방광이행상피암의 진단에 있어서 요세포검사(cytology)와 fluoresence in situ hybridization (FISH)의 유용성 비교

Abstract

[한글]

방광암은 비뇨기계암 중에서 가장 발생 빈도가 높으며, 대부분 근 침윤이 없는 표재성 암으로 방광암의 처음 진단시 70%를 차지한다. 표재성 방광암은 경요도절제술 및 방광내 항암요법 등의 보존적 요법으로 치유가능하나, 적절한 경요도절제술 및 방광내 함암제나 BCG 투여에도 불구하고 장기 추적관찰시 50-90%는 재발하고, 재발시 20-30%는 침윤성이나 분화도가 나쁜 암으로 진행된다. 이에 표재성 방광암은 적절한 경요도절제술 및 방광내 항암제나 BCG 투여 후에 방광암 재발 진단을 위한 지속적인 추적 관찰이 필요하다.

현재까지 방광암의 진단은 주로 방광경에 의하여 이루어지고 있으며, 이와 더불어 요세포검사가 병용되어 시행된다. 방광경검사는 검사 자체에 따른 환자의 괴로움이 있고, 명백한 종양이 관찰되어야 진단할 수 있다. 요세포검사는 숙련된 관찰자가 요구되며, 고등급의 분화도 방광암의 경우에는 소변에 점막에서 탈락된 방광암 세포가 쉽게 관찰되어 방광암 진단에 요세포검사가 유용하게 사용되어지고 있으나, 저등급의 분화도 방광암의 경우에서 민감도가 낮아 그 유용성이 제한적이다. 이에 최근에는 방광암을 쉽게 진단하고, 요세포검사의 낮은 민감도를 보완하기 위하여 방광암 환자의 요중 telomerase의 측정 및 종양 관련 단백을 이용한 면역학적 분석법 (BTA test, BTA Stat test, NMP22, fibrin degradation factor, Immunocyt) 등이 이용되고 있으나, 이들의 경우 방광암 진단에 있어 민감도 면에서는 요세포검사보다 보다 높으나, 낮은 특이도를 보여주는 단점이 있다.

최근 방광암의 유전자적 변화에 대한 연구가 활발히 이루어져, 방광 이행상피암의 경우 염색체 1, 7, 9, 11, 17번 및 기타 염색체의 이상이 보고되고 있으며, 이들의 유전자적인 변화를 확인하는 방법이 방광암의 진단법에 응용되고 있다. 이에 본 연구에서는 방광암의 진단과 추적 관찰에 있어 방광암 환자의 소변내 요로 세포의 유전자적인 변화를 FISH (fluorescence in situ hybridization)를 이용하여 방광암을 진단하여 방광암 진단에 있어 FISH의 민감도 및 특이도를 관찰하고, 기존p 사용되고 있는 요세포검사와 비교하여, 방광암의 진단 및 추적 관찰하는데 있어서 그 유용성에 대해 알아보고자 하였다.

방광암으로 경요도 방광암 절제술을 시행받는 환자 27명을 대상으로, 경요도 방광암 절제술을 시행하기 전에 세척 요를 채취하여 요세포검사 및 FISH를 시행하였으며, 방광암에 대해 내시경절제를 시행하여 방광암의 정확한 병기와 세포 분화도를 구한 후, 방광암의 병기와, 세포 분화도 등에 따른 요세포검사와 FISH test의 결과를 비교하여 병기별, 분화도별 민감도를 비교분석하였다. 대조군으로 전립선비대증으로 경요도 전립선 절제술을 시행받는 환자 10명을 대상으로, 경요도 전립선 절제술을 시행하기 전에 세척 요를 채취하여 요세포검사 및 FISH를 시행하였으며, 방광암이 없음을 확인하고 이들에서 요세포검사와 FISH test의 특이도를 구하고 비교분석하였다. 요세포검사 및 FISH의 결과는 병리학자에 의해 판독하였으며, FISH는 염색체 3, 7, 17 및 9p21 locus를 분석하였고, 관찰조직에서 상기 2개 이상의 비정상적인 세포가 있는 경우 FISH 양성으로 간주하였다. 결과는 아래와 같다.

1. 환자 특성

환자들의 연령은 23세부터 83세로 평균 64세였으며, 남자가 30명, 여자가 7명이었다. 경요도 방광암 절제술을 시행받은 27명의 환자들의 조직 소견으로는 pTa가 3명, pT1이 13명, pT2-4가 11명이었으며, 저등급의 분화도가 15명, 고등급의 분화도가 12명이었다.

2. FISH의 분석

요로상피세포에서의 FISH 분석에서 정상세포의 경우 염색체 3, 7, 17 및 9p21 locus가 쌍으로 이루어지는 염색을 보였으며, FISH 양성의 경우 염색체 3, 7, 17 및 9p21 locus 등에 결손이나 증강의 양상을 보였다.

3. 방광암의 병기에 따른 민감도 분석

방광암에서 병기에 따른 FISH의 결과를 분석한 결과 전체 민감도는 88.9% (24/27명)이었으며, pTa-1의 경우 81.3% (13/16명), pT2 이상의 경우 100% (11/11)로서 병기가 증가할수록 FISH의 민감도가 높았다. 방광암 진단에 있어 요세포검사의 민감도는 pTa-1은 37.5% (9/16명), pT2 이상의 경우 90.9% (10/11명)로 전체 59.3% (16/27명)로서 병기가 증가할수록 요세포검사의 민감도도 높았다. 방광암 진단에 있어 요세포검사와 FISH를 비교한 결과 전체 민감도는 FISH가 높았으며 특히 pTa, pT1의 경우 의의있게 높았다.

4. 방광암의 분화도에 따른 민감도 분석

방광암에서 분화도에 따른 FISH의 결과를 분석한 결과 저등급의 분화도 방광암의 경우 80.0% (12/15명), 고등급의 분화도 방광암의 경우 100.0% (12/12명)로서 분화도가 증가할수록 FISH의 민감도는 높았다. 요세포검사의 민감도는 저등급의 분화도 방광암은 33.3% (5/15명), 고등급의 분화도 방광암의 경우는 91.7% (11/12명)로서 분화도가 증가할수록 요세포검사의 민감도도 증가하였다. 방광암 진단에 있어 요세포검사와 FISH를 비교한 결과 전체 민감도는 FISH의 경우가 요세포검사보다 높았으며 특히 저등급의 분화도의 경우 의의있게 높았다.

5. 방광암에서 FISH와 요세포검사와의 비교

방광암 진단에 있어 FISH의 민감도는 전체적인 결과를 비교해볼 때 요세포검사에 비해 높았으며, 특히 저병기 및 저등급의 분화도의 경우에 더욱 높았다.

FISH의 결과 판정시 염색체 3, 7, 17 및 9p21 locus의 4개 인자를 분석함에 있어 인자들 각각을 분석한 경우보다 모두를 합하여 분석하는 경우가 민감도가 높았다. 이러한 효과는 특히 pTa-1의 낮은 병기의 경우 명백하여 각각의 경우 56.3%에서 68.8%의 민감도가 모두를 합하여 분석한 결과 81.3%로 높아졌다.

요세포검사와 FISH의 결과를 비교한 결과 27명의 방광암 환자에서 59.3% (16명)에서는 요세포검사와 FISH에서 모두 양성이 나왔으며, 29.6% (8명)에서 요세포검사에 음성이나 FISH에서 양성이 나타났다.

6. 방광암에서 FISH와 요세포검사의 특이도 분석

전립선비대증으로 경요도 전립선 절제술을 시행받는 10명의 환자를 대상으로 요세포검사 및 FISH의 특이도를 관찰한 결과 요세포검사의 경우 1명에서 요세포검사 양성으로 판명되어 요세포검사의 특이도는 90.0% (9/10명)이었으며, FISH의 특이도는 100% (10명/10명)이었다. 그러나 요세포검사와 FISH사이의 특이도에는 통계학적 차이는 없었다.

이상의 결과에서 방광암 진단에 있어 특이도에는 FISH 분석이나 요세포검사사이에 의의있는 차이는 없으나, 방광암 진단의 민감도는 FISH 분석이 요세포검사보다 의의있게 높았다. 특히 저병기, 저등급의 분화도 방광암 진단에 있어 FISH의 민감도는 의의있게 높아 방광암 진단시 특히 저병기, 저등급의 분화도의 암의 진단 및 추적관찰에는 요세포검사와 더불어 FISH를 시행함으로써 방광암의 조기진단에 유용하리라 여겨진다.

[영문]We determine the relative sensitivities and specificities of cytology and fluorescence in situ hybridization (FISH) for the detection of urothelial carcinoma.

A mixture of fluorescent labeled probes to the centromeres of chromosomes 3, 7 and 17, and band 9p21 (P16/CDKN2A gene) was used to assess urinary cells for chromosomal abnormalities indicative of malignancy. Washing urine specimens from 37 patients, including 27 with a known bladder urothelial carcinoma and 10 without a history of urothelial carcinoma, were analyzed. Bladder washing urine were collected just before transurethral resection of bladder tumor. Urine cytology and FISH analysis were performed without prior knowledge of histopathological findings. Tumor resection was performed in all patients, comparing the histopathological results with the cytological and FISH findings. Urine cytology and FISH were interpreted by uropathologist. FISH positivity was defined as more than 2 urothelial cells with an abnormal signal copy number of at least 1 of the 4 probes.

A total of 27 biopsies showed urothelial carcinoma at FISH analysis among the 37 patients. The sensitivity of urine cytology for pTa-1 (6 cases), and pT2-pT4 (11 cases) tumors was 37.5%, and 90.9%, respectively, for an overall sensitivity of 59.3%. The sensitivity of FISH for pTa-1 (13 cases), and pT2-pT4 (11 cases) tumors was 81.3%, and 100%, respectively, for an overall sensitivity of 88.9%.

The sensitivity for urinary cytology were 33.3% (5 cases) for low grade, and 91.7% (11 cases) for high grade tumors. The sensitivities for FISH were 80.0% (12 cases) for low grade, and 100% (12 cases) for high grade tumors.

FISH was significantly more sensitive than cytology for pTa-1 (p = 0.021), low grade (p = 0.023) and all tumors (p = 0.046). The specificity of cytology and FISH among patients without cystoscopic evidence of urothelial carcinoma and no history of urothelial carcinoma was 90.0% and 100%, respectively (p = 0.056).

With these results, the sensitivity of FISH for the detection of urothelial carcinoma is superior to that of cytology, and the specificity of FISH and cytology for urothelial carcinoma are not significantly different. Especially FISH is more sensitive in the detection of low grade low stage bladder tumors and further prospective studies are required but FISH can successfully be used as supplementary methods to detect the low grade low stage urothelial tumors.