자궁경부암에서 IL-5와 TNF-α의 발현

Abstract

[한글]

자궁경부암은 정상상피에서 자궁경부상피내종양(cervical intra epithelial neoplasia, CIN)을 거쳐 침윤암으로 진행되는 다단계의 과정을 거친다. 인유두종바이러스(human papillomavirus, HPV) 감염이 자궁경부암의 원인으로 알려져 있었지만, HPV의 일차적인 감염으로부터 자궁경부암이 발생하기까지 오랜 기간이 소요되므로 이 과정에 여러 다른 인자들이 영향을 미칠 것으로 생각되어왔다.특히 자궁경부암의 발생과정 중에 일어나는 면역학적 반응을 살펴보면 자궁경부상피내종양의 발생 및 지속적인 HPV 감염과 관련하여 T helper (Th)1 면역반응은 감소하지만 Th2 면역반응은 증가하는 것이 보고되었다. 또한 자궁경부 이형성증과 침윤암에서 interferon-gamma (IFN-γ), tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) 의 생성이 감소되고 interleukin-10 (IL-10)의 생성이 증가하는 결과가 보고되었다.대조적으로 다른 연구에서는 자궁경부암과 고등급 상피내종양 에서 Th2 cytokine 뿐만 아니라, Th1 cytokine인 TNF-α, IL-12의 증가가 관찰되었다. 이는 자궁경부암의 발생을 Th2 cytokine 이동 현상만으로는 설명할 수 없으며, 증가된 TNF-α의 생성은 숙주의 약화된 면역반응의 결과로서 자궁경부암이나 고등급 상피내종양의 경우 이미 손상된 면역반응 체계로 인해 Th1과 Th2 cytokine 사이의 상관성이 미약한 것이라는 결과도 보고 되었으나 Th2 cytokine의 일종인 IL-5에 대한 연구논문은 전무한 상태이다.다양한 종양조직 내에서 호산구의 침윤이 발견되고 호산구에 대한 chemokine 기능을 하는 IL-4가 항 종양효과를 나타내며, IL-5가 Th2 면역반응과 관련하여 항 종양효과를 보이는 사실을 통해 호산구를 분화, 증식시키는 기능을 하는 IL-5의 발현을 측정하는 것이 자궁경부암에서 항 종양기능을 알아보는데 도움이 될 것이라고 생각된다.이번 연구에서는 정상 자궁경부조직과 자궁경부 상피내암 (carcinoma in situ of the uterine cervix, CIS), 자궁경부암 조직 사이에 IL-5와 TNF-α의 발현을 측정하여 자궁경부암 발생과정 에서의 Th1 면역반응과 Th2 면역반응의 상관관계 및 자궁경부 병변에 따른 cytokine 농도차이와 병변내에서의 cytokine의 상관 관계에 대해 알아보았다. 이를 통해 자궁경부병변의 cytokine 측정 이 자궁경부 발암과정 중에 나타나는 국소 면역반응의 변화에 대한 표지자로서 유용성이 있는지 알아보고자 하였다.자궁경부 조직검사상 진단받은 20명의 자궁경부암 환자와 6명의 자궁경부 상피내암 환자 그리고 10명의 정상 대조군을 대상으로 하였으며 자궁경부 세척액검체를 얻은 후 Enzyme-linked immuno sorbent assay (ELISA) 방법으로 IL-5와 TNF-α의 농도를 측정 하였다. 또한 HPV DNA titers 및 말초혈액 내 호산구에 대한 검사 도 함께 시행하였다.자궁경부암과 자궁경부 상피내암, 대조군에서 IL-5 농도의 중위값은 각각 25.5 pg/ml, 12.5 pg/ml, 10.0 pg/ml이었으며, TNF-α 농도의 중위값은 6.0 pg/ml, 5.5 pg/ml, 4.0 pg/ml로 나타났다. IL-5 의 경우 자궁경부암군에서 자궁경부 상피내암이나 대조군에 비해 통계학적으로 유의하게 높은 차이를 보였다(p=0.031, p<0.001). 하지만 TNF-α의 경우에는 세 군 사이의 유의한 차이가 없었다. 또한 각 병변의 IL-5와 TNF-α의 상관성 비교에서는 모두 유의한 상관성을 보이지 않았다. IL-5:TNF-α ratios 비교에서는 병변이 진행할수록 증가하는 소견을 보였지만 통계학적으로 유의 하지는 않았다. 자궁경부암군에서 호산구의 개수와 IL-5의 농도 사이에는 통계학적으로 유의한 상관성을 나타냈으나(p=0.026), HPV DNA titers와 cytokine 사이에는 유의한 상관성이 관찰되지 않았다. 전체 대상군의 33명(91.7%)에서 인유두종바이러스에 감염되어 있었다.결론적으로 자궁경부암군에서 IL-5 농도의 증가와 IL-5:TNF-α ratios 값이 증가하는 경향을 보였으며, 이는 Th2 면역반응이 자궁 경부암에서 더 활성화된다는 것을 알 수 있었다. 또한 종양조직 내 에서 많이 관찰되는 호산구의 침윤이 자궁경부암군에서 발현이 증가하는 IL-5와 상관성이 있다는 것을 알 수 있었다. 이상의 결과들을 통해 자궁경부 세척액검체를 이용한 IL-5의 측정이 자궁 경부 발암과정에서 국소 면역반응의 변화를 알아보는 유용한 표지 자가 될 수 있으며 이러한 결과들을 바탕으로 cytokine을 이용하여 Th1 면역반응으로 전환시키는 치료방법이 응용될 수 있을 것이라 생각된다.

[영문]Objective: Immune responses within the cervical micro- environment probably play important roles in viral persistence and in the development of cervical cancer. Inappropriate production of cytokine may induce the local immune response and subsequently contributes to the development and progression of carcinoma. The study aims were to investigate the relationship between the levels of interleukin-5 (IL-5) and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) in the vaginal washing fluids and occurrence of cervical carcinoma.Methods: Cervicovaginal washing fluids were obtained from 20 patients with cervical carcinoma, 6 patients with carcinoma in situ of uterine cervix (CIS) and 10 control subjects. The amounts of IL-5 and TNF-α was determined by ELISA. Detection of HPV DNA in cervicovaginal washing fluids and eosinophil counts in peripheral blood for patients with cervical carcinoma were performed.Results: Thirty three patients (91.7%) were infected by human papillomavirus. In the patients with cervical carcinoma, those with CIS, and the controls, the median IL-5 concentrations in cervicovaginal washing fluids were 25.5 pg/ml, 12.5 pg/ml and 10.0 pg/ml respectively. For TNF-α, the levels were 6.0 pg/ml, 5.5 pg/ml and 4.0 pg/ml respectively. IL-5 levels were significantly higher in patients with cervical carcinoma compared with CIS patients and controls (p=0.031, p<0.001). But TNF-α was not different among these three groups. No significant correlations between IL-5 and TNF-α in three groups were found. The ratios of IL-5: TNF-α (median values) were 5.23, 2.28 and 2.02 in cervical carcinoma, CIS and controls. In the relation between IL-5 level and eosinophil counts of cervical carcinoma group, a significant correlation was found (p=0.026).Conclusion: The increased levels of IL-5 were observed in patients with cervical carcinoma and the ratios of IL-5:TNF-α were increased in invasive carcinoma. These results may reflect the more active response of Th2 cytokine and uncorrelated levels of IL-5 and TNF-α in cervical carcinoma shows impaired secretion of Th1 and Th2 cytokines. The detection of IL-5 in cervical secretions may be a useful indicator of local immune responses in cervical carcinoma.