과관련된 CIN 2 이상의병변에대한예방효과는 77.7% (63.5, 87.0; p < 0.0001) 를나타내었다. 45,46 16-26 세여성 20,887 명을대상으로한 4 가백신의 phase II, III 임상연구를시행한결과 HPV 16 및 18 과관련된자궁경부질환 (CIN 2/3, AIS) 에대하여 per-protocol cohort 에서는 99% 의예방효과를 - 13 -
보였고 HPV 16 및 18 과관련된외음부및질전암 (VIN 2/3, VAIN 2/3) 에대해서는 100%, HPV 6 및 11 에의한생식기사마귀에대해서는 99% 의예방효과를보였다. 47 1.2.8. 자궁경부암백신의필요성 선별검사에의한자궁경부암예방은자궁경부세포검사및 HPV 검사로괄목할만한성공을거두었다. 그러나자궁경부암신환은더이상줄지않고있으며사망률또한답보상태이다. 자궁경부암은감염에의해암이발생하는대표적인암종이다. 암바이러스에의한또다른암종인간암은간염바이러스백신으로성공적으로조절되고있다. HPV가인체에침입하여도이에대한인체의면역반응은매우약하다. 이는 HPV가 B형간염바이러스와는달리혈액내로침투하는경우가거의없고주로상피세포내에존재하기때문이다. HPV에감염된환자들중약 50% 에서만항체를형성하게된다. 고위험 HPV 감염및전암병변의예방은자궁경부암예방에있어서첫번째단계라할수있다. 현재까지개발된백신은자궁경부암의전단계인전암병변으로의진행을예방하는데효과적이며안전한방법이라는것이증명되었다. 이러한백신은특히접종대상자가성생활을시작하기전에즉, 바이러스에노출되기전에시행해야백신의효과를가장많이기대할수있다. 또한바이러스에의해자연감염이되었더라도방어효과가없으므로같은아형에의재감염을완전히 예방할수는없다. 따라서이미성생활을시작한여성일지라도백신을접종하는것이자궁경부암예 방에도움이될것이다. 48 또한기존의자궁경부세포검사와백신접종을병행할경우자궁경부암의 위험을보다더감소시킬것으로기대되며아울러비정상세포검사로추적관찰을해야하는횟수를 줄일수있을것이다. 49 자궁경부암의주요한원인인자인 HPV 에대한효과적인백신이상용화된다 면세포검사와함께자궁경부암을예방하는데큰역할을할것이다. 하지만중요한것은이러한백 신이기존의자궁경부세포검사를대체하지는못하며백신의예방효과로인해자궁경부세포검사의 필요성이거의사라지기까지는앞으로상당한시간을요할것으로보인다. 43,50 1.2.9. HPV 백신의비용 - 효과 미국내자료에의하면비용면에서도 CIN 치료비로매년 15 억달러가필요할뿐만아니라, 자궁경부 세포검사를위해추가로 20 억달러가소요되고있다. HPV 백신은자궁경부암의선별검사를시행하기시작하는여성들에게접종할때선별검사의시행횟 - 14 -
수를감소시켜비용-효과면에서도유리할것으로전망된다. 자궁경부암의선별검사전략들간의비용-효과분석결과검사방법의종류보다얼마나검사간격을자주하는가가비용적인측면에훨씬중요한영향을미친다. 따라서새로운선별검사전략은동일한예방효과를얻으면서얼마나검사간격을연장시킬수있는가에의해평가된다. 국가에따라서달라질수있는비용부분을완전히배제하고고려하더라도 liquid cytology와 HPV 검사를매년시행하는것은 cytology를 2년마다시행하는것과효과측면에서큰차이를보이지않음을알수있다. 반면 conventional cytology를 2년마다시행하는것보다는 liquid cytology를 3년마다시행하는방법또는 liquid cytology와 HPV 검사를 4년마다시행하는방법이비용대비효과라는측면에서도더높음을알수있다 (Fig. 10). 51 최근관심을모으고있는자궁경부암백신역시비용및효과문제가매우중요시되고있다. HPV 의 자연사, 백신의효과, 범위, 지속기간에대한자료가필요하고 HPV 의전파율, 감염유병율을고려하여 백신의비용대비효과를결정할수있다. Fig. 10. Discounted costs and life expectancy for alternative cervical cancer-screening strategies. Strategies lying on the efficiency curve dominate those lying to the right of the curve because they are more effective and either cost less or have a more attractive cost-effectiveness ratio than the next best strategy. The cost-effectiveness ratio is the reciprocal of the slope of the line connecting the 2 screening strategies under comparison; this slope will be steeper when the net gain in life expectancy per dollar is greater. See Results for details. HPV human papillomavirus; ASC-US atypical squamous cells of undetermined significance. 51-15 -
1.2.10. HPV 혈청검사 ( 항체검사 ) 의장점 현재우리가알고있는 HPV 감염에대한지식은생식기의 HPV DNA 검사에바탕을두고있다. 그 러나 HPV DNA 검사는남성에서는검체채취의어려움으로, 여성에서는부인과적검사에대한거 부감때문에제한적으로사용될수밖에없다. 52-54 특히성경험이없는여성에서생식기검사는환자 의동의를구하기가쉽지않다. 또한 HPV DNA 검사는현재의감염상태만을반영한다는한계가있다. 55 여성에서 HPV 항체반응은 HPV 의누적노출을반영하는유용한역학적표지자이다. 첫성경험 (sexual debut), 일생동안의성관 계자수 (life time number of sexual partners), 결혼여부 (marital status), Herpes simplex virus type 2 의항체양성 (seropositivity) 여부와깊은상관관계를갖고있다. 따라서 HPV 에대한혈청학적전환 (seroconversion) 은지속성 HPV DNA 감염뿐만아니라 CIN 이 나자궁경부암의위험도를예측할수있게한다. 55-59 최근에는 HPV 종류별항체측정또한가능해졌다. 또한혈청학적역학자료는전체인구에서의 HPV 감염정도를파악할수있게하고, 위험군을분류하여인지할수있게한다. 남성의경우는여성에 비해 HPV 감염과 HPV 항체양성도와의연관성이부족하다. 60,61 1.2.11. HPV 혈청검사 ( 항체검사 ) 의단점 항체양성빈도 (seroprevalence) 를감염에대한결과로동일시할수는없다. 59 그이유는첫째, HPV DNA 양성여성의 65-90% 만이혈청양성이된다. 검사기법, HPV DNA 의지속기간, 암화과정의진 행여부가영향을미칠수있다. 둘째, 혈청전환은 HPV 감염후수개월이후에나타난다. HPV 16 의 감염이후보통 6-12 개월이후에 HPV 16 에대한혈청반응이나타난다. 10-29 세를대상으로한 Jit 등의자료에의하면 HPV 에대한혈청양성은 14 세이후부터매년증가한다고한다. 62 그러나 25 세 무렵혈청양성빈도는감소한다. 이는 HPV 감염에따른혈청전환이항상일치하지않음을보여주 고있다. 1.2.12. HPV 혈청검사의종류 현재까지여러보고에서 HPV 항체를측정한방법들은 VLP(Virus like particles) ELISA, GST(Glutathione S-Transferase) capture assay, Competitive luminex assay 등이다. - 16 -
약 30 여년이상 Standard enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) 방법으로박테리아또는바이러스감염으로인한항체형성을측정하였다. 그러나 HPV 항체보유율을조사하기위한혈청역학연구는많은수의혈청에서많은 HPV 아형을동시에분석할수있는방법을필요로하지만기존의 ELISA는한번의검사로한가지의 marker에대한결과만얻을수있는단점을가지고있다. 이를보완한항체측정방법이 Luminex xmap technology 방법이다. 2005 년 Waterboer 등이도입한 multiplexed Luminex assay 는 HPV 항체검사의정확성을한층높 여주었다. 이방법은두가지의 fluorescent dyes 가다른비율로채워져있는 polystyrene beads 를 사용하게된다. Internal color에의해구분되는 100여개의 beads가다른항원에의해채워지게된다. 이 assay에서 GST-fusion protein을사용하기위해 beads의 carboxyl groups은 Glutathione-casein 의 terminal amines과쌍을이룬다. Luminex 분석기는 beads가 detection chamber를통과하기전에줄지어있게되는 needle로이루어져있다. Detection chamber에서두개의 laser를이용하여항체의결합을분석하게된다. Multiplexed Luminex assay는적은양의혈청을가지고 100여개의다른항원에대한항체를검출할수있는장점이있다 (Fig. 11). 63 Fig. 11. Schematic illustration for A) GST-capture ELISA, modified from Sehr et al 2001 and B) Luminex system, modified from Waterboer et al. 2005. 63 또한 Waterboer 등은 Multiple serology 방법과 GST capture ELISA 방법을비교분석하였는데 multiplex serology 군에서 postvaccination/prevaccination 항체반응도의비와검사방법의민감도가 GST capture ELISA 군보다높은것을볼수있었다 (Fig. 12, Table 4). 63-17 -
Fig. 12. Sensitivity of multiplex serology (top) compared with GST capture ELISA (bottom). 63 Sera taken from participants of a HPV 16 L1/E7 vaccination trial before and after vaccination were investigated for antibodies against HPV 16 E7. Patients had received a high dose of vaccine (patients 1-12), a low dose of vaccine (patients 13-24), or placebo (patients 25-36). mau450, milliabsorbance units at 450 nm. Table 4. Sensitivity of multiplex serology and GST capture ELISA a 63 Vaccination group Multiplex serology GST capture ELISA High dose(n=12) Range b 1.6-81.6 1.5-15.4 Median/Mean b 20.9/26.1 4.3/5.9 Responders, c n 11 6 Low dose(n=12) Range b 0.7-88.2 0.5-6.6 Median/Mean b 4.7/12.6 1.8/2.3 Responders, c n 7 4 Placebo(n=12) Range b 0.7-2.1 0.6-6.8 Median/Mean b 1.1/1.2 1.2/1.9 Responders, c n 0 0 a HPV 16 E7 reactivities of samples from participants of a clinical HPV 16 L1/E7 vaccination trial. See Fig. 12 for primary data. b Ratio of values for post- vs prevaccination serum. Reactivity values below 10 milliabsorbance units at 450 nm (mau450) and 20 MFI were set to 10 mau450 and 20 MFI. c Response defined as ratio 2 and postvaccination value above cutoff. Cutoffs (141 MFI and 101 mau450) were derived from 36 prevaccination sera (cutoff mean 3 SD). - 18 -
2. 최종연구개발내용및방법 2.1. 연구수행체계 한국여성의고위험인유두종바이러스감염및항체면역도조사 - 전국여덟기관에서건강검진목적으로병원을방문한 10-59 세여성을대상으로 10 개월동안연구진행. 국외 HPV 에대한현황조사 - HPV 연령별감염율및항체보유율, HPV 항체조사방법 - 항체보유현황및연령에따른백신의효과성에대한문헌조사 설문조사 - HPV 감염위험요인분석 한국여성의연령별 (10-59 세 ) - 고위험 HPV 감염율파악 - Hybrid capture II system - PCR 한국여성의연령별 (10-59 세 ) 항체보유율을파악하기위한 - 조사방법제안 - 혈청확보 - 항체측정 (pilot study) 우리나라를대표하는 HPV 감염율및항체보유율파악 백신도입에따른 HPV 감염율감소등모니터링자료제공 HPV 예방접종의실시기준의의학적토대설정 선진외국에서진행된결과를바탕으로우리나라의현황파악 2.2. 연구방법 2.2.1. 연구방법요약 1 IRB 및 Ethical review committees로부터연구승인을받는다. 2 우리나라인구분포를고려하여수도권 50%, 지방 50% 의비율로참여기관을정한다. 3 1,000명의여성을나이별 (10-19, 20-29, 30-39, 40-49, 50-59) 로각각 200명씩등록한다. 등록여성은모두동의서내용을이해하고서명한다. - 19 -
4 HPV 감염위험요인을분석하기위해설문 (questionnaire) 작업을한다. 설문지는무기명으로진행하며설문후밀봉하여분석장소로옮긴다. 5 각기관에서검체를수집하여중앙실험실로이송한다. 6 HPV 항체측정및 HPV DNA 검사를시행한다. 7 한국여성에서연령별고위험 HPV 감염율및항체보유율을파악한다. 2.2.2. 대상기관및피험자수산출 1 2008년 7월부터 2009년 5월까지 10개월간강남세브란스병원, 삼성서울병원, 용인세브란스병원, 성빈센트병원, 화순병원, 문경중앙병원, 동산병원및강남리즈산부인과등의여덟기관에서연구를진행하였다. 10-19세사이의혈청은암질환및면역질환을배제한소아대상으로강남세브란스병원과삼성서울병원에서모집하였으며서구에비해첫성경험나이가느린것과문화적환경을고려하여 10-19세는자궁경부세포검사가필요한 HPV DNA 검사와설문조사없이 HPV 항체검사만을시행하였다. 또한 20-29세의검체부족으로강남리즈산부인과에서추가모집하였다. 2 역학연구경험과연구를위한기술력이갖춰진기관을선별하여선정하였다. 3 한국여성을대상으로시행한역학연구에서 HPV 항체보유율은 15% 에서 19.8% 까지보고하였다. 특히성적으로활발한여성의 25% 에서항체가발견되었다는보고도있었다. 본연구의피험자수는기존연구에서발표한항체보유율에오차 ±10% 를감안하고, 다음과같이나이별분석이가능한피험자수를 1,000명으로예측하였다. [ HPV 면역도조사를위한피험자수산출 ] p: 예상되는 HPV 항체보유율 10% (Shin et al. 2003;2004 논문에근거하여, 20-70세부산일반여성의항체보유율은 HPV 16=6.3%, HPV 18=9.0%, 부산여학생의항체보유율은 HPV 16=4.0%, HPV 18=5.9% 였다. 항체보유율이연령이증가할수록증가하고, HPV 18의감염유병률이 HPV 16보다높은것을감안하여, 아형별 HPV 항체보유율의예측값을 10% 로가정하였다.) w: 변동폭 ±5% ( 항체보유율 : 5-15% 로가정 ) p=0.1 j: 신뢰구간 95% w=1.96*se=0.05 a=sero positive n= sample size SE(p)=0.05/1.96=0.0255 p=a/n 0.1^2*0.9/a=0.0255^2 SE(p)^2=p^2(1-p)/a a=13.8 0.1=13.8/n w=j*se n=138-20 -
따라서관찰하고자하는각 10세연령구간별로필요한피험자수는 138명의탈락률을고려한약 200명이적당할것으로생각된다. 4 국가암검진사업대상자및건강검진을목적으로병원에내원한여성중특별한증상을호소하지않고본인이건강하다고생각하는단순암검진자를대상으로하였다. 2.2.3. 검체수집 (Biologic sample collection) 및이송 (Transportation) 1 Vacutainer system을이용하여 10 ml를채혈후 1500 X g에서 10분간원심분리시킨후혈청을분리한다. 2 Cytobrush를이용하여자궁경부및질의세포를채취한후 PBS solution이담긴 eppendrof tube에세포를모은다. 3 HPV DNA 검사용시료와혈청은 dry ice를넣은 box에담아일주일에 2회정기적으로중앙실험실 ( 강남세브란스 ) 로이송한다. 4 모든검체는 -70 에서보관한다. 2.2.4. HPV 항체측정 현재전세계적으로 표준으로 삼을 수 있는 HPV 혈청 (International HPV standard reference serum) 이공인되어있지않기때문에각실험실마다 in-house 표준혈청으로검사를하고있다. 따 라서연구실마다각각의방법으로 HPV 항체검사를시행한다면서로간항체양의비교는어렵고 64 과거의 HPV 감염을유추할수있는정도는가능하나 HPV 감염후의항체변화의미세영역까지 분석해내기는어렵다. 본연구에서 HPV 항체측정은 Merk and Co. Inc. 에서진행한다. 현재우리나라에서시판되고있는 HPV 백신이 Merk사제품이며, Merk사의연구를기반으로이미 HPV 항체측정에대한많은논문이발표되었고향후추적검사에서의잇점이고려되었다. 항체측정방법은 2003년 Opalka 등이보고한 HPV 항체측정기법으로측정한다. 65 Merk and Co. Inc. 에서개발한 HPV 16, 18에대한중화항체 (neutralizing antibody) 를이용하여 multiplexed competitive Luminex 기법으로혈청을테스트한다. 분석을위해선택된항체들은 HPV-16 (H16.V5), HPV-18 (H18.J4) 들로중성화한 epitopes에결합되어있다. 이항체들은 PE로결합되어있고분석에사용하기위해 4개의 PE가붙어있는단클론성항체를화합시켰고, 그결과각단클론성항체의최종농도는 H16.V5는 1.0 μg/ml, H18.J4는 1.25 μg/ml 이다. 항체양은 Milli-Merk units/ml(mmuml-1) 로보고한다. 동일기법으로측정한다른연구결과와비교할수있게적정농도 - 21 -
(titre) 를보정하였다. Cutoffs 는 Dias 등의 2005 년연구결과를바탕으로 HPV 16 은 24 mmuml-1, HPV 18 은 20 mmuml-1 로결정하였다. 66 2.2.5. HPV DNA 검사 (1) Hybrid Capture II system (HC II; Digene Diagnostics, Gaithersburg, Maryland, US) 고위험군 HPV (HPV 16, 18, 31, 33, 35, 45, 51, 52, 56) 의감염유무와 Viral load를확인하기위하여, dacron swab을이용하여자궁경부세포를수집하여 collection Kit(Diegene, M.D., USA) 에넣었다가분석때까지 -20 에서보관하였다. 변성시킨단일가닥의 DNA가혼합된고위험 HPV의 RNA 탐색자와 hybridization시키고이 reaction mixture를 RNA/DNA hybrid에대한 antibody로 coating된 tube에옮긴다. 이와같은 RNA/DNA hybrid-antibody 결합은이에대한 alkaline phosphatase-conjugated antibody 와반응시키고, 세척후이들과 dioxetane-based chemiluminuscent substate인 alkaline phosphatase와반응하는 Lumi-Phospho 530을첨가하여, 반응에서일어난빛을 luminometer로측정하여반응상대적인단위로나타내었다. HPV 11 또는 HPV 16 DNA가 10pg/ml로들어있는용액을저위험군 HPV와고위험군 HPV에대한양성대조군으로잡았다. 모든시료의상대적인빛의단위는양성대조군에대한상대적인밝기로정하고, 이비율이 1.0 이상이면 HPV DNA 양성, 1.0 미만이면 HPV DNA 음성으로판단하였다. (2) PCR 고위험 HPV (HPV 16, 18) 의감염여부를확인하기위해, 먼저 Qiagen DNA extraction kit를사용하여 DNA를추출한다. DNA quality check를위해 β-globin PCR로확인한다. β-globin이양성으로나온 sample만을 GP5+/6+ primer로 HPV 양성여부를확인한다. HPV 양성으로나온 sample만을 HPV 16, 18 primer를이용해 PCR로아형을확인한다. Condition of HPV Typing Primer Extension 1) 1st Reaction mixture(blue) 2) 1st Reaction condition 45 10min Primer mix ( Blue label ) 17.9μl 94 5min Enzyme mix ( Blue label ) 0.2μl 94 30sec Template DNA 2.0μl 45 40sec 40 cycles 72 30sec TOTAL 20μl 72 4min 4 hold - 22 -
3) 2nd Reaction mixture(red) 4) 2nd Reaction condition Primer mix ( Red label ) 18.9μl 94 5min Enzyme mix ( Red label ) 0.1μl 94 30sec 1st PCR product 1.0μl 55 40sec 30 cycles 72 30sec TOTAL 20μl 72 4min 4 hold PCR result Identification (Electrophoresis) Agarose gel percentage : 2.5% Electrophoresis buffer : TAE or TBE Cocktail 1 PCR product size Cocktail 2 PCR product size 16 457 bp 33 398 bp 18 322 bp 6/11 334 bp 31 263 bp 58 274 bp 59 215 bp 52 229 bp 45 151 bp 56 181 bp Kit composition ( kit for 100 test ) DNA extraction kit Glass milk 1.00 ml 2 vial Washing buffer 50.00 ml 2 vial Enzyme Mixture 1st 0.02 ml 1 vial Blue label 2nd 0.01 ml 1 vial Red label Primer mix 1st 0.45 ml 4 vial Blue label 2nd 0.48 ml 4 vial Red label For research use only (Store at -20 ) DNA Extraction protocols 1. Lysis buffer가처리된 sample 500μl를 1.5ml tube에넣는다. 2. Glass milk 20μl를주입한다. 3. 10초간 vortex 시켜준후 5분간상온에방치한다. 4. 3000 rpm으로 10초간 centrifuge 한다. 5. 상등액을제거한후 wash buffer 1ml을넣는다. 6. Vortex를하여풀어준후다시 3000 rpm으로 10초간 centrifuge 한다. 7. 상등액을버린후 DW 1ml을넣는다. - 23 -
8. Tube를 invert한뒤 3000 rpm으로 10초간 centrifuge 한다. 9. 상등액을제거한후파이펫을이용하여잔여상등액을완전히제거한다. 10. DW를 100μl씩넣고파이펫을이용하여 white pellet를풀어준다. 11. 65 오븐에서 10분간방치한다. 12. 반응후 centrifuge 13000 rpm으로 10초정도다운시킨후상등액 2-10μl를 PCR용 template DNA 로사용한다. * Glass milk는사용하기전 Vortex 한후사용한다. Assay procedure Reagents & Sample preparation DNA extraction 30min HPV PCR 3hr Agarose gel 전기영동 30min ORDERING INFORMATION Code No. Products Quantity M1212 HPV primer Mix 100T E08-15 Easy Prep 100rxn Glass milk method 2.2.6. 설문조사 훈련된설문요원이사회인구학 (sociodemography), 생활양상 (lifestyle) 및성적경험과행동 (sexual history and behaviour) 에대한설문조사를시행한다 (Page 26-28 참조 ). 2.2.7. 통계빈도분석을통해조사대상자의 HPV 감염유병률과 HPV 항체보유율을산출한다. 또한 HPV 아형별 (type-specific) HPV 감염유병률및 HPV 항체보유율을산출한다. Chi-square test와 logistic regression 을통해 HPV DNA 감염및 HPV 항체양성의위험요인을파악하고위험도및 95% 신뢰구간을산출한 - 24 -
다. 2.3. 기존연구대비본연구의차별성 비교항목 기존연구 본연구 연구디자인 대부분의연구들이후향적연구이며이들연구가갖는여러가지제한점, 즉 recall bias, selection bais 등으로인해실제인과적연관성을파악하기어려움 본연구는 cross sectional study로서다양한지역과연령을포함하고있으며, 건강검진을목적으로병원에내원한여성을대상으로하여 selection bias를줄였음 연구대상선정 기존의연구에서는특정연령대의 1,000명의 여성을 나이별 (10-19, 20-29, 환자만을대상으로연구를진행함 30-39, 40-49, 50-59) 로각각 200명씩등 록함 연구방법 대부분의연구들이특정연령대의 HPV 감염율또는 seroprevalence 만을분석함. 다양한연령대의 HPV 감염율및 seroprevalence를동시에검사하여 HPV 백신의효과를예측하는데장점이있음 HPV seroprevalence 검사 대부분 in house serum을 reference로하여검사를진행하므로실험기관간의비교가어렵다 Merk 사의 luminex 기법은수년전부터 paper에꾸준히소개되어온검증된방법임 생식기 HPV 검사법의 PCR, Hybrid capture, DNA Hybrid capture II 이후 PCR로 16, 18 고유성 chip등의방법을사용. 아형의빈도확인 통계적으로적절한 sample size의확보 대부분통계적검정력을충분히확보하지못함 1,000명을대상으로해서 10개월후약 200명의 case군을확보하여통계적으로적절한대상수를확보할수있음 - 25 -
설문지 1. 귀하의나이를말씀해주십시오. 만세 2. 귀하의현재결혼상태를말씀해주십시오. 1 미혼 2 기혼 3 이혼 4 별거 5 사별 3. 귀하의최종학력은무엇입니까? 1 초등학교졸업또는그이하 4 대학교졸업이상또는재학중 2 중학교졸업또는재학중 3 고등학교졸업또는재학중 4. 월평균가구소득 ( 본인포함모든동거가족의수입총합 ) 은얼마나됩니까? 1 100만원미만 4 300-399만원 7 600-699만원 10 모름 2 100-199만원 5 400-499만원 8 700-799만원 3 200-299만원 6 500-599만원 9 800만원이상 5. 귀하는담배를피우십니까? 1 아니오 2 예, 현재에도피우고있습니다. 3 예, 하지만지금은피우지않습니다. 6. 귀하는술을드십니까? 1 아니오 2 예 지난 1년동안에술을드실때평균횟수를표시해주십시오. 한달에한번미만 한달에 1-3회 일주일에 1-2회 일주일에 3-4회 일주일에 5-6회 매일 3 예, 하지만지금은마시지않습니다. 술을끊기전, 1년동안에술을드실때평균횟수를표시해주십시오. 한달에한번미만 한달에 1-3회 일주일에 1-2회 일주일에 3-4회 일주일에 5-6회 매일 7. 귀하가초경을시작한연령은언제입니까? 1 만세 2 모르겠다 3 아직생리가없다 ( 이유 : ) - 26 -
8. 현재완전히월경 ( 생리 ) 이중단되셨습니까? 1 아니오 2 예 1) 몇세에완전히생리가중단되었습니까? 만 세 2) 생리가중단된이유는무엇입니까? 1 나이가들어서 3 방사선치료 2 수술 4 약물요법 5 모르겠다 3) 폐경이후여성호르몬제를드시거나주사를맞은적이있습니까? 1 있다 2 없다 9. 성경험이있습니까? 1 없다 2 있다 10. 있다면, 첫성경험의연령은언제입니까? 만세 11. 아이를출산한경험이있습니까? 1 없다 2 있다 1) 첫아이를출산한나이는언제입니까? 만 세 2) 출산하신자녀수는몇명입니까? 명 12. 현재피임을하고계십니까? 1 아니오 2 예 어떤피임방법을사용하십니까? 1 영구불임수술 - 본인 배우자 3 콘돔 5 자연주기법 7 기타 2 자궁내장치 ( 루프 ) 4 질외사정 6 먹는피임약 13. 먹는피임약을복용하신적이있습니까? 1 아니오, 복용한적이없음 2 예, 현재도복용중임 만 세부터 년 개월간 3 예, 과거에복용하였음 만 세부터 년 개월간 14. 지금까지성관계의배우자는총몇명입니까? 명 15. 최근 6 개월이내에새로운성배우자가있습니까? 1 아니오 2 예 - 27 -
16. 성병의경험이있습니까? 1 아니오 2 예어떤성병을경험하셨습니까? 1 클라미디아 4 곤지름 7 잘모르겠다 2 임질 5 성기헤르페스 3 매독 6 기타 ( ) - 28 -
3. 최종연구개발결과 3.1. 본연구분석대상자의일반적특성 본연구는 2008년 7월부터 2009년 5월까지 10개월간건강검진목적으로병원을방문한총 1,129명의 여성을대상으로하였다. 20세이상여성에서 HPV 감염위험요인을분석하기위한설문지를직접 배부하여자기기입식으로작성하도록하였으며설문내용은대상자의일반적인인적사항과 HPV 감염과관련있다고알려진성생활, 흡연, 음주를포함한생활습관등을묻는문항으로구성되었다. 1,129명의여성중동의하지않은여성 1명, 설문에응하지않은여성 4명, Hybrid capture 2의결과 가없는여성 8명, 10-19세사이 214명을포함한 227명을제외하여총 902명에대하여 HPV 감염유 병률을분석하였고 10-19세를포함한 1,116명에서 HPV 항체보유율을분석하였다. 조사대상자의연 령분포, 결혼상태, 교육수준등의일반적특성은다음과같다 (Table 5). 10-19세, 20-29세, 30-39세, 40-49세, 50-59세가고르게분포하고있었고조사대상자의 61.0% 가기혼여성으로가장많았으며 47.5% 가대학교재학이상의고학력으로치우쳐있었다. Table. 5. 조상대상자의일반적특성 변수 조사대상자수 % 나이 10-19 214 19.2 20-29 204 18.3 30-39 235 21.0 40-49 246 22.0 50-59 215 19.3 missing 2 0.2 결혼상태 미혼 359 32.2 결혼 682 61.0 이혼 20 1.8 별거 4 0.4 사별 28 2.5 missing 23 2.1 교육수준 초졸이하 75 8.2 중졸이하 84 9.2 고졸이하 300 32.7 대학교이상 436 47.5 missing 22 2.4 *10-19세는설문조사에서제외됨 - 29 -
조사대상자의지역분포는서울지역이가장많았으며, 그다음으로경기, 대구, 전남, 경북순이였다 (Table 6). Table 6. 조사대상자의지역분포 나이 서울 경기 경북 대구 전남 총합계 10-19 214 0 0 0 0 214 20-29 131 19 1 30 23 204 30-39 51 80 24 40 40 235 40-49 42 80 38 40 46 246 50-59 41 58 36 40 40 215 Missing 1 0 1 0 0 2 총합계 480 237 100 150 149 1,116 조사대상자의병원분포는다음과같다 (Table 7). Table 7. 조사대상자의병원분포 나이 강남삼성강남강남빈센트용인압구정세브란스서울병원리즈 I 리즈 II 계명대 문경 화순 총합계 10-19 3 211 0 0 0 0 0 0 0 0 214 20-29 53 0 11 8 25 19 34 30 1 23 204 30-39 45 0 40 40 4 0 2 40 24 40 235 40-49 41 0 40 40 1 0 0 40 38 46 246 50-59 41 0 18 40 0 0 0 40 36 40 215 Missing 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 2 총합계 184 211 109 128 30 19 36 150 100 149 1,116 3.2. 주요위험요인별고위험 HPV 감염유병률 3.2.1. 본연구의주요위험요인별고위험 HPV 감염유병률 HPV 감염의위험요인이라여겨지는연령, 결혼상태, 교육수준, 흡연, 첫성경험연령, 출산력, 경구피임약복용여부, 평생성파트너수, 성병과거력등의영향을상호보정한교차비와 95% 신뢰구간을구한결과, 고위험 HPV 감염유병률은평생성파트너수가많을수록통계적으로유의한증가를 - 30 -
보였으며나머지위험요인의영향은유의하지않았다 (Table 8). Table 8. 주요위험요인별고위험 HPV 감염유병율과위험요인상호보정교차비 (95% 신뢰구간 ) 변수 고위험 HPV DNA 고위험 HPV DNA 음성인대상자수 (%) 양성인대상자수 (%) OR (95% CI) 6개월이내새로운성파트너가생긴경우 No 726(89.6) 84(10.4) 1 Yes 53(71.6) 21(28.4) 1.1(0.5-2.3) 성파트너수 1 565(91.3) 54(8.7) 1 2 92(86.0) 15(14.0) 1.7(0.9-3.1) 3 83(73.5) 30(26.6) 2.3(1.2-4.3) 첫성경험나이 18 35(81.4) 8(18.6) 0.9(0.3-2.7) 19-24 417(86.3) 66(13.7) 1.1(0.7-1.8) 25 285(91.9) 28(8.6) 1 흡연력비흡연자 748(88.4) 98(11.6) 1 흡연자 36(75.0) 12(25) 1.3(0.6-2.9) 성병경험유무 No 731(88.6) 94(11.4) 1 Yes 45(78.9) 12(21.1) 0.7(0.9-1.7) 경구피임약복용유무 No 660(89.3) 79(10.7) 1 Yes 106(80.3) 26(19.7) 1.4(0.8-2.4) 결혼상태기혼 618(90.6) 64(9.4) 1 그외 167(78.8) 45(21.2) 1.1(0.5-2.1) 교육수준고등학교졸업이하 415(90.4) 44(9.6) 1 대학교이상 370(84.9) 66(15.1) 1.6(0.9-2.7) 3.2.2 HPV 감염의위험요인 여성외부생식기의 HPV 감염은우선적으로성교를통한성기접촉에의해전파된다. 사실상 HPV 유병률과발생률에대한모든연구들에서대부분감염에대한위험요인으로일관되게성행위에대해조사하여왔고가장중요한것은일생및최근의성배우자수로알려져있다. 삽입이없는단순한성기의접촉 ( 즉구강-성기, 손-성기, 성기-성기접촉 ) 에의한 HPV 감염도보고되었지만성교를통한감염보다는빈도가훨씬낮으며성적인경로가아닌다른경로를통해서전파될수도있지만매우드물다. 이에는모체로부터신생아로의감염이해당된다. 이외에도 HPV 감염의알려져있는위험요인은첫성경험연령, 남성성배우자의성행태를비롯한성생활요인, 음주, 흡연등의생활습관및 - 31 -
여성의면역상태등이있다 (Table 9). 67-72 Table 9. Summary of determinants that have been found to be predictive of cervical HPV infection risk in cross-sectional or cohort studies 73 Determinant or risk factor Age Sexual activity markers Oral contraceptive use Direction of association Negative, U-or J-shaped d ++ ++ Strength of the association a Consistency b specificity for HPV types c Yes, country-dependent Negative for age at sexual debut + + Yes(HR type) Positive for lifetime partners ++ ++ Yes(HR type) Positive for recent partners ++ ++ Yes(HR type) Positive (duration) + +/- Possibly Condom use Negative or inconsistent + +/- Yes(HR type) Smoking Positive + +/- No HLA polymorphisms Variable, allele and haplotype dependent ++ +/- Yes, allele and haplotype dependent Nutrition Negative for specific carotenoids and other dietary or circulating micronutritients + + No a Related to the average RR or OR across all studies: +: weak to moderate association, ++: moderate to strong association, b Related to how consistent the association has been across studies, c Whether the association seemed to vary in magnitude for HR and LR HPVs or for individual HPV types, such as HPV 16. HPV가성행위에의해전파되기때문에 HPV 역학을알기위해서는성행위에대한자료가필수적이다. 미국의경우 2002년 National survey of Family Growth는미국여성의 24% 가 15세까지성행위경험이있다고지적하였다. 이수치는 16세까지는 40%, 18세까지는 70% 로증가하며, 15-16세의여성과 20-24세의여성의성행위에서남성성배우자수에대한중간값은각각 1.4명과 2.8명으로보고되었다. 74 첫성관계가이루어지는평균연령은미국의경우 16세, 프랑스는 18세, 독일의경우 17세로보고되었다. 75 따라서 1차접종권장대상연령을현재미국에서는 11-12세, 프랑스 14세, 독일 12-17세로하고있다. 76 그러나우리나라의경우 2007년김등이국내여성들의성생활양상에대해보고한바 - 32 -
에따르면평균첫성경험 (sexual debut) 이 21 세이며 19 세에 25% 의여성에서첫성경험이이루어진 다고하였다 (Fig. 13). 이러한상황을고려할때 1 차예방접종권고연령을미국처럼 11-12 세로할 수는없다. 77 국내의경우 71% 의여성에서 sexual debut 가이루어지는연령이미국의 18 세와달리 22 세임을고려할때자궁경부암예방백신의투여적정연령을 15-17 세로정하는것이타당할것으로 생각이된다. Fig. 13. Age of the first sexual activity. (A) Total numbers (n=2,400) (B) Single women (n=2,190) 77 그러나최근들어우리나라의성행태양상은빠르게변화하고있다. 2007년질병관리본부가약 8,000 여명의중고등학생들대상으로시행한청소년건강행태온라인조사결과에따르면성경험시작나이는 14.2세로과거에비하여성경험률이빠르게증가하는양상을보이고있으며피임률이낮고성병, 원치않은임신, 유산및미혼모등의문제가야기되고있다. 따라서성행태를파악하기위해서는이와관련된다른불건강생활습관요인도함께조사하는것이타당하다. 78-33 -
3.3. HPV 감염의역학적현황 3.3.1. 본연구의고위험 HPV 감염유병률 자궁경부질세포를검체로이용하여 Hybrid Capture 2 방법으로고위험 HPV 감염을검사한결과 10-19세 214명을제외한총 902명의조사대상자수중에서 12.6%(114명 ) 에서 HPV DNA 양성을보였으며, 특히 20-29세에서 23.0% 로높게나타났으며, 그다음으로 50-59세, 30-39세, 40-49세순으로나타났다 (Table 10, Fig. 14). Table 10. 고위험 HPV의감염유병률 나이 조사대상자수 고위험 HPV 양성 (%) OR (95% CI) 20-29 204 47(23.0) 1.2 (0.2-6.9) 30-39 235 21(8.9) 0.7 (0.1-3.7) 40-49 246 19(7.7) 0.5 (0.1-2.6) 50-59 215 27(12.6) 1.0 (0.2-5.3) missing 2 0(0) 0 총합계 902 114(12.6) 25 23 HPV 감염유병률 (%) 20 15 10 5 8.9 7.7 12.6 0 20-29 30-39 40-49 50-59 나이 Fig. 14. 연령별고위험 HPV 감염유병률 3.3.2. HPV DNA 검사방법에따른차이 Hybrid Capture 2 (QIAGEN) 검사 ( 이하 : HC2) 에서양성으로나온샘플에대해 PCR 검사를통해 HPV type을확인하였다. -13 high-risk types: HPV 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59, 68-5 low-risk types: HPV 6, 11, 42, 43, 44 -HPV typing: 11 PCR primer mixture (HPV 6, 11, 16, 18, 31, 33, 45, 52, 56, 58, 59) - 34 -
검사가가능했던 106개의 HC2 양성인혈청중에서 PCR을통해아형이확인된혈청은 76개 (71.7%) 였고, 나머지 30개는아형이확인되지않았다. 아형이확인된 76개혈청중 43개는하나의 HPV 아형이확인된단독감염이였고, 나머지 33개는 2개이상의 HPV 아형이확인된복합감염이였다 (Fig. 15) Fig. 15. Detection of HPV types by PCR among Hybrid Capture 2 positive samples. 3.3.3. HPV DNA 검사방법의종류 HC2 HPV DNA 검사는 1999년 FDA에의해 ASCUS 세포검사결과를보인경우의보조적진단검사로승인된이후 2003년에 30세이상여성에서선별검사로세포검사와함께사용이승인되었다. 이는 13개의고위험 HPV (HPV 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59, 68) 와 5개의저위험 HPV (HPV 6, 11, 42, 43, 44) 를두개의다른 RNA probe를이용해검사하는 Hybridization방법이다. 간단히검사과정을보면먼저 HPV DNA를 denaturatin시킨후얻은 single-stranded HPV DNA를 RNA probe와배양한다. 이때얻어진 HPV DNA-RNA hybrid는 microtitre plate의 well에부착된 antibody와결합한다. 여분의 antibody와 hybrid를만들지못한 probe를버린후 immobilized hybrid 는 luminometer에의해 luminescent product의 relative light unit(rlu) 를측정하는데 light의강도는 DNA농도와비례하여 viral load를측정가능하게한다. 일반적으로 cut-off치 1.0 RLU은 1pg HPV DNA/mL sampling buffer에해당하며이는 5900 well당 genomes과동일한수치이다. 79 PCR based assay 는민감도가아주높은검사로 10-100 copy 의 HPV genome 까지감지해낸다. 현재 상업적이용은한정되어있으며방법은다른 PCR 방법과동일하다. 민감도가높은대신에감염등으 로위양성율이높은문제가있다. PCR 에의한 HPV 검출법은 HPV 공통 primer 를이용하여일차선 - 35 -
별검사를시행한후양성으로나타난검체에대하여이차적으로고위험군과저위험군에대한각각의 primer를이용하여검출하는방법인데최근일반적인중합효소연쇄반응법의번거로움을극복하는방법으로 HPV 공통 primer, 저위험군 primer 및고위험군 primer를혼합하여한번의검사로서 HPV 감염여부는물론, 저위험군과고위험군을감별할수있는다중중합효소연쇄반응 (multiplex PCR) 방법이개발되었다. Linear array HPV genotyping test (Roche Molecular Systems, Alameda, U.S.A.; 이하 LA test) 는 HPV 유전자형을감별할수있는방법이다. LA test는핵산추출후 PCR 법에의한증폭을시행하고 hybridization법을이용하여 HPV 유전자형을판별하는방법이다. 18개의고위험 HPV (HPV 16, 18, 26, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 53, 56, 58, 59, 66, 68, 69, 82) 와 19개의저위험 HPV (HPV 6, 11, 40, 42, 54, 55, 61, 62, 64, 67, 70, 71, 72, 73, 81, 83, 84, IS39, CP6108) 를검출할수있다. 간단히설명하면 PGMY 09/11 primer로 HPV DNA를증폭시키고 β-globin은 internal control로 primer GH20과 PC04로증폭시킨다. Biotinylated amplicons은 0.4 N NaOH로 denature시키고 37개의 HPV probe를함유한 immobilized probe array로 hybridization시킨다. 결국 Positive hybridization reaction은 streptavidin-horseradish peroxidase-mediated color precipitation에의해검출가능하다. HC2 검사에서양성으로나왔지만아형이확인되지않은사례는기존연구에서도발견되는데 2009년오등이발표한바에따르면고위험 HC2 양성인샘플을 LA test (Roche Molecular Systems) 방법으로 typing 하였을때 type이검출되지않은경우는 14.1% 로보고하고있다. 또한 2009년이등은 HC 2, DNA chip test, LA test 등의 HPV DNA 검사방법을비교하였는데그방법간의 sensitivity는 LA test가 100% 가장높고 DNA chip(96.1%), HC 2(92.3%) 순으로나타났다 (Table 11). Table 11. Sensitivity, Specificity, PPV and NPV of HPV DNA testing HPV DNA test HC 2 DNA chip LA Sensitivity 92.3% 96.1% 100.0% Specificity 51.1% 41.4% 40.4% PPV 9.0% 7.8% 8.1% NPV 97.3% 96.8% 96.9% 3.3.4. HPV DNA 양성인여성에서의아형별고위험 HPV 분포 가장흔한아형은 HPV 56(16.5%) 이고, 그다음으로는 HPV 18(15.5%), HPV 52(14.6%), HPV 16(11.7%), HPV 31(11.7%), HPV 33(11.7%), HPV 58(6.8%), HPV 45(5.8%), HPV 59(5.8%) 순으로 - 36 -
나타났다 (Fig. 16). 18 16 16.5 15.5 14.6 Prevalence(%) 14 12 10 8 6 4 11.7 11.7 11.7 6.8 5.8 5.8 2 0 56 18 52 16 31 33 58 45 59 Fig. 16. 아형별고위험 HPV 분포 HPV type 3.3.5. 전세계 HPV 감염유병률 2006년 Francesci 등이 4대륙 15개지역의성적활동이활발한일반여성 18,498명을대상으로시행한 cross sectional study에서 HPV 감염유병률은아프리카가 27% 로가장높고라틴아메리카가 12.4-17.7%, 아시아가 1.6-16.8%, 유럽이 2.9-9.4% 로가장낮았으며우리나라는 14.8% 로나타났다 (Table 12). 80 Table 12. Prevalence of human papillomavirus(hpv) by age group and age-standardised overall prevalence in different areas(iarc HPV prevalence surveus, 1993-2004) 80-37 -
연령군별 HPV 감염유병률은지역마다큰차이를보이나대체적으로성생활이시작되는젊은연령 층에서유병률이높고연령이증가할수록유병률이감소하는경향을보인다 (Fig. 17). 80 이러한패턴 은중남미지역및아프리카지역과는확연히다르다. 중남미지역에서는 25세이하의여성에서 15% 의유병률을보인후서서히감소하다가 35세이후증가하면서 50세이상의여성에서유병률이 20% 로오히려젊은여성들보다더높다. 인도와아프리카의 GDP가낮은국가들에서는연령별차이없이 25-30% 로고루높은유병률을보인다. 이러한유병률의차이를이해하고이를바탕으로국가별자궁경부암예방정책에대한접근이달라져야할것이다. - 38 -
Fig. 17. 나라별연령별 HPV 감염유병률 80 3.3.6. 정상자궁경부세포에서의대륙별, 아형별 HPV 감염유병률 2007 년 Sanjose 등이 1995 년부터 2005 년까지발표된 78 개의연구를 meta-analysis 한결과에의하면, - 39 -
정상자궁경부세포검사소견을보이는여성 157,879 명중 10.4% 에서 HPV 감염을보였고, 특히아 프리카지역은 22.1% 로 HPV 감염유병율이가장높았으며, 중미와멕시코는 20.4%, 북미는 11.3%, 유럽이 8.1%, 그리고아시아에서는 8.0% 의 HPV 감염유병율을보였다 (Table 13, Fig. 18). 81 Table 13. Meta-analysis of HPV prevalence in 78 studies including 157,879 women with normal cytology, by world region 81-40 -
Fig. 18. 세계각지역별 HPV 감염유병률 81 정상자궁경부세포에서의대륙별, 연령별 HPV 감염유병률은 25 세이하젊은연령층에서가장높고 그후로감소하다가 45 세이후에아시아지역을제외하고다시증가하는것을볼수있었다 (Fig.19). 81 Fig. 19. 정상자궁경부에서의대륙별, 연령별 HPV 감염유병률 81-41 -
정상자궁경부세포에서가장호발하는 HPV 아형은 HPV 16(2.5%), HPV 18(0.9%), HPV 31(0.7%), HPV 58(0.6%), HPV 51(0.6%) 이였고대부분의지역에서감염유병율이가장높은것은 HPV 16 으로, 그다음은 HPV 18, HPV 31 순이였다 (Fig. 20). 81 Fig. 20. Ranking of the five most common HPV types among women with normal cytology within world regions and in the world 81-42 -
2007년 Dunne 등이미국 The National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) 의일환으로 14세에서 59세까지의여성 1,921명을대상으로 HPV의연령별감염유병률을조사한결과에의하면, 전체여성에서의 HPV 감염유병률은 26.8% 로, 20세에서 24세사이의여성에서 44.8% 로가장높은 HPV 감염유병률을보였고이후나이가증가함에따라감소하는양상을보였다. 전체고위험 HPV 감염유병률과저위험 HPV 감염유병률은각각 15.2% 와 17.8% 였으며 20세에서 24세사이의여성에서그감염유병률이가장높았다. 아형별 HPV 감염유병률을살펴보면 HPV 62, 84, 53, 89, 61 순으로유병률이높았고 (Fig. 21) 60.1% 의환자에서단독감염을보였으나 2개이상의 HPV 아형에감염된여성은 23.9%, 3개이상의 HPV 아형에감염된여성은 16% 로나타났다. 82 Fig. 21. Prevalence of HPV Types Among Females Aged 14 to 59 Years, NHANES 2003-2004 82 (HPV indicates human papillomavirus; NHANES, National Health and Nutrition Examination Survey. Error bars indicate 95% confidence intervals. *HPV types with a relative SE of more than 30% are not presented, except for HPV-11, since it is a vaccine type). 3.3.7. 연령별 HPV 감염유병률의두가지동향 연령별 HPV 감염유병률은지역마다큰차이를보이나대체적으로성생활이시작되는젊은연령층에서유병률이높고연령이증가할수록유병률이감소하는경향을보인다. 지속적으로성적활동이활발함에도불구하고유병률이감소하는것을볼수있는데, 이러한현상은 HPV에감염된여성에서추가감염을예방하는면역반응이생긴다는이론으로설명할수있다. 그러나많은연구들에서보고한바와같이 25 세이하여성에서높게나타났던유병률이 45-50 세까지 감소추세를보이다가폐경기에다다르면 HPV 감염유병률의두번째정점을이루는것을볼수있 - 43 -
다 (Fig. 22). 73 이는다음과같은 3 가지가설로설명할수있다. 첫번째는 HPV 가 20 대에감염되어 잠복 (latent infection) 되어있다가폐경기전후의호르몬변화로점차적으로 type-specific immunity 의감소가나타나 HPV 가재활성화 (reactivation) 된다는이론이다. 83-85 이러한양상의감염과재활성화 는대상포진의경우와유사하며 84 장기이식후면역억제치료를받는여성이나사람면역결핍바이러스 감염여성에서성기사마귀, 자궁경부상피내신생물과같은 HPV 감염이증가한다는보고는이러한 주장을뒷받침한다. 86 두번째로중년여성들의새로운성파트너가생기고성생활이활발해지게되면 서감염기회가많아져재감염 (reinfection) 된다는이론이다. 세번째로코호트효과이다. 현시점에서는 유병률이높아보이지만사실은 20 대에이미감염되었으나감염사실을모르다가나중에검사결과발 견되는경우이다. 83,85 그러나이이론을뒷받침하기위해서는 15 년이상의장기간추적을시행한코호 트연구가필요할것으로보인다. Fig. 22. Two patterns of age-specific prevalence of cervical HPV infection that are found in most epidemiological studies 73 3.3.8. 국내 HPV 감염유병률 한국여성에서 HPV 감염률은검사집단의성격이나연령에따라다르지만약 10-15% 로추정된다. 2001 년오등이일반적인산부인과정기검진을받기위하여외래로내원한환자 689 명을대상으로 한조사결과에서전체 HPV 감염유병률은 19.4% 로 24 세이하여성에서 60%, 25-34 세는 21.4%, 35-44 세 17.5%, 45-54 세 18.9%, 55-64 세 12.5%, 65 세이상에서는 28% 가양성반응을보였다. 87-44 -
2003년신등에의해발표된 20세에서 74세사이의성경험이있는여성 863명과무작위로선정된성경험이없는 103명의여성을대상으로한부산지역 HPV 역학연구에의하면 GP5+/6+ PCR 검사법을이용한 HPV DNA 유병률은 10.4% 로, 가장흔한아형은 HPV 70, 16, 33이었다. 이들의혈액에서 ELISA 방법을통해 HPV 5종 (HPV 16, 18, 31, 33, 58) 의 anti-vlps를검출하였으며, HPV 항체보유율은 19.8% 로, 가장흔한아형은 HPV 18, 31, 16인것으로나타났다. HPV 16과 18의항체보유율은각각 6.3% 와 9.0% 였다 (Fig. 23). 88 Fig. 23. Age-specific incidence of invasive cervical cancer and prevalence of anti-hpv VLPs (types 16, 18, 31, 33 and 58), HPV DNA, same types and all types, and anti-hsv-2. Busan, South Korea, 1999-2001. 88 2004년주등은서울아산병원건강증진센터에서자궁경부암검진을받은 23-82세여성 3,091명을대상으로 Hybrid Capture 2 (Digene) 검사법을이용하여 HPV 감염여부를확인하였으며, 감염률은 12.6% 로보고하였다. 89 각연령군별감염율은 20-30세 24.1%, 31-40세 14.3%, 41-50세 13.7%, 51-60 세 9.5%, 61-70세 13.3%, 71세이상 10.7% 였으며 (Fig. 24), 특히 20-30세군에서다른연령군에비해 HPV 감염율이통계적으로유의하게높았다 (p=0.003). - 45 -
Fig. 24. 각연령별 HPV 감염유병률 89 2004년신등에의해발표된 16-25세여자고등학생과남녀대학생 1,053명을대상으로한부산지역 HPV 역학연구에의하면 LiPA 검사법을이용한 HPV DNA 양성율은남자 8.7%, 여자 15.2% 로나타났으며, 여기에는성경험없는학생들이다수포함되어있다. 성경험이있는여학생에서는 38.8%, 성경험이있는남학생에서는 10.6% 로나타났다. 가장흔한아형은 HPV 51, 56, 16 이었다 (Fig. 25). 90 Fig. 25. Distribution of high-risk (dark-gray shaded) and low-risk (light-gray shaded) types of human papillomavirus (HPV), by sex (top 2 graphs) and by sexual activity (bottom 2 graphs) 90-46 -
2004 년이등은 2000 년 8 월부터 2003 년 9 월사이에한곳의산부인과에서 11,314 명의여성을대상으 로자궁경부암선별검사로자궁경부세포검사와 HPV DNA 검사를시행하였는데그결과 HPV DNA 양성율은 9.8% 로보고하였다. 91 2008년신등은현재까지 HPV 감염유병률과관련되어발표된문헌들을종합하여우리나라의 HPV 감염유병률을보고하였다. 성적활동이활발한여성의 HPV 감염유병률은 10-40% 로다양하게보고되어있으나이는나이군의차이, 지역적인차이, 사회경제적위치, HPV DNA 검출방법의차이와관련되어있다. 대부분의보고에서우리나라의 HPV 감염유병률은 10-15% 로, 그유병률은 20-29세에서높게나타났다. 또한젊은여성에서의 HPV 자연소멸률 (clearance) 은 80.6% 로높게나타났으며대부분의 HPV 감염은일시적인것으로약 18개월에걸쳐사라졌다. 정상자궁경부에서의 HPV 감염유병률은 11.8% 로, LSIL에서는 73.2%, HSIL에서는 86.4% 로나타났다. 11개의문헌을종합해보았을때자궁경부암에서가장호발하는 HPV 아형은 HPV 16, 18, 58, 33, 35이고정상자궁경부에서가장호발하는 HPV 아형은 HPV 52, 39, 58, 56, 51 였다. HPV 16은자궁경부병변에서가장호발하는아형이였고 HPV 18은자궁경부암과 LSIL에서두번째로호발하였으나 HSIL에서는다섯번째로호발하는 HPV 아형이였다 (Fig. 26). 92 Fig. 26. 우리나라에서의흔한 5 가지 HPV 아형 92-47 -
3.4. 전세계 HPV 항체보유율 2000년 Marias 등이 2-12세어린이, 청소년, 20-83세성인을포함한 244명을대상으로 ELISA방법으로 HPV 16, 18, 31, 33, 45의혈청내항체보유율을조사하였다. 그결과 2-12세어린이의항체보유율은 22.6% 였고성인여성의경우단독항체보유율은 50.5%, 2개이상의항체보유율은 24.8% 였다. 그아형별로보면 VLP 16은 16.8%, VLP 18은 18.8%, VLP 31은 12.9%, VLP 33은 17.8%, VLP 45는 22.8% 로나타났다. 또한 36세이상의성인여성의경우 36세이하의성인여성보다항체보유율이월등히높은것을알수있었다 (62% vs 39%). 93 2002 년 stone 등은 4,108 명의미국여성을대상으로 ELISA 방법으로 HPV 16 의항체보유율을조사 한결과 17.9% 로보고한바있으며 94 2003 년 Wang 등은 10,049 명의 Costa Rica 여성을대상으로 ELISA 방법을이용한 HPV 16(15%), 18(15%), 31(16%), 45(11%) 의항체보유율을보고하였다 (Table 14). 그리고각각의 HPV DNA에감염된여성중에서의항체보유율은 HPV 16은 45%, HPV 18은 34%, HPV 31은 51%, HPV 45는 28% 였다. HPV 16, 18, 45의항체보유율은 35-44세, HPV 31의항체보유율은 25-34세에정점을이룬후연령이증가할수록감소하는경향이있었으나 25세이하의여성보다는그수치가증가된체로유지되는것을볼수있었다 (Fig. 27). HPV 감염유병률이 25세이전에정점을이루는시기와항체보유율의정점을이루는시기가차이가나는것은낮은 HPV 항체전환율과 HPV 면역반응이약하여검출가능한 HPV 항체형성에필요한지속적인 HPV 항원노출이되지않았다는것으로설명가능할것이다. 또한 25세이상의여성에서 HPV 감염유병률의감소와항체보유율의증가가동시에일어났다는것은 HPV의반복감염과잠복감염의재활성화로설명할수있을것이다. 95 Table 14. Seroprevalence of HPV 16, 18, 31, and 45 in the Costa Rican population-based cohort 95 HPV type Seroprevalence Only this type This plus other type * 16 (n=9,949) 1,533 (15.4%) 579 (5.8%) 954 (9.6%) 18 (n=9,928) 1,537 (15.5%) 626 (6.3%) 911 (9.2%) 31 (n=9,932) 1,638 (16.5%) 643 (6.5%) 995 (10.0%) 45 (n=3,019) 335 (11.1%) 91 (3.0%) 244 (8.1%) *Other defined as HPV 16, 18, and 31. HPV 45 was not included due to termination of assay. - 48 -
Fig. 27. Age distribution of HPV 16, 18, 31, and 45 seroprevalence and DNA-prevalence in Guanacaste, Costa Rica women 95 2007년 Jit 등이 10-29세사이의영국여성 1,483명을대상으로 HPV 6, 11, 16, 18의혈청내항체보유율을조사한보고에의하면전체여성의 20.7% 에서네가지 HPV 아형중한가지이상의항체를보유하고있었고, 특히 HPV 16의항체보유율이 11.9% 로가장높았으며, 나이가증가함에따라항체보유율도증가하는양상을보였다 (Fig. 28). 96 Fig. 28. Seroprevalence of antibodies in female subjects aged 10-29 years using single year age groups for (A) HPV 6, (B) HPV 11, (C) HPV 16, (D) HPV 18, (E) any assayed HPV type and (F) at least two assayed HPV types 96-49 -
2007 년 Chen 등이 17-86 세사이의타이완남성과여성 1,702 명을대상으로 ELISA 방법으로 HPV 16 과 HPV 18 의항체보유율을조사한결과 19-25 세에 HPV 항체보유율이증가하다가 60 세이상에서 정점을이루는것을볼수있었다 (Fig. 29). 97 Fig. 29. Age-specific seroprevalence of HPV 16 and 18 in 1702 cases (black shaded, HPV 16 (total); gray shaded, HPV18 (total)) 97 2008년 Dondog 등은 15-59세사이의 969명몽골여성을대상으로 GP5+/6+ PCR based assay를이용한 HPV 감염유병률과 multiplex HPV serology 방법을이용한 HPV 16, 18, 31, 33, 45, 52, 58의항체보유율을조사하였다. 그결과전체 HPV 감염유병률은 35%, 고위험 HPV 감염유병률은 24.5% 로나타났으며 25세이하의여성에서 HPV 감염유병률이 48.5% 로가장높게나타났다. 또한 HPV 항체보유율은전체 38% 로, 25세이하와 50-59세에서 33.2% 와 48.9% 로급격하게증가하는것을볼수있었다 (Fig. 30). 7가지 HPV 아형중에서는 HPV 16의감염유병율이 6.1%, 항체보유율이 23%, HPV DNA와항체둘다검출된경우가 2.1% 로가장높았고 35세이상의여성이 35세이하의여성보다 HPV 감염유병율이낮은반면 HPV 항체보유율은높은것을볼수있었다 (Fig. 31). 98 Fig. 30. Age-specific prevalence of HPV DNA and antibodies, Ulaanbaatar, Mongolia, 2005 98-50 -
Fig. 31. Comparison of HPV DNA and antibody positivity among women positive for either marker, by age group,ulaanbaatar, Mongolia, 2005. 98 2008년 Newall 등이 0-69세사이의호주여성 1,523명을대상으로 Multiple competitive luminex assay로 HPV 6, 11, 16, 18의항체보유율을조사하였다. HPV 6과 HPV 16의항체보유율이각각 12.9% 와 12.4% 로 HPV 11과 HPV 18보다높았으며 HPV 6(22%), HPV 16(22%), HPV 18(10.5%) 의항체보유율은 30-39세사이에서, HPV 11(11.8%) 은 40-49세에서정점을이루었다 (Table. 15, Fig. 32). 99 Table 15. Seropositivity for individual human papillomavirus (HPV) types in the female population, by age group 99 No. of Proportion positive, % (95% CI) Age group samples tested HPV type 6 HPV type 11 HPV type 16 HPV type 18 0-9 years 128 0.0 (0.0-2.8) 0.0 (0.0-2.8) 0.0 (0.0-2.8) 0.0 (0.0-2.8) 10-14 years 95 1.1 (0.0-5.7) 1.1 (0.0-5.7) 2.1 (0.3-7.4) 0.0 (0.0-3.8) 15-19 years 142 7.0 (3.4-12.6) 1.4 (0.2-5.0) 7.0 (3.4-12.6) 4.9 (2.0-9.9) 20-29 years 247 15.0 (10.8-20.1) 4.5 (2.2-7.8) 14.6 (10.4-19.6) 6.1 (3.4-9.8) 30-39 years 313 22.0 (17.6-27.1) 6.4 (3.9-9.7) 22.0 (17.6-27.1) 10.5 (7.4-14.5) 40-49 years 288 18.8 (14.4-23.7) 11.8 (8.3-16.1) 19.8 (15.3-24.9) 7.6 (4.8-11.3) 50-59 years 158 17.7 (12.1-24.6) 4.4 (1.8-8.9) 13.3 (8.4-19.6) 7.0 (3.5-12.1) 60-69 years 152 9.9 (5.6-15.8) 7.2 (3.7-12.6) 8.6 (4.6-14.2) 4.6 (1.9-9.3) All** 1523 12.9 (11.4-14.6) 5.2 (4.1-6.2) 12.4 (10.9-14.0) 5.7 (4.6-6.8) ** Weighted population total, with estimates weighted by age distribution of the 2005 Australian midyear population estimates from the Australian Bureau of Statistics. - 51 -
Fig. 32. Cross-sectional seropositivity to individual human papillomavirus (HPV) types in female, by age group 99 2008 년 Skjeldesad 등이 16-24 세사이의 898 명의여성을대상으로 PCR based assay 와 Multiple competitive luminex assay 로 HPV 6, 11, 16, 18 의감염유병률과항체보유율을조사하여다음과같 은결과를보고하였다 (Table 16). 100 DNA prevalence n % DNA negative to HPV 6, 11, 16 and 18 664/896 74.1 At least one type detected 232/896 26.0 DNA by HPV type HPV 6 81/892 9.1 HPV 11 8/887 0.9 HPV 16 146/894 16.3 HPV 18 65/892 7.3 Low-risk HPV (HPV 6 or 11) 86/892 9.6 High-risk HPV (HPV 16 or 18) 156/894 20.8 Seroprevalence Seronegative to HPV 6, 11, 16 and 18 653/896 72.9 At least one type detected 243/896 27.2 Serostatus by HPV type HPV 6 114/896 12.7 HPV 11 23/896 2.6 HPV 16 145/896 16.2 HPV 18 57/896 6.4 Low-risk HPV (HPV 6 or 11) 124/896 13.9 High-risk HPV (HPV 16 or 18) 181/896 20.3 Table 16. Baseline prevalence by DNA and serology (n=896) 100 2008 년 Hariri 등이 6-59 세사이 4,513 명의여성을대상으로 ELISA 방법으로 HPV 11 의항체보유율 을조사한결과전체여성의 5.7% 로나타났으며 30-39 세사이에서정점을이루는것을볼수있었 - 52 -
다. 101 3.5. 우리나라의 HPV 항체보유율 2003년신등의보고에따르면 20-74세사이의성경험이있는여성 863명과무작위로선정된성경험이없는 103명의여성을대상으로 ELISA 방법을통해 HPV 5종 (HPV 16, 18, 31, 33, 58) 의 anti-vlps를검출한결과 HPV 항체보유율은 19.8% 였고가장흔한아형은 HPV 18, 31, 16인것으로나타났다. HPV 16과 18의항체보유율은각각 6.3% 와 9.0% 였다. 92 2007년 Clifford 등은부산지역 1,146명의남녀대학생에서 Multiplex HPV serology 검사법으로 HPV 7종 (HPV 16, 18, 31, 33, 45, 52, 58) 의혈청내항체보유율을보고하였다. 그결과여성에서 15%, 남성의 12% 에서 HPV 항체가검출되었으며, 특히여성의 HPV 16과 18 항체보유율은각각 4% 와 6% 였다. 여기에는성경험이없는학생들이다수포함되어있으며, 성적으로활발한여성의 25%, 남성의 13% 에서 HPV 항체가검출되었다 (Fig. 33). 102 이보고에서 HPV 감염의위험인자로는다수 의성관계자, 헤르페스바이러스 (herpes simplex virus-2) 항체보유, 독신이나이혼등이해당되었다. 또한기초검사에서 HPV 감염이없었던 17세에서 26세사이의여성 171명을대상으로한연구에서 18.1 개월후새로운 HPV 감염율은 17.5%, 기존의감염되었던 HPV 감염의자연소멸률은 80.6% 였다. 103 Fig. 33. HPV type-specific seroprevalence among 680 female and 466 male university students by gender (A) and sexual activity status (B and C) 102-53 -
3.6. 연령에따른백신효과 Harper 등은 15-25세여성들을대상으로 HPV 16/ 18 L1 VLP 백신을이용한 2상임상시험을시행하였다. 접종당시에 HPV 16과 18의혈청음성이면서 DNA 음성인 1,113명을백신접종군과위약군으로나누어 0, 1, 6개월 3회접종후두군을비교하였는데접종 18개월후에백신접종군은 100% 에서항체형성을확인할수있었고, 두가지아형에의한지속감염에는 100% 의예방효과를보였다. 이연구의연장선상으로 776명의여성들을대상으로 long-term follow-up study를시행하였는데 18개월후에측정했던항체가가 4.5년뒤에도계속유지되는것을확인할수있었다 (Fig. 34). 104,105 Fig. 34. Geometric mean titres and seropositivity rates, according to HPV type and group in according-to protocol analyses for immunogenicity, %=proportion of women seropositive. 105 한편또다른 HPV 16/ 18 백신의면역원성연구는넓은연령층을대상으로시행되었는데 15-55 세의 여성 666 명을대상으로 0, 1, 6 개월 3 회접종후항체역가를비교해보았다. 106 세번째백신접종후 1개월째 ( 접종시작 7개월째 ) 모든여성들이항체형성의정점을이루었고모든연령에서 100% 혈청전환이이루어졌다. 또한접종후 24개월동안모든여성에서혈청양성을보였고접종시작 7개월째에항체역가정점을이룬다음 24개월째안정수준상태 (plateau) 를형성하였다. 나이든여성일수록항체역가는감소되어있는것을볼수있었으나모든연령에서 HPV 자연감염된여성들 - 54 -