Prognostic significance of Axin2 and Snail expression in mucosa resection margin of oral squamous cell carcinoma

Abstract

1. 서론 1.1 연구배경: 다양한 진단 및 치료 방법 시도되고 있으나 구강편평세포암 환자의 40-60%에서 국소 재발 및 원격 전이가 발생합니다. 구강편평세포암은 외과적 절제가 가장 중요한 치료 방법이며 다른 암종과는 달리 해부학적 특성상 충분한 절제연의 확보가 어렵기 때문에 외과적으로 절제한 절제연의 특성이 중요한 예후 인자일 것으로 생각됩니다. 최근 조직학적인 위험인자 분석만으로는 구강암의 정확한 예후예측이 어렵다는 연구결과들이 발표되고 있습니다. 특히 조직학적으로 정상 소견을 보이는 절제연도 분자생물학적 변화를 가지고 있을 가능성이 높아 충분한 크기의 절제연을 가지는 환자들 에서도 국소 재발이 빈번히 발생한다고 발표되었습니다. 이는 구강 암 환자의 절제연 연구에 있어 조직학적 분석뿐만 아니라 분자생물학적 분석도 병행되어야 함을 시사합니다. 하지만 구강 암 절제연의 예후 예측 바이오 마커에 대한 연구는 아직 시작 단계로 추가 연구가 필요한 실정입니다. 1.2 연구목적: 본연구는 구강 암 환자 절제연의 조직학적 및 분자생물학적 예후 예측 인자 발굴을 목적으로 합니다. 2. 본론 2.1 연구방법: 235명 구강 암 환자의 코호트를 구축하여 연구에 사용하였습니다. 우선 헤마톡시린-에오진으로 염색된 구강 암 환자 절제연 조직에 대한 관찰을 통하여 절제연의 크기 및 절제연 점막 상피조직의 이형성 발생 여부를 관찰하였습니다. 또한 구강암 환자 절제연 조직에서 면역화학염색 기법을 이용하여 Axin2 및 Snail의 발현을 관찰하였습니다. 추가로 통계학적 분석을 통하여 구강 암 환자에서 절제연의 크기, 이형성의 발생 여부, Axin2 및 Snail 발현의 임상병리학적 의의를 관찰하였고 세포 및 동물 실험을 이용하여 Axin2 및 Snail 발현이 구강 점막상피세포의 생물학적 기능에 주는 영향을 관찰하였습니다. 2.2 연구결과: (1) Axin2 및 Snail의 발현은 각각 57(24.3%), 54(23.0%)명의 구강 암 환자의 절제연에서 관찰되었습니다. (2) Kaplan-meier 생존 분석 결과 절제연의 크기 및 이형성의 발생 여부는 환자의 생존율과 통계학적으로 유의한 상관성이 없었습니다. 이에 반해 Axin2 및 Snail의 높은 발현은 환자의 전체 생존율 (P<0.001, P<0.001) 및 무재발 생존율 (P=0.002, P<0.001)과 통계학적으로 유의한 상관성을 나타냈습니다. (3) 환자의 성별, 나이, 발병 부위, T병기, 림프절 전이 여부, 림프절 전이 종양세포의 림프절 외 확장 발생 여부, 조직학적 분화도, 신경 침윤 여부, 혈관 침윤 여부, 뼈 침습여부, 절제연의 크기, 절제연의 이형성 발생 여부, 표면 절제연 상피조직에서 Axin2 및 Snail의 발현을 공변량으로 진행한 다변량 분석 결과 환자의 나이, Axin2 및 Snail의 발현이 각각 1.054 (95% 신뢰구간, 1.002-1.109, P=0.041), 7.080 (95% 신뢰구간, 1.463-34.251, P=0.015), 5.755 (95% 신뢰구간, 1.558-21.261, P=0.009)로 환자의 전체 생존율과 독립적인 상관성을 나타냈습니다. 또한 병소가 아래 잇몸, 윗잇몸 혹은 구치후치은에 있을 경우, 종양세포의 림프절 외 확장이 발생하였을 경우, 신경 침윤이 발생하였을 경우, Snail의 발현이 높은 경우가 각각 3.187(95% 신뢰구간, 1.170-8.685, P=0.023), 3.799 (95% 신뢰구간, 1.322-10.918, P=0.013), 3.845 (95% 신뢰구간, 1.330-11.112, P=0.013), 9.774 (95% 신뢰구간, 2.926-32.651, P<0.001), 3.182 (95% 신뢰구간, 1.020-9.930, P=0.046), 3.477 (95% 신뢰구간, 1.784-6.776, P<0.001)의 위험율을 가지는 독립적 재발 위험인자로 관찰되었습니다. (4) 구강점막 상피세포에서 Axin2 및 Snail의 하향 조절은 세포의 증식능 (P<0.001, P<0.001), 이동능 (P<0.001, P<0.001), 침윤능 (P<0.001, P<0.001) 및 종양형성능 (P<0.001, P<0.001)의 현저한 감소를 나타냈습니다. 3. 결론 (1) 절제연의 크기 및 이형성의 존재 여부는 구강암의 재발과 통계학적으로 유의한 상관성을 나타내지 않았습니다. 이에 절제연의 조직학적인 관찰만으로는 절제연의 특성 규명이 어려울 것으로 추측됩니다. (2) 상피-간엽 이행 관련 유전자인 Axin2 및 Snail의 발현은 구강 암 재발과 통계학적으로 유의한 상관성을 나타냈습니다. 이는 구강 암 발생 과정에서 상피-간엽 이행 과정의 중요한 작용을 시사합니다. 또한 Axin2 및 Snail의 구강 암 절제연의 예후 예측 바이오 마커로서의 가능성을 나타냅니다.

The concept of safe surgical margins remains controversial in oral squamous cell carcinoma (OSCC) surgery. This study aimed to identify indicators for reliable risk assessment of resection margins in OSCC. In this study, the width and dysplasia of surgical margins in an OSCC cohort of 235 patients were evaluated. Axin2 and Snail expression at the surgical margin were detected by immunohistochemistry. The impact of the Axin2-Snail cascade on tumorigenesis of the immortalized human oral keratinocyte (IHOK) line was investigated in vivo. Width and dysplasia of surgical margins were not significantly associated with the prognosis of OSCC patients. In a multivariate analysis using variable clinicopathologic factors, with Axin2 and Snail expression as cofactors, higher age (hazard ratio [HR]: 1.054; P=0.041), Axin2 (HR: 7.080; P=0.015), and Snail abundance (HR: 5.755; P=0.009) had independent impacts on worsened overall survival. Similarly, lesion site in retromolar trigone (HR: 3.845; P=0.013), upper- (HR: 3.799; P=0.013) and lower gingiva (HR: 3.187; P=0.023), presence of extranodal extension (HR: 9.774; P<0.001), perineural invasion (HR: 3.182; P=0.046), and Snail abundance (HR: 3.477; P<0.001) had independent impacts on worsened recurrence-free survival. Furthermore, both Snail expression and tumorigenic activity were significantly decreased after Axin2 knockdown (P <0.001) in the IHOK line. Histopathological risk assessment alone for resection margin in OSCC is not reliable for predicting prognosis of OSCC. Local recurrence can also frequently occur even among patients with sufficient histologically normal resection margin, and this is known to be due to the margins harbor underlying genetic alterations. It appears to be important to establish not only histologic status, but also the genetic alteration of the surgical resection margin in assessment the characteristics. This study aimed to identify the prognostic risk factor of surgical resection margin in OSCC based on both histologic and biologic evaluation. In conclusion, histopathological examination of the surgical margins may not be reliable to predict OSCC patient outcome. Molecular analysis may provide more accurate risk assessment of resection margins in OSCC. In particular, Axin2 and Snail are potential predictive biomarkers for the risk assessment of surgical margins in OSCC.