ARTICLE
Vol. 2, No. 1, May 2009논문접수일: 2008년 12월 23일 / 심사완료일: 2009년 1월 19일
교신저자: 송영기, 서울시 송파구 풍납2동 388-1, 138-736, 울산대학교 의과대학 서울아산병원 내분비내과 Tel: 02-3010-3244, Fax: 02-3010-6962, E-mail: [email protected]
이 논문은 대한갑상선학회 제2회 젠자임학술상 수상기념논문이며 이 논문의 요지는 2008년 2월 14일 대한갑상선학회 학술대회에서 발표되었음.
갑상선 질환에서 FDG-PET의 이용
울산대학교 의과대학 서울아산병원 내분비내과학교실
송영기
Use of FDG-PET in Thyroid Disorder
Young Kee Shong, MD, PhD
Department of Endocrinology & Metabolism, Asan Medical Center, University of Ulsan College of Medicine, Seoul, Korea
18F-fluorodeoxyglucose positron-Emission Tomography (FDG-PET) is very useful for the follow up of differentiated thyroid carcinoma. FDG-PET could determinate the recurrent or metastatic foci of thyroid cancer in 70∼90%
of patients with elevated thyrogobulin level during thyroid hormone withdrawal, especially whose I-131 whole body scan were negative. However, currently neck ultrasonography (USG) is the primary choice to detect recurrent disease in neck because FDG-PET is rather expensive and available only in limited center. FDG-PET could be recommended in patients with negative USG result or for detecting distant metastasis in patients with local recurrence. The number of patients with incidentally found FDG uptake in thyroid gland after FDG-PET or PET/CT was increased. Diagnostic procedures such as USG and cytological examination or pathological examination including hemithyroidectomy were essential for these patients due to the high risk of malignancy.
FDG-PET did not have any advantage for the preoperative evaluation comparing other diagnostic modalities.
It could be selectively used in the high risk patients.
Key Words: Thyroid, Fluorodeoxyglucose F18, Positron-emission tomography
18F-fluorodeoxyglucose (FDG)는 포도당의 유사체로 서 세포막의 포도당 수송체에 의하여 세포 내로 들어 가므로 포도당을 이용하는 모든 세포에 들어간다. 세 포막의 포도당 수송체는 대개 암세포에서 과다 발현되 므로 FDG는 암세포에 많이 들어가게 되지만 정상적 인 포도당과 달리 FDG는 세포 내로 들어가 더 이상의 대사과정을 거치지 않고 세포 내에 그대로 있게 되므 로 세포 내로 FDG를 과다하게 섭취한 세포는 양성자 단층촬영(positron emission tomography, PET) 촬영 시 에 열소로 나타나게 된다. FDG-PET 영상은 갑상선암 을 포함한 각종 암의 영상진단에서 매우 강력한 도구 로 사용된다.
갑상선암의 수술 후 추적과정에서 FDG-PET의 역할
분화 갑상선암의 치료는 양측성 수술과 이후 방사 성 동위원소 131-I를 이용한 잔여갑상선 파괴 및 갑상 선호르몬 투여를 통해 내인성 갑상선자극호르몬을 억 제하는 하나의 연속된 과정이며 이로서 분화 갑상선암 의 예후는 현저히 좋아졌다. 그럼에도 불구하고 약 20% 내외의 환자는 경과 중 재발을 경험하게 된다. 분 화 갑상선암의 특징은 재발이 비교적 많아도 환자가 병을 가진 상태로 오래 살면서 병 자체로 인한 사망은 비교적 드물다는 것이다. 그러나 실제 재발한 환자는 병 자체로 인하여 사망할 가능성이 적지만 분명하게 있으며, 암의 재발은 환자에게 심각한 정도의 정신적
충격을 주게 되며 이에 따른 추가적인 치료로 인한 비 용이 증가하게 된다. 또한 일부 드문 경우에서는 분화 된 갑상선암이라고 하여도 매우 빠른 속도로 질병 상 태가 진행하면서 사망에 이르게 하는 경우도 있어 고 위험군 환자의 경우 재발 여부를 확인하기 위하여 열 심히 검사를 하여야 한다.
전통적으로 분화 갑상선암 환자의 수술 후 추적검사 에는 방사성 요오드를 투여한 후 전신스캔(whole body scan, WBS)이 사용되었고 전신스캔에서 방사성 요오 드의 섭취를 보이는 경우에는 고용량의 방사성 요오드 를 투여하여 재발 또는 전이 병소에 대한 치료가 가능 하므로 이 방법은 실제 지금도 수술 후 기능성 원격 전이를 가진 것이 알려진 고위험군 환자의 추적 관찰 시 매우 유용하게 사용되고 있다. 그러나 최근 알려진 바에 따르면 방사성 요오드를 이용한 전신스캔의 민감 도가 너무 낮아 저위험군의 환자에서는 이를 일상적으 로 시행하여 재발을 발견할 가능성이 거의 없으므로 단지 고위험군에서만 시행할 것이 권유되고 있으며 내 인성 또는 외인성 갑상선자극호르몬으로 자극한 혈중 갑상선글로불린(thyroglobulin)치의 측정이 가장 민감 하고 특이한 검사 방법으로 알려지고 있다. 갑상선글 로불린의 측정이 가장 중요한 종양 표지자로 인정됨에 따라 저위험군에서는 수술 및 방사성 요오드 투여 후, 경과 중 혈중 자극된 갑상선글로불린치가 음성이면 관 해에 들어간 것으로 생각할 수 있게 한다. 그러나 갑상 선글로불린치가 양성으로 측정되는 경우 거의 대부분 의 환자에서 방사성 요오드를 이용한 전신스캔에서 특 별한 소견을 보이지 않으므로 이러한 경우 실제 치료 를 위해서는 어디에 전이 또는 재발 병소가 있는지를 찾아야 하는 문제가 생기게 된다.1)
Pacini 등은 자극된 갑상선글로불린의 측정과 민감한 경부 초음파 촬영을 동시에 시행하면 진단적인 민감도 는 96.3%이고 음성 예측치(negative predictive value, NPV)는 99.5%에 달하나 자극된 갑상선글로불린의 측 정과 방사성 요오드를 이용한 전신스캔을 병행하는 경 우 진단적 민감도는 단지 21%이며 NPV는 89%에 불과 하다고 보고하였다.2) 현재 사용되고 있는 초음파 기기 의 경우 그 해상도가 매우 좋아 1∼2 mm 크기의 아주 작은 병변도 찾아낼 수 있을 정도이며 비용도 그렇게 높지 않으므로 비용-효과를 고려할 때에도 매우 우수 한 방법으로 생각되며 더구나 초음파 촬영시 의심되는 병변에 대하여 초음파 유도하의 세포검사를 동시에 시 행할 수 있는 이점이 있다. 따라서 현재 초음파 촬영은 저위험군 분화 갑상선암 환자의 추적시 가장 우선적으
로 시행되는 영상진단법으로 생각되고 있다. 그러나 초음파 촬영은 단지 국소적인 재발 병변만을 찾아낼 수 있으며 전체 환자의 5∼15%에서 나타나는 원격전 이 병소는 알아볼 수가 없다. 따라서 고위험군 환자이 거나 경과 중 원격전이가 의심되는 경우 재발 병소의 위치에 관계없이 병소를 찾아낼 수 있는 전신적인 영 상진단법이 필요하다.
실제 암 발생 중에는 역분화(dedifferentiation)가 일 어나며 이에 의하여 정상세포에서 가지고 있던 기능의 일부 또는 전부가 소실된다. 갑상선 여포세포에서는 암 발생시 역 분화에 의하여 요오드를 섭취하는 능력 이 감소되고 분화된 갑상선암이라고 하여도 경우에 따 라서는 완전히 소실되므로 이러한 경우는 방사성 요오 드를 투여한 후 전신스캔을 하여도 재발 및 전이 병소 를 찾을 수 없다. 이러한 경우 병소를 찾기 위한 여러 가지 영상진단법이 이용되었지만 갑상선글로불린치가 양성이면서 전신스캔이 음성인 경우 현재 FDG-PET 이 현재 가장 우수한 것으로 생각되어 널리 사용되고 있다.3,4) 이러한 경우 FDG-PET 촬영의 민감도와 특이 도가 각각 75∼95%에 달하는 것으로 알려지고 있으며 과거 사용되던 MIBG SPECT나 치료용량의 방사성 요 오드 투여 후 전신스캔5) 및 tetrofosmin 스캔보다도6) 민 감도와 특이도가 높은 것으로 알려져 있다.
FDG-PET 촬영은 기존에 사용하던 방사성 요오드 투여 후 전신스캔과는 상보적인 관계에 있으며 이는 방사성 요오드를 섭취하는 병변은 FDG를 섭취하지 않고 또 그 반대의 현상이 한 병변에서 나타나는 소위 flip-flop 현상 때문으로 생각된다.7) 즉 FDG의 섭취는 비교적 분화가 나쁜 경우에 잘 일어나며 갑상선 여포 세포에서 암이 발생하면서 역분화가 일어나 요오드를 섭취하는 능력을 잃어버려 통상적인 방사성 요오드를 이용한 전신스캔에서 보이지 않는 병변이 FDG를 더 잘 섭취하여 FDG-PET에서 나타나기 때문이다. 이러 한 점에서 보건대 FDG를 잘 섭취하는 병변은 방사성 요오드 치료에 반응하지 않으며 따라서 FDG를 섭취 하지 않는 병소보다 예후가 나쁜 것은 당연하다.8)
FDG-PET은 분화 갑상선암 환자에서 재발 및 전이 를 발견하는데 있어 매우 민감하고 특이적인 검사임에 는 틀림이 없지만 실제 환자의 진료에서 FDG-PET이 첫 번째로 사용되어야 하는지는 아직 분명하지 않다. 특히 이 검사의 비용이 매우 높으며 모든 병원에서 쉽 게 이용할 수 있는 검사가 아니라는 점을 생각하면 더 욱 그렇다. 현재 권고안으로는 분화 갑상선암의 재발 을 발견하는데 있어 혈중 갑상선글로불린치의 측정이
Table 1. Positive rate of FDG-PET uptake according serum thyroglobulin levels in differentiated thyroid carcinoma with negative radioiodine uptake
Author of reference TSH status Number of patients
Thyroglobulin levels (ng/ml)
＜10 10∼20 20∼100 ＞100
Schlüter (12) Giammarile (13)
Stimulated Suppressed Suppressed
43 17 45
17%
11%
46%*
50%
50%
43%*
67%
100%
67%*
90%
100%
86%*
*According to reclassified thyroglobulin levels from the published raw data 가장 민감하므로 자극된 갑상선글로불린의 상승으로
재발을 진단하고 어디에 재발 병소가 있는지를 찾아 그에 대한 치료를 하게 된다. 대부분의 재발 병소는 경 부의 국소 림프절이므로 저위험군 환자에서는 경부 초 음파 촬영으로 실제 대부분의 재발 병소가 발견된다.
만일 초음파 촬영으로 경부에 특별한 병변을 발견하지 못한다면 경부 이외의 전신 어딘가에서 전이 병소가 발견되는지를 알아보기 위하여 FDG-PET이 이용될 수 있을 것이며 경부에 재발 병소가 발견되는 경우 재 수술을 시행하기 전에 다른 부위에 원격전이가 없는지 를 확인하기 위하여 FDG-PET 촬영이 필요할 수 있을 것으로 생각된다.
FDG는 매우 우수한 추적자이지만 완벽한 것은 아 니어서 근육, 지방, 림프조직 등에 생리적인 섭취가 있 을 수 있다. 또한 염증성 질환을 포함한 각종의 양성질 환에서도 FDG의 섭취가 증가된다. 따라서 위양성이 나타날 수 있음을 염두에 두어야 한다. 실제 경부에서 대부분의 FDG 위양성 섭취는 인두의 근육, 외안근, 설 근 등과 기타 여러 경부 근육이 긴장하여 나타나게 된 다. 이러한 위양성 섭취를 막으려면 환자가 검사 전 긴 장을 풀고 있도록 하며 검사 전 benzodiazepine 등을 투여하는 것도 좋은 방법이다.9) 수술 후 변화인 염증, 농양 생성, 반응성 림프 증식 또는 이차적인 다른 악성 종양 등도 FDG 섭취의 원인이 되므로 FDG 섭취를 보이는 병소는 반드시 세포검사 또는 생검을 통하여 확인되어야 한다.10,11)
지금까지 알려진 사실 중 주목하여야 할 것은 혈중 갑상선글로불린치가 높을수록 FDG-PET으로 병소를 발견할 가능성이 높아진다는 것이다.12,13) Table 1에 정 리된 것처럼 혈중 갑상선글로불린의 상승에 따라 FDG-PET 검사의 민감도가 증가한다. 분화된 갑상선 암 환자에서 혈중 갑상선글로불린치는 대체로 환자 몸 안의 종양의 양과 비례하는 관계에 있으므로,14) FDG- PET은 아주 작은 종양은 발견하지 못하는 것으로 보
인다. Menzel 등의 보고에 의하면 자극된 갑상선글로 불린치 1.9 ng/ml를 기준으로 하여 그 이상의 경우 FDG-PET으로 병변을 발견할 수 있다고 한다.15) 이는 다른 기존의 검사방법과 마찬가지로서 FDG-PET의 경우도 종양의 양이 많은 경우에 그 효용 가치가 높은 것으로 생각된다.
이러한 점들을 고려한다면 FDG-PET의 시행은 혈 중 자극된 갑상선글로불린치가 10 ng/ml 이하인 경우 에는 그 민감도가 너무 낮아서 첫 검사방법으로는 권 고되지 않는다고 할 수 있다. 갑상선글로불린치가 매 우 낮은 경우 갑상선호르몬을 중단하고 내인성 갑상선 자극호르몬으로 자극하거나 유전자재조합 사람 갑상 선자극호르몬 주사로 외인성 갑상선자극호르몬으로 자 극을 하는 경우 등에 FDG-PET 촬영이 더 좋은 결과를 가져올 수도 있다고 알려져 있다.16) 따라서 갑상선자극 호르몬 투여가 검사의 효용성을 높이는 한 방법이 될 수 있으나 이미 혈중 갑상선글로불린치가 100 ng/ml 이 상인 경우에는 거의 대부분에서 병소를 발견할 수 있으 므로 굳이 갑상선자극호르몬으로 자극할 필요가 없는 것으로 생각할 수 있다.17) 반대로 갑상선글로불린치가 아주 낮은 경우 검사의 민감도가 낮은데 갑상선자극호 르몬으로 자극한 상태에서의 검사가 효율성이 높은 것 으로 알려지고 있어16) 이러한 자극이 도움이 될지에 대 한 의문이 생긴다. 일부의 보고에서는 갑상선자극호르 몬으로 자극한 상태나 억제 상태에서나 검사의 민감도 에 큰 차이가 없다고도 하나4,11) 대부분의 저자들은 갑 상선자극호르몬에 의한 자극이 분화 갑상선암 세포에 서 FDG 섭취를 자극하여 증가시키는 것으로 보고하 고 있다.16,18) 또한 시험관내에서도 갑상선자극호르몬 투여는 사람의 갑상선 여포세포에서 FDG 섭취를 증 가시킨다.19) 이러한 사실에 비추어 볼 때 혈중 갑상선 글로불린치가 매우 낮은 경우 실제 환자의 체내에 남 아있는 종양의 양은 상대적으로 적은 것으로 볼 수 있 다. 이러한 경우 그대로 경과를 관찰만 하여도 특별히
예후가 더 나쁜 것도 아니라는 기존의 지식에 비추어 볼 때, 더 이상의 검사 없이 간헐적으로 갑상선글로불 린의 측정과 함께 경부 초음파 촬영만 하면서 장기간 관찰하는 것과 갑상선자극호르몬으로 자극하기 위하 여 매우 고가의 유전자재조합 사람 갑상선 자극호르몬 을 투여하거나 아니면 투여하던 갑상선호르몬을 중단 하고 내인성 갑상선자극호르몬이 증가되기를 기다리 는 것이 실제 환자에게 얼마나 도움이 될지는 알 수 없다.
PET/CT
PET과 CT의 영상 기기를 혼합하여 겹쳐지는 영상 을 얻게 되어 경부와 다른 부위에서 해부학적으로 분명 한 영상 진단이 가능하여졌다. 또한 상대적으로 낮은 갑상선글로불린치에서도 검사의 민감도가 향상되었다. 한 보고에 따르면 혈중 갑상선글로불린치가 5 ng/ml 이 하, 5에서 10 ng/ml 사이, 10 ng/ml 이상인 경우 FDG- PET/CT의 민감도는 각각 60%, 63%, 72%였다고 한 다.18) 이러한 점에서 FDG-PET/CT는 매우 유망한 검 사법으로 생각되며 I-123과 같은 다른 추적자를 사용한 PET/CT 검사법도 유망할 것으로 생각된다.17,20)
Thyroid PET Incidentaloma
각종의 악성 및 양성 질환에서 PET 검사가 널리 사 용되면서 일부의 환자에서는 임상적으로 생각하지 못 한 갑상선에 FDG 섭취 병변을 발견하게 되었다. 이러 한 병소를 소위 “갑상선의 PET 우연종”이라고 한다.
여러 보고자의 의하여 갑상선의 PET 우연종에 대한 연구가 이루어졌다.21-24) 모든 보고에서 대체로 검사 대 상의 2% 정도에서 갑상선의 PET 우연종이 발견되고 있으며 PET 우연종이 악성으로 판정될 가능성은 14∼
50%에 달한다. 대부분의 악성종양은 갑상선의 원발성 종양이지만 때로는 갑상선에 전이된 악성 종양도 있다. 갑상선염이 있는 경우는 갑상선에 미만성 FDG 섭취 가 나타난다. 갑상선에 국소적인 FDG 섭취를 보이는 경우 악성의 가능성이 매우 높으므로 PET 검사 시 갑 상선에 발견되는 모든 국소적인 FDG 섭취 병변은 초 음파로 알아보고 동시에 생검을 포함한 적절한 검사를 필요로 하며 결과가 분명하지 않은 경우는 때로 해당 엽절제가 필요할 수 있다. FDG-PET/CT를 시행한 한 보고에서는 국소적인 갑상선의 섭취가 약 4%에서 나 타났고 국소 섭취를 보인 경우 36.7%에서 악성 병변으
로 판정되었다고 한다.25)
갑상선암의 진단과 수술 전 평가에서 FDG-PET의 역할
일부의 연구자들은 FDG의 표준화된 섭취치(standar- dized uptake value, SUV)가 악성의 가능성을 시사한다 고 보고하였으며 악성의 경우 SUV치가 더 높다고 한
다.22,23,25) 그러나 다른 연구자들은 양성의 갑상선결절
에서도 SUV치가 악성에서만큼 높은 경우가 많아 SUV 치 만으로는 양성과 악성의 구별이 어렵다고 보고하고
있다.21,24) 최근 한 연구에 의하면 세포검사 결과가 불분
명한 경우 SUV는 악성을 예측하는데 전혀 도움이 되 지 않았다고 하며26) 또 다른 연구에서는 세포검사 결과 여포성 종양으로 생각된 경우 SUV는 양성과 악성간에 차이가 없어 역시 진단에 도움이 되지 않았다.27) 그러 나 한 연구에서는 모든 악성 결절에서는 FDG의 섭취 를 보였지만 양성 결절의 경우 FDG 섭취를 보인 경우 가 전체의 1/3 정도이며 나머지 2/3는 전혀 FDG 섭취 를 보이지 않았다고 한다.26) 이러한 결과는 경우에 따 라 세포검사 결과가 불분명한 경우 양성으로 진단하는 데 도움이 될 수도 있을 것을 시사한다. 그러나 여포성 종양으로 세포학적 진단이 된 경우 모든 대상 환자에 서 분명한 FDG 섭취가 있었고 최대 SUV치가 악성과 양성간에 차이가 없었다는 사실은 FDG-PET 만으로 악성을 찾아낼 수 없다는 것을 분명하게 한다.27)
분화 갑상선암의 수술 전 평가에서 FDG-PET의 효 용성이 어떠한지 보고한 연구도 있다.28,29) 갑상선의 미 세 유두암의 경우 FDG-PET 검사에서의 SUV는 종양 의 크기에만 관련이 있으며 갑상선 피막외로의 침윤은 예측하지 못하며 초음파 촬영이 이보다 더 많은 정보 를 주었다.28) 수술 전 경부 림프절 각군의 평가를 위하 여 FDG-PET과 초음파 촬영 및 조영제 증강 후 CT를 촬영하여 이들의 민감도, 특이도 및 진단의 정확성을 비교하여 본 결과로는 PET/CT의 전반적인 민감도, 특 이도 및 진단의 정확도가 각각 30%, 96%, 87%였으며 초음파 및 조영제 증강 CT의 경우 각기 41%, 97%, 87%
와 35%, 96%, 87%로서 이들을 전부 시행하여도 PET/
CT만 시행한 경우보다 분화 갑상선암의 수술 전 평가 에서 더 우수한 점은 없었다.29) 따라서 FDG-PET은 아 마도 고위험군으로 생각되는 환자에서는 수술 전 평가 를 위하여 사용될 수 있을 것으로 생각된다. 또한 다른 연구에 의하면 처음부터 FDG-PET을 시행하면 그 결 과가 독립적인 예후인자로 작용할 수 있으므로30) 치료
방침을 결정하는 데도 도움을 줄 수 있을 것으로 생각 된다.
중심 단어: 갑상선, Fluorodeoxyglucose F18, 양전자단층촬영.
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