종 설 대한생식의학회지 : 제 37 권제 1 호 2010 자궁내막증진단을위한생표지자의유용성 연세대학교의과대학산부인과학교실강남세브란스병원 김선영 이병석 * Useful Biomarkers for the Diagnosis of Endometriosis SunYoung Kim, ByungSeok Lee * Department of Obstetrics and Gynecology, College of Medicine, Yonsei University, Gangnam Severance Hospital, Seoul, Korea [Korean. J. Reprod. Med. 2010; 37(1): 1-12.] 1. 서론 만성골반통증이나불임을유발하는가장흔한부인과적질환중하나인자궁내막증은자궁내막조직이정상자궁위치를벗어나자궁강밖에존재하는질환으로정의할수있다. 자궁내막증은흔히난소나골반복막에서발견되나장, 방광, 요관은물론이고골반밖장기인폐에서도진단되며전형적으로복강경을통한수술적방법으로확진을하게되나증상이없는사람에서도자궁내막증이있을수있다. 증상의유무와상관없이자궁내막증의확인을위해진단복강경검사를하는것이현실적으로쉬운일이아니기때문에비침습적인방법으로자궁내막증을진단하기위한많은시도들이있었다. 1 우리가흔히알고있는 CA-125는진행된자궁내막증에서진단및치료후재발의주된표지자 (marker) 로서임상적유용성이우수한편이나초기자궁내막증진단에있어민감도, 특이도가낮아 주관책임자 : 이병석, 우 ) 135-720 서울특별시강남구도곡동 146-92, 강남세브란스병원산부인과 Tel: (02) 2019-3435, Fax: (02) 3462-8209 e-mail: dr222@yuhs.ac 이를대체할수있는여러가지혈청, 복막액및각종조직표지자에대한연구들이진행되었다. 초기자궁내막증에있어체액표지자를찾아내기위해혈청, 복막액 (peritoneal fluid, PF), 분비단백질 (secretory proteins), 세포간결합분자 (cell adhesion molecules), 사이토카인 (cytokines), 종양괴사인자 (tumor necrosis factor), 혈관내피성장인자 (vascular endothelial growth factor), 케모카인 (chemokine), 항내막항체 (antiendometrial antibody), 아로마테이스 P450 발현 (aromatase P450 expression) 호르몬수용체등에대한연구가포함되었으며이러한연구내용을바탕으로본저자는자궁내막증의진단에있어비수술적방법을통한여러물질들의진단적정확성및임상적유용성을소개및비교하고자한다. 2. 종양표지자와폴리펩티드 (Tumor markers and polypeptides) 1) 혈청 CA-125 혈청 CA-125는 200,000 Da 당단백질 (glycoprotein) 로혈청 CA 125의농도는자궁내막증을포함한여러부인과적질환과관련이깊다. 2 CA-125의항원은자궁내막 (endometrium), 속자궁목 (endocervix) - 1 -
자궁내막증진단을위한생표지자의유용성 대한생식의학회지 나복막 (peritoneum) 같은여러정상조직에서나타난다. 많은여성에서 CA-125 수치가생리주기동안증가할수있는데이것은생리중자궁내막이복강 (peritoneal cavity) 안으로역류되기때문이다. 2 Pittaway와 Fayez는자궁내막증의유무와상관없이생리기간중 mean CA-125 수치가올라간다는것을증명하였다. 3 자궁내막증이나자궁관난소고름집그리고다장기결핵 (multivisceral tuberculosis) 에서 CA-125가상당히높아져있다는보고가있다. 2 이러한상승에대해가장설득력있는설명중하나는 CA-125 막 (membrane) 농도는정상위치자궁내막상피세포보다이소성세포에서더욱높아져있으며, 특히자궁내막증과관련된염증반응은복강으로확산되면서 CA-125 농도를상승시킨다는것이다. 1 자궁내막증의진단에있어혈청 CA-125 측정의역할을알아보기위한여러연구가있었다. 4~6 혈청 CA-125의다양한민감도 (sensitivity) 와특이도 (specificity) 를결정하는데있어가장혼란스러운것은자궁내막증의병기였다. 전형적으로진행된자궁내막증환자에서 ( 몇몇의초기병기환자에서도 ) 혈청 CA-125는증가되어있었으며그것은난소암에서 CA-125가상승하는양상과유사했다. 자궁내막증에서혈청 CA-125의진단적의의를평가하기위한메타분석이시행되었다. 7 초기분석에는 23개의연구가포함되었는데 16개는코호트연구였으며 7개는 case-control 연구였다. 이연구에는불임이거나골반통이있는여성이포함되었으며민감도와특이도는 ROC (receiver operating characteristic) 곡선으로표현되었다. 병기에따라민감도는 4~100%, 특이도는 38~100% 였고 ROC 곡선은 CA 125가 poor diagnostic performance라는것을보여주었다. 특이도가 90% 이면민감도는 28% 였으며, 민감도가 50% 로올라가면특이도는 72% 로떨어졌다. 진행된자궁내막증에서민감도는 0~ 100%, 특이도는 44~95% 로 ROC 곡선은 CA 125가상대적으로우수한 diagnostic performance라는것을보여주었다. 특이도가 90% 면민감도는 47% 였고 민감도가 60% 로올라가면특이도는 81% 로떨어졌다. 이메타분석의주된한계점은특이도나민감도를높일수있는생리통 (dysmenorrhea) 같은환자의병력청취나신체검진을고려하지않았으며초음파상골반종괴 (pelvic mass) 가확인된환자를포함된연구들이제외되었다는것이다. 검사의목적이질병이있는환자의대부분을구분해내는것이라고한다면, 혈청 CA-125의진단적정확성은불충분하다고할수있다. 저자들에따르면음성결과 (negative result) 는자궁내막증환자 70% 의진단을지연시킬수있으며, 만성적골반통이나불임이있는자궁내막증환자의진단을배제할수있는진단적도구로서혈청 CA-125의평상적이용은추천되지않는다. 그러나 CA-125는병의재발이나수술적치료후치료성공여부의판단에는좀더유용하게이용될수있다. 연속적인 CA-125 평가 (Serial CA-125 determination) 의진단적가치 (prognostic value) 를평가하기위한연구에서, 불임의원인을찾기위해 342명의여성이복강경을시행하였다. 123명 (36%) 은자궁내막증이확인되어수술적치료를받았으며 123명중 56명 (46%) 은수술전 CA-125 수치가 16 U/ml 이상이었다. 이러한여성들을 12개월동안추적관찰하며연속적인 CA-125 평가및 main outcome으로수술후 12개월내임신성공률을평가하였는데 8 수술전 CA-125 수치는달랐지만임신에성공한여성들은수술후 CA-125 수치가의미있게낮았다. 단변적분석 (Univariate analyses) 은수술전 CA-125가 16~25 U/ml, 수술후 CA-125 가 16 U/ml 미만인경우임신성공률이의미있게높았음을보여주었다. 이연구는자궁내막증으로수술적치료를받은불임여성에서 CA-125가예후인자가될수있음을제시하였다. 8 결론적으로 CA-125는병기초반상승된경우나진행된자궁내막증환자에서유용할수있으며여러센터에서자궁내막증의치료후 CA-125 수치의상승과병의재발은진단적정확성이높다고보고하고있으며이것은복강경시행이어려운증상이있는환자들 - 2 -
제 37 권제 1 호, 2010 김선영 이병석 에서유용할수있다. 9 최근여러연구에서중증환자에있어백혈구아형 (WBC subtype) 과 neutrophil-to-lymphocyte ratio (NLR) 를전신염증반응의간단한인덱스및여러질환에서예후요인으로서이용할것을제안하였다. 10~13 자궁내막증환자에서순환백혈구 (Circulating WBC) 의상대적수치변화가있다는가정하에조등 14 은자궁내막증환자의 NLR과혈청 CA-125를비교하였다. 자궁내막증환자군에서 mean NLR과 NLR과혈청 CA-125의복합표지자수치가유의하게높았다. 자궁내막증진단에있어 NLR (cutoff value 2.01) 의민감도는 59.7%, 특이도는 60.1% 였으며 CA-125 (cutoff value 35.00 U/ml) 의민감도는 55.8%, 특이도는 92.8% 이었다. NLR과 CA-125 둘다평가한복합표지자 (cutoff value 55.7) 의민감도는 69.3%, 특이도는 83.9% 였다. 다시말해 NLR과복합표지자는자궁내막증에서진단을위한표지자로간단하고쉽게이용할수있는방법중하나가될수있다. 2) 혈청 CA 19-9 CA 19-9는고분자량당단백질 (high-molecularweight glycoprotein) 이다. 15 혈청 19-9는악성및자궁내막종을포함한양성난소종양환자에서상승할수있다. 혈청 19-9 수치는자궁내막증환자에서치료전과비교했을때치료후의미있게떨어진다. 16 그러나자궁내막증의진단에있어서혈청 CA 19-9의중요성에대한보고는매우제한적이다. 최근연구에서, 자궁내막증환자 101명중 34명에서혈청 19-9 수치가 37 IU/ml 보다높았으나 22 명의대조군에서는상승되어있지않았다. 혈청 CA 19-9는 1, 2기자궁내막증환자에서는상승되어있지않았으나 3, 4기자궁내막증환자 63명중 34명 (54%) 에서상승되어있었다. 자궁내막증의진단에있어서 CA 19-9와 CA-125의민감도를비교했을때, 저자들은 CA 19-9의민감도가 CA-125 보다유의하게낮음을확인하였다 17 (0.34 vs 0.39, respectively). 같은연구에서 cutoff value를 37 IU/ml로했을때, 자궁내막증에서 mean CA 19-9 수치는병기에따라증가함을보여주었는데이와는반대로새로운 cutoff value를 20~25 IU/ml로이용하게되면, 특이도나양성, 음성예측률의변화없이 CA 19-9의민감도가향상된다. 하지만이연구는 CA 19-9 측정의임상적유용성이 CA-125보다우수하지않다고결론을내렸다. 3) 혈청 soluble intercellular-adhesion molecule-1 Soluble forms of the intercellular-adhesion molecule- 1 (sicam-1) 은자궁내막과자궁내막증이식물 (endometriotic implants) 에서분비된다. 18 자궁내막증여성의자궁내막에서자궁내막증이없는여성에비해 sicam-1이더많이분비되는데결과적으로자궁내막에서 sicam-1이분비되는수치와골반내자궁내막증이식물 (endometriotic implants) 의수에는강력한상관관계가있다. 18 이러한내용을근간으로자궁내막증의진단에 sicam-1이유용할수있다. 여러연구자들은자궁내막증환자에서혈청 sicam-1의농도가의미있게증가해있음을보고하였다. 19~22 최근의전향적코호트연구 (prospective cohort study) 에서 Somigliana 등 23 은 sicam-1이자궁내막증에서혈청표지자로서이용가치가있는지를평가하였다. 양성질환으로복강경을시행한가임기여성 120명이포함된이연구에선자궁내막증이있는경우혈청 sicam-1 수치가약간상승했을뿐의미있게상승하지는않았다. 그러나깊은복막자궁내막증 (deep peritoneal endometriosis) 이확인된 21명의여성에서는자궁내막증이없거나얕은복막자궁내막증 (superficial endometriosis) 인여성에비해혈청 sicam-1의농도가유의하게높았다. 깊은복막내막증환자군에서 sicam-1의상대적민감도는 0.19, 특이도는 0.97이었다. Somiglinata 등은 CA 125의상대적민감도는 0.14, 특이도는 0.92임을확인하였는데두개의 marker를동시에 - 3 -
자궁내막증진단을위한생표지자의유용성 대한생식의학회지 사용하였을경우민감도는 0.28, 특이도는 0.92였으며, 특히 CA-125와 sicam-1은 deep infiltrating endometriosis가있는여성을구분하는데유용하게이용될수있다고보고하였다. 23 4) 혈청 soluble fms-like tyrosine kinase (sflt-1) 혈관생성 (angiogenesis) 은자궁내막증의병인 (pathogenesis) 에중요한역할을한다. 24 지난몇년사이에혈관내피성장인자 (vascular endothelial growth factor, VEGF) 의 soluble form인 soluble fms-like tyrosine kinase가발견되었는데 sflt- 1은혈관내피성장인자활성화의조정자 (modulator) 혹은음성조절인자 (negative regulator) 로생각된다. sflt-1은혈관내피성장인자 (VEGF) 와혈관생성 (angiogenesis) 의중요하고본질적인상대자 (counterpart) 로서백혈병, 폐암, 대장암등과같은종양에서혈청 sflt-1의임상적중요성이보고되고있다. 25~27 자궁내막증에서 sflt-1의임상적중요성에대해서크게알려진것이없었으나조등의연구에서 28 자궁내막증환자는대조군에비해혈청 sflt-1과소변 creatine을이용한 urinary sflt-1 수치가증가해있다는것을확인하였으며이는 sflt-1이자궁내막증에서혈관생성과정을방해하는중요한역할을하고있다는것을암시하고있다. 3. 면역학적표지자 1) 사이토카인 : chemistry 사이토카인은백혈구 (leukocyte) 에의해세포외구획 (extracellular compartment) 으로분비되는폴리펩타이드또는당단백질이다. 분비되는방법에따라자가분비 (autocrine), 주변분비 (paracrine) 그리고내분비 (endocrine) 효과를나타낼수있다. 사이토카인은면역계에서세포와세포사이소통 (communication) 의핵심적매개체 (mediator) 이며표적세포 (target cell) 의증식, 분열억제, 화학적 유인 (chemoattractant) 이나분화효과에다양하게영향을미칠수있다. 2) 사이토카인 : source 사이토카인의주요근원 (source) 은골수에서기원되는대식세포 (macrophage) 로, 단핵세포 (monocyte) 처럼순환하며다양한체강 (body cavity) 으로이동한다. Chemoattractant cytokine 중에서도 RANTES (Regulated on Activation, Normal T-Cell Expressed and Secreted) 과 interleukin (IL)-8은복강안으로의대식세포동원 (macrophage recruitment) 을용이하게한다. 사이토카인의두번째근원은 T-림프구이다. 조력세포 (Helper T- cell) 는 type I (Th 1) 과 type II (Th 2) 로나눌수있다. Th 1 cell은 IL-2, IL-12와 interferon-γ를생산하며세포매개면역 (cell-mediated immunity) 의강력한유도물질이고 Th 2 cell은 IL-4, IL-5, IL-10과 IL-13을생산하면서세포매개면역을억제한다. 자궁내막증환자에서 Th 1과 Th 2에의해분비되는사이토카인은 Th 2 cell에의해생산되는것을더선호한다. 이러한특성은자궁내막증환자에서손상된면역방어 (impaired immunologic defense) 와관련이있을수있다. 29 Tsudo 등은사이토카인이면역적격세포 (immune competent cell) 뿐만아니라자궁내막증이식물 (endometriotic implants) 에의해서도생산된다고추정하였다. 30 그들은자궁내막증세포 (endometriotic cell) 가 IL-6 messenger RNA을표현하고 IL-6 단백질을생산해서 TNF-α가양의존적인방법 (dose dependent manner) 으로 IL-6 유전자 (gene) 와단백질의발현을자극하도록돕는다. 대식세포에의한 IL-6의생산과자궁내막증환자에서자궁내막증간질세포 (endometriotic stromal cell) 에의한 IL-6 생산을비교했을때 Tsudo 등은자궁내막종에서기원된간질세포 (stromal cell) 에서생산된 IL-6의수치가 TNF-α 자극하상태에서대식세포에의한 IL-6 수치와유사하다는것을밝혀냈다. 30 이것은자궁내막증조직 (endometriotic tissue) 이사이토카인의또다른주요한근원이될수있다는가정을뒷받침한다. - 4 -
제 37 권제 1 호, 2010 김선영 이병석 3) 복막액내사이토카인 (Peritoneal fluid cytokines) 복막액 (peritoneal fluid, PF) 에는대식세포, 중피세포 (mesothelial cell), 림프구, 호산구 (eosinophil) 와비만세포 (mast cell) 를포함한다양한세포성분이풍부하다. 복막액내백혈구의정상농도범위는 0.5~2.0 10 6 /ml이며그중대략 85% 는대식세포이다. 31,32 복막내대식세포활성화 (peritoneal macrophage activation) 가자궁내막증의시작과진행에있어중추적인단계라는가정이있었다. 33 자궁내막증여성에서복막강내활성화된대식세포는사이토카인의강력한생산자이며복막액은사이토카인의풍부한혼합물을포함한다. 34 또한철의과부하 (overload) 가자궁내막증환자의복막강의복막액및세포성분에서관찰되는데, 이것은자궁내막증의병인에있어철의과부하가중요한역할을담당한다는것을암시한다. 35 4) 각각의사이토카인들 (Individual cytokines) (1) 종양괴사인자 (Tumor necrosis factor, TNF) TNF는염증반응에중요한역할을하는다면발현성의사이토카인이다. TNF는여러생리적, 병리적인생식과정에있어주요한역할을하며이로우면서도해로운효과가있는것으로생각된다. TNF가유발하는양 (quantity) 은병의진행과정의조절에있어핵심적요소이다. 주요한 TNF는 TNF-α인데이것은호중구 (neutrophil), 활성화된림프구나대식세포, NK 세포그리고몇몇의비조혈세포에의해생산된다. 인간의자궁내막에서, TNF-α는자궁내막의증식과분화의정상생리과정에관여하는인자이다. TNF-α는특히분비기 (secretory phase) 때상피세포에서발현된다. 36 간질세포는생리주기의증식기 (proliferative phase) 에대체로 TNF-α에착색되며이러한데이터는사이토카인이호르몬의영향을받는다는것을보여 준다. 37 자궁내막증환자의복막액에서 TNF-α의농도가증가되어있는데여러연구들은 TNF-α 농도의증가와병기사이에연관관계가있다는것을보여주었다. 38 그러나다른연구에서는 TNF-α와자궁내막증의병기간어떠한연관성도성립되지않았다. 34 자궁내막증환자의복막액에서증가된 TNF-α 의근원은다양하다. 활성화된대식세포는자궁내막증의발병기전에있어주요한역할을한다. 분비된 TNF-α는국소적이고전체적인병의발현양상 (manifestations of the disease) 에중대한역할을하게되며, 이러한사이토카인은자궁내막증의발병기전에있어핵심적역할을담당한다. 39 이와더불어복막액에서 TNF-α의수치를측정하는것은자궁내막증에서비수술적진단방법의근간이될수있다. 34 최근자궁내막증의치료에서 TNF-α의 blocker를이용하는개념이관심을끌고있다. 40 (2) 인터루킨-6 (Interleukin-6, IL-6) IL-6는염증과면역반응의조절자 (regulator) 이며, 내분비계와면역계의생리적연결고리로서역할을한다. IL-6는단핵구 (monocyte), 대식세포, 섬유모세포 (fibroblasts), 자궁내막세포 (endometrial cell) 와자궁내막상피간질세포 (endometrial epithelial stromal cell) 그리고뇌하수체 (pituitary) 와이자 (pancreas) 를포함한여러내분비선에의해생산된다. 41 자궁내막증의발병기전에있어 IL-6의역할을알아내기위한광범위한연구들이진행되었다. 자궁내막증환자들은복막대식세포, 자궁내막간질세포및복막대식세포에서 IL-6의반응조절에어려움이있었다. 42,43 자궁내막증환자의복막액에서발견되는 IL-6의수치는상반되었다. 어떠한연구에서는농도가상승해있었으나 44,45 반면에 IL-6의농도가상승되지않은연구도있었다. 몇몇의연구는대조군과자궁내막증환자군에서 IL-6 농도의차이가통계학적으로중요한차이가있다는것을증명하는데실패하였다. 46 이러한상반된결과는분석 (assay) 에있어항체의특이도와깊은관련이있 - 5 -
자궁내막증진단을위한생표지자의유용성 대한생식의학회지 을것으로추측되며최근연구에선설명되지않는불임이나난관결찰 / 재문합환자와비교시자궁내막증환자의혈청에선 IL-6의농도가의미있게증가해있으나복막액에서는 IL-6의농도가증가하지않았음이확인되었다. 36 (3) 혈관내피성장인자 (Vascular endothelial growth factor, VEGF) VEGF는가장강력하고특이한혈관생성인자 (angiogenic factor) 중하나이다. VEGF가표적수용체 (targeted receptor) 에결합하면, VEGF 수용체가활성화되어세포내 Ca 2+ 과내피세포 (endothelial cell) 내의 inositol triphosphate의농도를급속하게증가시킨다. 47,48 VEGF의기본적인생리적기능은혈관생성 (angiogenesis) 을유발함으로써생리후자궁내막이스스로회복되도록하는것이다. 49 자궁내막증환자에서, VEGF는자궁내막증이식물의내막, 특히출혈성적색이식물 (hemorrhagic red implants) 에위치한다. 또한자궁내막증환자의복막액에서 VEGF의농도는증가되어있다. 그러나복막액에서 VEGF의정확한세포적근원 (source) 은아직까지명확하지않다. 다만자궁내막증병변이스스로 VEGF를생산하며, 활성화된복막대식세포가 VEGF를합성하고분비할수있다는것이밝혀졌다. 자궁내막증의치료에있어항혈관생성약제의이용가능성이대두되고있다. 50,51 (4) Regulated on Activation, Normal T-Cell Expressed and Secreted (RANTES) RANTES는 β나 "C-C" chemokine family에속하며, monocyte나 memory T-cell을유인한다. RANTES는조혈세포, 상피세포, 발생세포의분비산물이며급성, 만성염증반응의조절자이다. 52 이소성자궁내막 (ectopic endometrium) 에서 RANTES 단백질의분포는정상위치자궁내막 (eutopic endometrium) 에서의분포와유사하다. 53 자궁내막종에서유래된간질세포배양 (endometriomaderived stromal cell culture) 을통한 in vitro에서 RANTES의분비가정상위치자궁내막에비해유의하게많았다. 유사한방식으로복막액에서 RANTES 의농도는자궁내막증환자에서증가할수있다. (5) 인터루킨-1 (Interleukin-1, IL-1) IL-1은염증과면역반응을조절하는핵심사이토카인이다. IL-1은 T-림프구의활성과 B-림프구의분화 (differentiation) 에영향을미친다. IL-1에는두개의수용체가있는데, IL-1α와 IL-1β이다. 두수용체는다른유전자 (gene) 에의해암호화되나유사한생물학적활동력을갖는다. 외인성 IL-1 수용체길항제의주입은쥐에서성공적인착상 (implantation) 을방해한다. 이것은이소성자궁내막의착상에있어 IL-1의중요한역할을설명하는것이다. 55 IL-1은자궁내막증환자의복막액으로부터분리되었다. 결과는상반되는데몇몇연구자들은자궁내막증환자에서 IL-1 농도가증가했다는것을증명하였으나다른연구자들은증가가없다고발표하였다. 33,38,55 4. 자궁내막증에서유전학적표지자 (Genetic markers in endometriosis) 자궁내막증의원인 (etiology) 은복잡하며다인적요소가작용하기에, 자궁내막증은 genome-wide scanning에있어이상적목표가되었다. 가족성유전과관련이있기에, 다양한 candidate gene이포함되었다. 56 여러기술적접근이자궁내막증에서가능한유전학적표지자 (genetic marker) 를확립할수있는데도움을줄수있다. 자궁내막증에있어 gene-based diagnostic test는이상적인 screening test를시행후진행해야할것으로사료된다. 57 Subtractive cdna hybridization 58,59 과 cdna microarray technology 를포함한 Gene based technology는질병의유전학적표지자로서적절한근간 (foundation) 이될수있다. 60~63 최신 DNA technology를이용하여, 자궁내막증이식물뿐만아니라정상자궁내막조직에서도 - 6 -
제 37 권제 1 호, 2010 김선영 이병석 cdna library를완성하려는시도가진행중이다. 정제된 library를기본으로해서적합한특이혈청항체 (specific serum antibody) 를확인할수있으며이러한항체의확인은최종적으로자궁내막증의비수술적 screening 도구로써이용될수있을것이다. 5. 자궁내막조직의생화학적표지자 (Endometrial tissue biochemical markers) 1) 아로마테이스 P450 (Aromatase P450) Aromatase P450은 androstenedione과 testosterone 을 estrone과 estradiol로전환하는촉매이다. 이효소는자궁내막증에서는이소성및정상위치자궁내막모두에서발현되나건강한대조군의정상위치자궁내막에서는발현되지않는다. 64 Endometrial aromatase P450 발현은병의병기와는관계없으나, 최근연구에서는자궁내막증환자의자궁내막에서 aromatase P450 transcript의발견이자궁내막증에서이용가능한정성적표지자 (qualitative marker) 가될수있다는것이다. 65 또다른후향적, 증례-대조군연구 (casecontrolled study) 에서는 28명중 7명 (25%) 은면역조직화학적분석에의한방법으로 endometrial aromatase P450 단백질은발견되지않을정도의농도였음에도자궁내막증, fibroid나자궁선근증혹은이러한질환들이혼합되어있었다. 골반질환에서임상적으로유용한진단도구로위에서언급한표지자들을이용하는것은정상위치자궁내막에서 aromatase P450이발현되지않은많은수의자궁내막증여성들이있다는점에서제한적인측면이있으나, 이러한분자적사실에기초하여 aromatase inhibitor의사용이자궁내막증에서가능성있는치료법중한가지로탄력을받고있다. 66~69 2) 사이토케라틴 (Cytokeratin) 배양시, 자궁내막증세포주는 (cell line) 은상피성형태 (epithelial like morphology) 와 cytokeratin 8, 18, 19, vimentin과 human leukocyte class I antigen에 대한면역반응 (immunoreaction) 을나타내었다. 그러나배양된세포는 haematopoietic cell markers, lymphoid cell antigens CD3, CD20 and CD45, von Willebrand factor, carcinoembryonic antigen and CA-125 을포함한전체 haematopoietic cell marker에음성 (negative) 을보였다. 70 다른연구에서, 다양하게위치한자궁내막증조직은 estrogen receptor, vimentin, Ber-EP-4 and cytokeratins에대해면역염색되었다. 71 Cytoskeletal components와 epithelial mucins에대하여 monoclonal antibody를이용한면역형광법을통하여 Matthew 등은자궁내막증세포배양에서 cytokeratins 18과 19, vimentin 및 3가지다른 epithelial mucins 각각에대한염색형태에대하여연구하였다. 72 그들은 cytokeratin은상피세포에존재하며 vimentin은간질세포와상피세포모두에서발현한다는것을발견하였다. 자궁내막증에서가능성있는진단적혹은 screening 도구로서이러한 molecular marker의이용에대해알아본연구는아직까지는발표되지않았다. 3) 호르몬수용체 (Hormone receptor) 알려진대로, 자궁내막증은 estrogen 의존적인질환으로자궁내막에서 estrogen과 progesterone 수용체를정량화 (quantification) 하는것이자궁내막증의 screening에있어유용한방법이될수있다. Estrogen, progesterone 수용체는기 (phase) 에영향을받으며, 주기적이다. 73 그러나자궁내막증환자의정상위치자궁내막은정상자궁내막과는세포자멸 (apoptosis), 사이토카인및그외특징들이매우다르다. 43 이소성자궁내막에서도주기적인변화가발견되지만수용체발현형태가다르다는것은두곳에서 (ectopic endometrium과 eutopic endometrium) 호르몬적인조절이다르다는것을의미한다. 이소성자궁내막에서스테로이드수용체 (steroid receptor) 의농도는주기가진행됨에따라점차적으로높아진다. 이와비교시정상위치자궁내막에서는 estrogen과 progesterone 수용체의농도 - 7 -
자궁내막증진단을위한생표지자의유용성 대한생식의학회지 는증식기 (proliferative phage) 에서는낮고초기분비기 (early secretory phase) 에선이와유사하며후기분비기 (late secretory phage) 에서는유의하게높아져있었다. 74 수용체발현방식이다르다는것은이소성자궁내막과정상위치자궁내막사이의호르몬조절이다르다는것을의미한다. 73 Estrogen과 progesterone 수용체는 ER-α, ER-β 그리고 PR-A, PR-B이다. 이러한 isoform은자궁내막에존재하나각각의기능과성분은서로다르다. 스테로이드수용체 isoform의서로다른농도와생물학적활동성은이소성자궁내막에서다양한호르몬반응을이끌어낼수있다. 분비기 (secretory phase) 동안이소성자궁내막에서에스트로겐수용체와프로게스테론수용체의높은농도는이시기자궁내막증조직의활발한증식력을설명할수있다. 이와는반대로분비기에스트로겐수용체와프로게스테론수용체의농도감소는증식력제거를유도할수있다. 결론적으로에스트로겐수용체와프로게스테론수용체는자궁내막증조직모든아형 (subtype) 의활동성을나타내는표지자로이용할수있다. 75 4) 자궁내막 osteopontin mrna 발현과 plasma osteopontin level 의면역화학 (Endometrial osteopontin mrna expression and plasma osteopontin level immunochemistry) Osteopontin (OPN) 은 70-kDa secreted phosphorylated glycoprotein으로뼈기질 (bone matrix) 에서기원된다. 76 사람의조직에서 osteopontin은소화기계, 비뇨생식계, 담낭, 이자, 수유중인유방, 침샘등에서생산되는것으로알려져있다. 또한 Osteopontin 은활성화된대식세포, 림프구그리고활성화된 T-림프구등에의해분비되며염증반응의장소로알려진세포외액과미네랄화된세포외기질 (extracellular matrix) 에도존재한다. 77~79 Osteopontin 은특히 integrin의한종류인 αvβ3과결합하며이것은세포유착과이동을포함한다. 80,81 사람의자궁내막에서 OPN은중후기분비기에 발현되며 αvβ3 발현은자궁내막증여성의자궁내막에서감소되어있는데 Odagiri 등은자궁내막종의상피세포에서 OPN의강력한발현이존재한다는것을증명하였다. 82 조등의연구에서 83 자궁내막증환자의자궁내막조직에서 osteopontin mrna 의발현이대조군에비해의미있게증가해있다고발표하였는데이는 OPN이자궁내막증의발병기전에관련있으며 plasma OPN이자궁내막증의진단에있어비침습적표지자로이용될수있다는가능성을보여주었다고할수있다. 6. 요약진단적복강경을하지않으면자궁내막증의진단이불가능하다는점은의사들이해결해야할과제중하나이다. 아직까지는자궁내막증을진단할수있는획기적인표지자가없기때문에 CA-125 같은종양표지자의혈중농도를측정하였으나진단도구로이용하기에는한계가있다. 이러한이유로초기자궁내막증을진단할수있는방법을연구하기위한여러시도들이있었는데특히자궁내막증 1, 2기환자에서병의초기상태에복강경적치료를하였을경우자연임신성공률이 2배가까이높은것으로보고되었기때문에불임여성에있어자궁내막증의진단시기는임상적으로도그중요성이매우크다고할수있겠다. CA-125는자궁내막증환자의추적관찰에있어특이도가높은편이며효용성이있는데특히수술적치료후장기적으로병의활성혹은재발을평가하는데있어유용하다. 무작위적인임상연구결과자궁내막증과관련된불임이나통증은수술적치료시분명한이득이있는것으로보고된바 84 자궁내막증은적절한진단과치료가중요한질환이라는점을다시한번상기해야한다. 또한병의진행에따른여러면역학적인변화들이확인되면서자궁내막증의진단에있어면역학적표지자의중요성이부각되고있다. 그중에서도복막액이나혈청내사이토카인은진단도구 - 8 -
제 37 권제 1 호, 2010 김선영 이병석 로서그가능성에주목을받고있으며이에대한대규모연구가추후필요할것으로사료된다. 최근의면역학적발견과 DNA 기술발전은자궁내막증의진단에있어핵심적인 screening 도구의발견에일조할것이며이러한기술적발전을근간으로하여머지않아획기적인표지자가개발될것으로기대한다. 참고문헌 1. Revised American Fertility Society classification of endometriosis.fertil Steril 1985; 43: 351-2. 2. Meden H, Fattahi-Meibodi A. CA 125 in benign gynecological conditions. Int J Biol Markers 1998; 13: 231-7. 3. Pittaway DE, Fayez JA. Serum CA-125 antigen levels increase during menses. Am J Obstet Gynecol 1987; 156: 75-6. 4. Pittaway DE, Fayez JA. The use of CA-125in the diagnosis and management of endometriosis. Fertil Steril 1986; 46: 790-5. 5. Moretuzzo RW, DiLauro S, Jenison E, Chen SL, Reindollar RH, McDonough PG. Serum and peritoneal lavage fluid CA-125 levels in endometriosis. Fertil Steril 1988; 50: 430-3. 6. Barbati A, Cosmi EV, Spaziani R, Ventura R, Montanino G. Serum and peritoneal fluid CA-125 levels in patients with endometriosis. Fertil Steril 1994; 61: 438-42. 7. Mol BW, Bayram N, Lijmer JG, Wiegerinck MA, Bongers MY, van der Veen F, et al. The performance of CA-125 measurement in the detection of endometriosis: a metaanalysis. Fertil Steril 1998; 70: 1101-8. 8. Pittaway DE, Rondinone D, Miller KA, Barnes K. Clinical evaluation of CA-125 concentrations as a prognostic factor for pregnancy in infertile women with surgically treated endometriosis. Fertil Steril 1995; 64: 321-4. 9. Fedele L, Arcaini L, Vercellini P, Bianchi S, Candiani GB. Serum CA 125 measurements in the diagnosis of endometriosis recurrence. Obstet Gynecol 1988; 72: 19-22. 10. Zahorec R. Ratio of neutrophil to lymphocyte counts-rapid and simple parameter of systemic inflammation and stress in critically ill. Bratisl Lek Listy 2001; 102: 5-14. 11. Bishara S, Griffin M, Cargill A, Bali A, Gore ME, Kaye SB, et al. Pretreatment white blood cell subtypes as prognostic indicators in ovarian cancer. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. Published online 17 July 2007 [epub ahead of print; http://dx.doi.org/10.1016/j.ejogrb.2007.05.012]. 12. De Angulo G, Yuen C, Palla SL, Anderson PM, Zweidler- McKay PA. Absolute lymphocyte count is a novel prognostic indicator in ALL and AML: implications for risk stratification and future studies. Cancer 2008; 112: 407-15. 13. Walsh SR, Cook EJ, Goulder F, Justin TA, Keeling NJ. Neutrophil-lymphocyte ratio as a prognostic factor in colorectal cancer. J Surg Oncol 2005; 91: 181-4. 14. Cho SH, Cho HB, Nam A, Kim HY, Choi YS, Park KH, et al. Neutrophil-to-lymphocyte ratio as an adjunct to CA 125 for the diagnosis of endometriosis. Fertil Steril 2008; 90: 2073-9. 15. Koprowski H, Steplewski Z, Mitchell K, Herlyn M, Herlyn D, Fuhrer P. Colorectal carcinoma antigens detected by hybridoma antibodies. Somat Cell Genet 1979; 5: 957-71. 16. Matalliotakis I, Panidis D, Vlassis G, Neonaki M, Goumenou A, Koumantakis E. Unexpected increase of the CA 19-9 tumour marker in patients with endometriosis. Eur J Gynaecol Oncol 1998; 19: 498-500. 17. Harada T, Kubota T, Aso T. Usefulness of CA19-9 versus CA 125 for the diagnosis of endometriosis. Fertil Steril 2002; 78: 733-9. 18. Vigano P, Somigliana E, Gaffuri B, Santorsola R, Busacca M, Vignali M. Endometrial release of soluble intercellular adhesion molecule 1 and endometriosis: relationship to the extent of the disease. Obstet Gynecol 2000; 95: 115-8. 19. De Placido G, Alviggi C, Di Palma G, Carravetta C, Matarese G, Landino G, et al. Serum concentrations of soluble human leukocyte class I antigens and of the soluble intercellular adhesion molecule-1 in endometriosis: relationship with stage and non-pigmented peritoneal lesions. Hum Reprod 1998; 13: 3206-10. 20. Wu MH, Yang BC, Hsu CC, Lee YC, Huang KE. The expression of soluble intercellular adhesion molecule-1 in endometriosis. Fertil Steril 1998; 70: 1139-42. 21. Daniel Y, Geva E, Amit A, Eshed-Englender T, Baram A, Fait G, et al. Do soluble cell adhesion molecules play a role in endometriosis? Am J Reprod Immunol 2000; 43: 160-6. 22. Matalliotakis IM, Vassiliadis S, Goumenou AG, Athanassakis I, Koumantakis GE, Neonaki MA, et al. Soluble ICAM-1 levels in the serum of endometriotic patients appear to be independent of medical treatment. J Reprod Immunol 2001; - 9 -
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