BCG의 방광내 주입에 의한 Tumor Necrosis Factor 생성변화

Abstract

[한글]표재성 방광암의 치료에 BCG의 효과가 보고된 이래 BCG의 방광내 주입요법은 재발방지 뿐만 아니라 잔류종양과 상피내암에 대해서도 효과적인 치료방법으로 인정되고 있으나 현재까지 BCG의 항종양 효과에 대한 명확한 작용기전은 잘 알려져 있지 않다. BCG의 항종양

효과에 대한 작용기전으로는 비특이적 염증반응의 부산물로써의 효과(bystander effect)와 면역반응에 의한 효과로 크게 나눌 수 있으며, 최근 여러가지 면역조절 단백이나 대식세포 및 림프구에서 생산되는 세포파괴 단백인자가 주효작용을 할 것이라는 연구가 보고

되고 있다. Tumor Necrosis Factor-α(TNF-α) 및 Lymphotoxin(LT)은 정상세포에는 영향을 주지 않으나 마우스 및 사람의 특정 종양세포에 대해 세포독성을 가지며, 시험관내에서는 여러 종류의 세포주에 독성작용을 보이고 종특이성이 없다. 또한 동물실험에서 생체

내 TNF-α 생성을 유도하기 위해서는 BCG등에 의한 대식세포의 감작이 필요하고 대식세포에 의해 일단 생성된 TNF-α는 비특이적 암세포 독성능을 갖는다. LT도 감작된 T 림프구가 활성화되어 생성되며 TNF-α와 유사한 생물학적 기능을 가진다. 그러므로 BCG방광내 주입에 의하여 LT나 TNF-α의 생성이 증가된다면 이들이 독성주효 물질로 작용하여 방광암세포에 대해 항암작용을 나타낼 수 있을 것으로 생각되나 BCG의 방광내 주입시 이들 물질의 변화에 대해서는 아직 연구가 많지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 BCG투여에 의한 TNF-α 및 LT의 생성변화를 알고자 표재성 방광암 환자를 대상으로 경요도 절제술 후 6회에 걸쳐 방광내 BCG를 투여한 후 말초혈액 단구 및 림프구를 분리하여 단구의 TNF-α 생성능 및 혈청내 TNF-α 변화와 림프구의 LT 생성능을 측정하고, guinea pig에도 방광내 BCG를 투여한 후 복강대식 세포에서 TNF-α의 생성능을 측정하여 다음과 같은 결론

을 얻었다.

1. 표재성 방광암 환자의 말초혈액 단구의 TNF-α 생성능은 방광내 4주째 BCG 투여후에 가장 높은 생성능을 보이고 점차 BCG 투여전 TNF-α 생성능으로 감소하는 경향을 보였다.

2. 표재성 방광암 환자의 혈청 TNF-α 농도는 BCG를 투여함에 따라 완만히 증가하는 양상을 보이나 뚜렷한 차이는 관찰할 수 없었다.

3. 표재성 방광암 환자의 말초혈액 림프구의 LT생성능은 일부 환자에서는 4주째 BCG 투여 후에 가장 높은 생성능을 보인 후 점차 감소하였으며 일부환자에서는 6주째 BCG 투여 후까지 지속적으로 LT 생성능이 완만히 증가하는 경향을 보였다.

4. 표재성 방광암 환자의 말초혈액 단구의 TNF-α 생성능과 림프구의 LT 생성능은 상관관계(γ**3=0.961)가 있는 결과를 관찰할 수 있었다.

5. Guinea pig의 복강 대식세포의 TNF-α의 생성능은 2-3주째 BCG 투여후에 가장 높은 생성능을 보이고 점차 BCG 투여전 TNF-α 생성능으로 감소하는 경향을 보였다.

이상의 결과를 요약해 볼 때 표재성 방광암 환자에게 방광내 BCG투여에 따른 환자의 TNF-α 및 LT의 생성능은 4주째 BCG 투여 후 가장 높아지며 이때 생성된 TNF-α 및 LT가 BCG 투여에 의한 항종양 작용에 관여할 것으로 생각된다.

[영문]Intravesical bacillus Calmette-Guerin(BCG) therapy has been demonstrated to be effective for prevention and treatment of superficial bladder cancer. The mechanism of action of intravesical BCG therapy is not clearly understood, although an immune response to BCG has often been associated with antitumor activity. There have been several hypotheses as to the effector mechanism in intravesical BCG immunotherapy.

One hypothesis is that BCG induces a nonspecific inflammatory response, which results in the elimination of neoplastic or preneoplastic cells as a bystander effect. Another hypothesis proposes a delayed type hypersensitivity reaction against the tumors, in which the effector cells are macrophages activated by

lymphokines released from BCG sensitized T cells. In addition to these hypotheses, the role of various immunomodulatory proteins or cytokines that may be produced in response to BCG has been evaluated.

In an attempt to address the roles of tumor necrosis factor-α(TNP-α) and lymphotoxin(LT) in the mechanisms of antitumor activity, we studied the production of TNF-α by peripheral blood monocytes, the levels of serum TNF-α and the production of lymphotoxin by peripheral blood lymphocytes blood lymphocytes in

superficial bladder cancer patients after six intravesical instillations of BCG. And also we studied the production of TNF-α by peritoneal macrophages in guinea pigs after six intravesical instillations of BCG.

The results are as follows.

1. The production of TNF-α by peripheral blood monocytes was significantly enhanced in the superficial bladder cancer patients after intravesical administration of BCG. The maximum of TNF-α productivity was generally seen after fourth week instillation of BCG.

2. The levels of um TNF-α were not significantly increased in the superficial bladder cancer patients after intravesical administration of BCG.

3. The production of LT by peripheral blood lymphocytes was significantly enhanced in the patient with superficial bladder cancer after intravesical administration of BCG. The maximum of LT productivity was seen after third and fifth instillation of BCG.

4. There was close correlation between the production of TNF-α and the production of LT in the patient with superficial bladder cancer after intravesical administration of BCG.

5. The production of TNF-α by peritoneal macrophages was significantly enhanced in the guinea pigs after intravesical administration of BCG. The maximum of TNF-α productivity was seen after second and third instillation of BCG and the TNF-α

productivity returned to baseline values after sixth instillation of BCG.

In conclusion, six consecutive intravesical instillation of BCG could induce the increased production of TNF-α and LT, which may be an important role on the antitumor activity in patients with superficial bladder canter.