서 론
결장 직장암은 미국에서 이미 남녀 모두에서 세 번째로 호발하는 암종이며 우리나라에서도 최근 식생활이 서구화 되면서 그 발생률이 점차 증가하는 추세이다. 또한 결장 직 장암은 고령에서 호발하지만 최근에는 전체 대장 직장암의 환자수의 증가와 함께 40세 이하의 청장년층에서의 환자 발생빈도가 괄목할 만큼 증가하고 있는 실정이다.(1-3)
결장 직장암에서의 예후 인자로는 결장암에서는 간전이, 전이 양성 림프절 수, Borrmann 형태에 의한 육안적인 분류 등이 알려져 있고 직장암에서는 간전이, 전이 양성 림프절 수, 조직학적 분화도, 수혈여부와 수술 전 혈중 혈색소치였 다고 보고되었으며, 결장과 직장을 합한 대장에서는 간전 이, Duke 병기 분류, 전이 양성 림프절 수, 수혈여부, 원위부 절단 범위 등으로 보고되었다. 또한 다른 보고에서 대장암 환자의 예후인자에 대한 분석을 통해 단변수 분석에서 유 의한 인자는 종양의 병기, 조직학적 분류, 현미경적 침습 범 위, 림프절 전이, 간전이, 복막 전이, 수술 전 혈청 CEA 수치 라고 하였으며, 다변량 분석에서 종양의 병기, 조직학적 분 류, 현미경적 침습 범위를 독립된 예후 인자로 보고하였 다.(4-6)
임상에서 실제로 수술이 가능한 같은 병기의 환자를 수 술했을 경우 예후가 차이나는 경우를 종종 경험할 수 있다.
그래서 환자들의 병리조직학적 요인과 면역조직화학적인 요인을 비교하여 환자의 예후를 좀 더 정확하게 예측할 필 요성을 느끼게 되었다.
Ki-67항원은 G1, S, G2기의 증식하고 있는 세포의 핵에서 만 발현되고 G0기의 휴지기 세포의 핵에서는 발현되지 않 기 때문에 일정 조직에서의 성장 분획을 측정하는 데 중요 한 지표로 사용할 수 있다.(7) 이미 많은 연구에서 Ki-67의 발현은 전립선암이나 유방암, 폐암에서 예후와 관련된다고 보고한 바 있다.(7-10) 본 연구는 결장 직장암에서 Ki-67과 환자의 특성 및 이미 잘 알려진 다른 여러 가지 예후인자들 과의 관계를 알아보고 임상적인 의의를 알아보고자 하였다.
방 법
2003년 1월 1일부터 2004년 6월 31일까지 본원 외과에서
결장 및 직장암에서 Ki- 67 Index의 임상적인 의의
한림대학교 의과대학 한강성심병원 외과학교실, 1병리학교실
양형태·윤대근·장우영1·최규성·강희준·전성은·박성길·김종현·전 욱·허 준·김도헌·이재정
Clinical Significance of the Ki-67 Index for Colorectal Cancer
Hyeong Tae Yang, M.D., Dae Kun Yoon, M.D., Woo- Young Jang, M.D.1, Gyu-Seong Choi, M.D., Hee Jun Kang, M.D., Seong Eun Cheon, M.D., Sung Gil Park, M.D., Jong Hyun Kim, M.D., Wook Chun, M.D., Jun Hun, M.D., Do Hern Kim, M.D. and Jae Jung Lee, M.D.
Purpose: Monoclonal antibody Ki-67 has been employed to evaluate the growth fraction of various tumors. The purpose of this study is to determin the prognostic value of the Ki-67 index for colorectal cancer.
Methods: The Ki-67 index was investigated by counting the immunohistochemically stained cells. We described this as the permillage. We reviewed the test results of 36 colorectal cancer patients and we compared the Ki-67 index with other clinical factors.
Results: There was no correlation between the Ki-67 index and the other established risk factors, and only the number of invaded lymph nodes and their degree of differentiation were related with the Ki-67 index.
Conclusion: The Ki-67 index is an important marker of the growth fraction of tumor. The pattern of tumor growth is determined not only by the growth fraction, so the discovery of other parameters that can reflect tumor growth and the Ki-67 index can help the patients with respect to their pro- gnosis & treatment. (J Korean Surg Soc 2007;72:297-301) Key Words: Ki-67, Colorectal cancer
중심 단어: Ki-67, 결장 직장암
Departments of Surgery, 1Pathology, Hangang Sacred Heart Hospital, Hallym University College of Medicine, Seoul, Korea
책임저자：윤대근, 서울시 영등포구 영등포동 2가 94-200 ꂕ 150-719, 한강성심병원 외과
Tel: 02-2639-5793, Fax: 02-2678-4386 E-mail: [email protected]
접수일：2006년 4월 7일, 게재승인일：2007년 3월 2일
본 논문은 2005년 대한외과학회 추계통합학술대회에서 포스터 발 표한 내용임.
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결장 및 직장암으로 수술 받은 36예의 환자를 대상으로 하 였다. 우측 결장암이 9예, 좌측 결장암이 6예, 직장암이 22 예였으며, 각 환자의 병리 표본을 Zymed사의 mouse anti- Ki-67 항체(1：100)를 이용하여 Immuno peroxidase 면역조 직화학 염색을 시행한 후 1,000개의 세포 중에서 염색된 상 피세포의 비율을 천분율로 표시하는 방법으로 Ki-67 index 를 구하였다(Fig. 1∼3). 이후 환자들의 의무 기록에 근거하 여 TNM 병기, 림프절 침윤개수, 종양의 분화도, 림프절 침 윤 유무, 종양의 크기, 술 전 CEA와 Ki-67 index와의 상관관 계를 알아 보았다. 통계 분석은 SPSS 12.0에서 t-test와 ANOVA을 이용하였고 P값이 0.05 미만인 것을 통계적으로 유의한 것으로 해석하였다.
결 과
1) 임상병리학적 소견
결장 직장암 환자 36예에서 Ki-67 index는 20.2%에서 62.8%의 분포로 나타났고 평균값은 33.1%였다. 대상 환자 들의 특성을 살펴보면 남자는 21예, 여자는 15예로 남녀 비 는 1.4：1이었다. 환자의 연령은 33세부터 88세의 분포로 65세 이하가 19예, 65세 이상이 17예로 평균 64세로 나타났 다. 종양의 크기는 0.5 cm부터 12 cm까지 다양하게 나타났 으며 평균 4.9 cm였다. 육안 분류상 종괴 형성형이 21예 (58.3%), 침윤형이 15예(41.6%)였고, 림프절 전이가 동반된 경우가 15예(41.6%), 원격성 전이가 있는 경우가 7예(19.4%) 였다. 병리조직학적 유형의 경우 종양세포의 분화도는 고 분화가 32예(88.8%), 중분화가 3예(8.3%), 저분화가 1예 (2.7%)로 나타났다.
2) Ki-67과 임상병리학적 인자들과의 관계
Ki-67 index는 평균 33.1이었으며 남녀 간의 차이는 관찰 할 수 없었다. 65세를 기준으로 나이에 따른 차이는 관찰 할 수 없었고, 종양의 크기(＜5 cm, 5 cm≥)에 따른 차이도 보이지 않았으며 육안상 종괴 형성형과 침윤형을 비교했을 때도 Ki-67 index는 유의한 차이를 보이지 않았다. TNM 병 기를 기준으로 각 병기 간의 Ki-67 index는 유의한 차이를 보이지 않았으나 림프절 전이(0, 1∼3, 4개 이상)를 기준으 로 비교했을 때는 림프절 전이 개수가 많을수록 Ki-67 index 가 증가하는 것을 관찰할 수 있었고 이는 통계적으로 유의 한 결과를 나타냈다(P-value=0.015)(Table 1).
Fig. 1. Haematoxylin staining of rectal cancer (×40).
Fig. 2. Immunoperoxidase staining rectal cancer with Mab Ki-67 (×40).
Fig. 3. Immunoperoxidase staining rectal cancer with Mab Ki-67 (×100).
3) Ki-67과 종양 표시자, 조직학적 유형과의 관계
수술 전 CEA값(5＜, 5＞)은 두 군에서 차이가 없었다. 조 직학적 분화도는 고분화형과 중분화 및 저분화형으로 비교 하였을 때 Ki-67이 통계적으로 유의하게 나타났다(P-value
＜0.001).
고 찰
Ki-67 단백은 1983년에 Gerdes 등(11)에 의해 호지킨 림프 종 세포의 핵으로 면역시킨 쥐에서 발생한 단일 클론 항체
에서 기원되었다. 처음에는 이 단백의 기능이 분명치 않았 으나 Ki-67항체가 증식기에 있는 세포에서만 염색되는 흥 미로운 결과가 밝혀지면서 사람들의 관심을 끌기 시작하였 다. Gerdes 등(12)은 1984년에 보다 정교한 세포주기 분석을 통해 Ki-67이 세포 분열 주기의 G1, S, 그리고 G2기에 있는 세포의 핵에서만 발현되고 G0기에 있는 휴지기 세포에서 는 발현되지 않는다는 사실을 밝혀냈다. Ki-67이 정상 세포 와 종양 세포 모두에서 증식기에 있는 세포에서만 발현되 기 때문에 Ki-67의 발현은 주어진 조직에서 성장 분획을 결 정할 수 있는 지표로서의 가치가 인정되었다. 또한 초기 Ki-67항체는 포르말린에 고정된 파라핀 조직에서는 염색되 지 않는 단점이 있었으나 Cattoretti 등(13)에 의해 Ki-67항원 의 recombi nant part를 이용하여 파라핀 고정 보관 조직에서 면역조직화학적 검색을 가능케 한 새로운 항체인 MIB1이 개발되면서 단점이 보완되었다. 쉽고 빠르게 이용할 수 있 는 장점을 가지고 있어 각기 다른 다양한 종양에서 여러 방면에서 연구되었으나 진단적 가치보다는 환자의 예후를 예측할 수 있는 인자로서의 연구가 활발히 진행되었다.
Ki-67이 임상적으로 유용함이 증명된 경우로, 다발성 골 수종에서 Ki-67 발현은 병의 경과와 관련이 있을 뿐만 아니 라 단일 항체감마글로불린혈증과 구별하는 데 유용한 지표 로 인정되었고(14,15) 연부조직 육종에 대해 Ki-67 index는 환자의 생존율 뿐만 아니라 원격 전이의 발생의 중요한 예 측 인자로 작용한다는 것이 발견되었다.(16) 또한 전립선암 에서 Ki-67은 질병 특이 생존율에 독립적인 예후 인자로 인 정될 뿐만 아니라 광범위 전립선 절제술을 시행 받은 환자 에서 암의 재발과 진행여부를 예측하는 데 중요한 지표로 서 인정되었고 방사선 치료 후의 암의 재발을 예측하는 데 도 중요한 인자로 인정받았다.(17-19) 유방암에서도 Ki-67 에 관한 연구가 활발히 이루어졌는데 여러 연구에서 Ki-67 은 독립적인 예후 인자로서 인정되었다.(20,21)
대장암에서의 Ki-67의 임상적 의미에 관한 연구로, Shepherd 등(22)은 Ki-67 index가 Duke씨 병기, 림프절 전이 개수, 종 양의 분화도, 혈관 침범 유무, 절제연 침범 유무, 림프구 침 윤정도, 근치적 수술과 보존적 수술 시행에 따른 뚜렷한 차 이는 보이지 않았으나 Ki-67 index가 결장, 직장암의 증식 지표로서 믿을 수 있는 지표라고 보고했다. 또한 Lanza 등 (23)의 연구에서는 종양의 병기, 림프절 침범 유무, 원격 전 이의 유무와 Ki-67 index의 상관관계는 없었지만 저분화암 과 비정배체(aneuploidy)에서 Ki-67 index가 증가하는 결과 를 얻었으며 Ki-67이 결장, 직장암의 증식지표로서 유용하 게 이용될 수 있다고 하였다.
일반적으로 종양의 분화도는 예후와 밀접한 관계가 있는 것으로 보고되고 있는데 이는 저분화암일수록 국소 침윤이 심하고, 근거리 및 원거리 림프절 전이가 많으며 폐색이나 출혈 등의 증상이 드물어 조기발견이 늦어져 절제율이 낮 고 비근치적 절제가 되는 경향이 있기 때문에 예후가 나쁜 Table 1. Comparing Ki-67 index with other clinical factors in
colorectal cancer
No of Ki-67
(%) SD P-value cases index mean
Age
＜65 19 31.75 10.99 NS
＞65 17 34.41 9.08
Sex
M 21 32.51 8.48 NS
F 15 33.70 12.26
Degree of differentiation
Well 32 31.88 10.12 ＜0.001
Moderate-poor 4 42.02 2.15
Site
Colon 24 33.11 10.10 NS
Rectum 12 32.80 10.49
Pattern of growth
Expanding 21 33.92 10.56 NS
Infiltrating 15 31.73 9.57
Lymphatic invasion
Abscent 21 31.73 10.76 NS
Present 15 34.79 9.10
Tumor size
＜5 cm 19 34.16 11.30 NS
＞5 cm 17 31.72 8.68
Preop-CEA
＜5 ng/ml 28 32.81 10.40 NS
＞5 ng/ml 8 33.71 9.47
Number of involved lymph nodes
0 21 29.70 8.36 0.015
1∼3 9 34.30 9.51
＞4 6 42.63 11.27
TNM stage
IA 2 33.80 6.64 NS
IIA 15 28.56 7.60
IIIB 6 32.65 9.71
IIIC 4 42.90 14.41
IV 7 37.51 9.29
것으로 알려져 있다.(24,25) 조직학적 분화도는 병기를 포함 한 다 변수 분석 시에도 독립예후인자가 됨이 보고되었는 데(26) 본 연구에서도 고분화 암과 비교하였을 때 저분화 암에서 Ki-67이 유의하게 증가하는 소견을 보였다.
이미 결장, 직장암에서 림프절 전이 개수는 독립된 예후 인자로서 인정되고 있으며 AJCC TNM staging에도 이용되 고 있다. 앞서 언급한 Shepherd 등(22)과 Lanza 등(23)의 연 구에서는 Ki-67과 림프절 전이 개수와의 연관성이 없다고 보고하였으나 본 연구에서는 림프절 전이 개수의 증가에 따라 Ki-67이 유의하게 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.
Hideyuki 등(27)은 Duke씨 병기 C인 결장, 직장암 환자들을 장기 생존군과 단기 생존군으로 분류하여 Ki-67과 CEA로 면역조직화학 점수를 매겨 비교하였고 결과는 종양 조직에 서는 두 군 간의 점수의 차이가 없었지만 전이된 림프절 조 직에서 조사된 면역조직화학 점수는 장기 생존군과 단기 생 존군과의 차이가 있음을 밝혀, Ki-67이 환자들의 생존을 예 측하는 데 중요한 지표로 이용될 수 있다고 하였다.
Ki-67의 예후 인자로서의 가치는 앞서 언급한 것 외에도 많은 저술이 발간되었다. 최근에 유두상 갑상선 암에서 Ki- 67이 높은 경우, 환자의 예후가 좋지 않았고, 이는 세포 증식 의 활성화가 암세포의 생체학적 공격성(biological aggre- ssiveness)을 반영하는 지표라고 하였다.(28)
그러나 성장 분획 한 가지만으로 생체학적 공격성을 기 술하는 데에는 무리가 따른다. 성장 분획의 지표 즉 Ki-67은 증식기에 있는 세포의 수만을 반영할 뿐 세포 분열을 시작 하여 종결하는 데까지 걸리는 시간을 반영하지는 않는다.
이것은 종양에 암세포의 비율이 높아 성장 분획이 높더라 도 증식기에 있는 특정 암세포가 분열을 종결하기까지 걸 리는 시간이 오래 걸린다면 상대적으로 종양의 성장 속도 는 느릴 것이라는 것을 의미한다. 반대로 분열 주기가 짧은 암세포라면 측정 당시의 성장 분획이 낮더라도, 단시간 내 에 종양이 크게 증식할 수 있다는 것이다. 이러한 점에서 본 연구에서 Ki-67이 알려진 다른 임상적인 인자들과의 관 계가 유의하지 않았을 것으로 생각된다. 그러므로 추후에 Ki-67과 더불어 다른 지표를 발견하여 종양의 성장에 관한 종합적인 분석이 이루어진다면 환자의 예후를 예측하는 것 뿐만 아니라 종양의 치료 계획을 세울 때도 도움을 얻을 수 있을 것으로 생각된다.
결 론
결장 직장암에서 Ki-67 index는 TNM 병기에 따른 림프절 전이의 개수에 따라 증가하였고, 중등도 및 저분화도 암에 서 증가하는 소견을 보였으나 임상적으로 알려진 다른 예 후 인자들과의 상관관계는 보이지 않았다. Ki-67은 종양의 성장 분획을 측정 가능하게 해주는 중요한 지표이지만 성 장 분획만으로 종양의 성장 패턴을 결정할 수 없기 때문에
종양의 성장을 평가할 수 있는 다른 지표를 더 개발하여 종합하면 임상적인 의의를 얻을 수 있을 것으로 생각된다.
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