Neurofibromatosis Type 1-Associated Glioblastoma

제1형 신경섬유종증에 동반된 교모세포종 1예: NF1 유전자에 서 새로운 돌연변이 c.6766_6767insAA의 발견

부산대학교 의과대학/의학전문대학원 부산대학교병원 소아청소년과학교실¹, 신경외과학교실²

양은혜¹・김영미¹・김경준²・차승헌²・곽민정¹

This work was supported by a clinical research grant from Pusan National University Hospital 2018 (2018-80).

Submitted: 19 June, 2018 Revised: 28 August, 2018 Accepted: 2 September, 2018

Correspondence to Min Jung Kwak, MD, PhD Department of Pediatrics, Pusan National University Hospital, 179 Gudeok-ro, Seo-gu, Busan 49241, Korea Tel: +82-51-240-7298, Fax: +82-51-248-6205 E-mail: glorymj0123@gmail.com

A Novel c.6766_6767insAA Mutation in the Neurofibromin Gene in a Patient with

Neurofibromatosis Type 1-Associated Glioblastoma

Neurofibromatosis type 1 (NF-1) is an autosomal dominant neurocutaneous syndrome caused by mutations in the neurofibromin gene. NF-1 patients have a high risk of tumors, and optic glioma is the most commonly observed central nervous system tumor in these patients. However, glioblastoma is extremely rare in pediatric NF-1 patients. Here we report the discovery of a novel heterozygous c.6766_6767insAA (p.Ser2256Lysfs*4), pathogenic mutation in the neurofibromin gene in a 17-year-old boy with NF-1-associated glioblastoma.

Key Words: Glioblastoma, Mutation, Neurofibromatosis 1, Neurofibromin 1

Eun Hye Yang, MD

, Young Mi Kim, MD, PhD

, Kyung Joon Kim, MD

, Seung Heon Cha, MD, PhD

, Min Jung Kwak, MD, PhD

1

Department of Pediatrics,

Department of Neurological Surgery, Pusan National University Hospital, Pusan National University School of Medicine and Biochemical Research Institute, Busan, Korea

Copyright © 2018 by The Korean Child Neurology Society

http://www.cns.or.kr

서론

제1형 신경섬유종증(neurofibromotosis type 1)은 염색체 17q11.2에 위치하는 neurofibromin 유전자(NF1)의 돌연변이에 의해 발생하는 신경피부증후군이다¹⁾. 제1 형 신경섬유종증 환자의 30–50%는 산발적인 돌연변이에 의해 발생하고, 발생한 돌연 변이는 거의 100% 질환을 야기한다²⁾. 하지만 유전형과 표현형 사이의 상관관계는 명확 하지 않으며, 동일한 돌연변이를 가진 가족들 사이에서도 표현형은 다양하다³⁾. 제1형 신경섬유종증은 피부의 다발성 신경섬유종, 밀크커피색 반점, 액와부 또는 서혜부 주 근깨, 뇌종양, 눈의 Lisch 결절을 특징으로 한다^1,4). 양성 및 악성 종양의 발생 위험이 일 반인에 비하여 높으며⁵⁾, 중추신경계 종양 외에도, 백혈병, 갈색세포종 등 다양한 조직의 종양이 보고되고 있다⁶⁾. 가장 흔한 중추신경계 종양은 시신경 경로를 따라 발생하는 시신경교종(optic glioma)으로 소아 제1형 신경섬유종증 환자의 15–20%에서 발생하 는 것으로 알려져 있다^7,8). 하지만 소아 제1형 신경섬유종증 환자에서 교모세포종 (glioblastoma)이 동반된 경우는 매우 드물다⁹⁾. 저자들은 제1형 신경섬유종증에서 교 모세포종이 발생한 17세 남아에서 NF1 유전자의 염기서열분석을 시행하여 이전에 보 고되지 않은 이형접합 c.6766_6767insAA (p.Ser2256Lysfs*4), pathogenic 돌연변이를 발견하였기에 보고하는 바이다.

증례

17세 남아가 10일 전부터 발생한 두통, 어지러움, 구토를 주소로 병 원에 왔다. 하루에도 여러 번 구토를 하였고, 1개월 동안 3 kg의 체중 감소가 동반되어 있었다. 혈압은 120/70 mmHg, 맥박 66회/분, 호흡 수 14회/분, 체온 36.3℃로 생체 징후는 안정적이었고, 키 163.4 cm (3–5 백분위수), 몸무게 49.7 kg (1–3 백분위수)이었다. 얼굴, 목, 몸

통, 팔, 다리, 서혜부에 1 cm 크기의 밀크커피색 반점과 주근깨가 수 백 개 있었고, 등과 겨드랑이에 신경섬유종이 관찰되었다. 의식은 명 료하고, 지적 능력도 정상이었으며, 경련은 없었다. 안과 검사에서 Lisch 결절, 시신경교종 및 우측반맹이 확인되었다.

가족력상 환아의 아버지가 학동기에 우측 골반에 다발성 덩이가 관찰되어 조직 검사를 받았고, 제1형 신경섬유종증으로 진단을 받았 다고 하였다. 수 년 전에는 골반 내 종괴를 수술적으로 제거하였고 이

(A) (B)

Fig. 1. Brain magnetic resonance imaging shows cystic and solid mass at left parietal, temporal and

occipital lobe with hemorrhage, peripheral rim enhancement and septal subtle enhancement at (A) T1 and (B) T2 image.

Fig. 2. Histological examination of the brain biopsy specimen shows (A) geographic necrosis (x100), (B)

multinucleated giant cell area (x200), (C) microvascular proliferation (x400) and (D) increased cellularity

(x400) which are compatible with giant cell glioblastoma (Hematoxylin and Eosin stain). Arrows in (B)

indicates some of multinucleated giant cells.

후 악성말초신경초종양 진단되어 항암치료 중이셨으나, 제1형 신경섬 유종증의 유전 방식이나 가족의 NF1 유전자 검사의 필요성에 대하여 설명을 듣지 못했다고 하였다.

환아의 뇌 자기공명영상에서 좌측 두정엽, 측두엽, 후두엽에 걸쳐 조영 증강을 보이는 직경 6 cm의 낭종성 종괴가 발견되었다. 종양 내 부에는 출혈이 동반되어 있었고 종양 주위로 부종과 뇌 탈장이 동반 되어 있었다(Fig. 1).

수술로 절제 가능한 대부분의 종괴를 제거하고, 조직 검사를 시행 하였다. 조직 검사에서 다핵거대세포가 관찰되었으며 미세혈관 내 종 양 세포의 침윤 및 내부의 괴사가 확인되었다. 면역조직화학 염색에서 는 GFAP (glial fibrillary acidic protein), p53, S-100 양성을 보여 교 모세포종으로 진단되었다(Fig. 2).

제1형 신경섬유종증의 유전학적 진단을 하기 위하여 환자와 보호 자로부터 동의서를 받고 말초 혈액을 채취하여 NF1 유전자에 대한 염 기서열분석을 시행하였다. NF1 유전자의 염기서열분석 결과 c.6766_6767insAA (p. Ser2256Lysfs*4) 이형접합 돌연변이가 발견되 었고, 이는 지금까지 보고된 적이 없는 새로운 돌연변이이다.

c.6766_6767insAA (p. Ser2256Lysfs*4) 돌연변이는 frameshift 돌연 변이로, American College of Medical Genetics and Genomics/

Association for Molecular Pathology (ACMG/AMP) 가이드라인에 따라 pathogenic으로 분류되었다(Fig. 3). NF1 유전자 돌연변이를 확 인한 후, 제1형 신경섬유종증 아빠와 건강한 형에게 NF1 유전자 검사 를 권유하였으나 동의하지 않으셔서 검사를 시행하지 못하였다.

환아는 뇌종양 수술 6주 후부터 방사선 치료와 함께 temozo- lomide를 이용한 항암 화학요법을 시작하였다. 방사선 치료는 30회 에 걸쳐 총 60 Gy를 시행하였다. 방사선 치료를 하는 동안 매일 체표 면적당 75 mg의 temozolomide를 투여하였고, 이후 28일에 한번 5 일간 체표면적당 200 mg의 temozolomide를 투여하는 cycle을 총 8 회 시행하였다. 수술 후 3개월경에 뇌압 상승으로 인한 두통을 호소 하여 뇌실복강단락술 시행하였다. 현재 수술 후 15개월이 지난 시점

으로, 뇌 자기공명영상에서 잔존 종양의 크기 증가는 없으며, 우측반 맹 이외의 다른 신경학적 증상은 없는 상태이다.

고찰

제1형 신경섬유종증은 사람에서 발생하는 상염색체 우성 유전 질 환 중 가장 흔하며 피부 및 신경조직에 발현한다¹⁰⁾. 1988년에 객관적 인 진단기준이 제시되었으며 다음의 7가지 항목 중에서 2가지 이상 을 만족하면 제1형 신경섬유종증으로 진단할 수 있다; 1) 6개 이상의 밀크커피색 반점(사춘기 이전에는 직경 5 mm 이상, 사춘기 이후에는 직경 15 mm 이상), 2) 2개 이상의 신경섬유종 또는 하나의 얼기상 신 경섬유종, 3) 액와부와 서혜부의 주근깨, 4) 시신경교종, 5) 두 개 이상 의 Lisch 결절, 6) 접형골의 형성 이상이나 장골의 피질이 얇아지는 것과 같은 특징적인 골병변, 7) 일차 친족에서 제1형 신경섬유종증의 가족력⁴⁾. 본 증례의 경우 수백개의 밀크커피색 반점, 다수의 신경섬유 종, 액와부와 서혜부의 주근깨, 시신경교종, Lisch 결절, 아버지가 제1 형 신경섬유종증으로 진단된 가족력을 통하여 임상적으로 제1형 신 경섬유종증으로 진단할 수 있었다.

제1형 신경섬유종증은 양성 및 악성 종양의 발생 위험이 일반인에 비하여 4배 이상 높은 것으로 알려져 있다⁵⁾. 종양은 신경 조직에 가 장 흔히 발생하지만 백혈병, 갈색세포종, 위암, 간암 등 다양한 장기에 서의 암이 보고되고 있다^5,6). 중추신경계 종양 중에서 가장 흔한 것은 시신경교종으로 제1형 신경섬유종증 환자의 15–20%에서 발생하고 대부분 시신경과 시신경교차에 위치한다^7,8). 제1형 신경섬유종증에 동반된 시신경교종은 양성 종양으로 진단 당시 증상이 없는 경우가 많지만 약 50%에서 시간이 지나면서 시력 저하와 같은 증상이 나타 나서 종양에 대한 치료가 필요하게 된다¹¹⁾. 하지만 악성 종양인 교모 세포종이 소아 제1형 신경섬유종증에서 발생한 경우는 매우 드물다

9,12).

Fig. 3. Sequence analysis of the patient reveals a novel heterozygous c.6766_6767insAA (p.

Ser2256Lysfs*4), pathogenic mutation in NF1 gene.

교모세포종은 세계보건기구(World Health Organization; WHO) 의 분류에 따르면 제4등급에 해당하는 악성 교종(glioma)으로 성인 에서 발생하는 원발성 뇌종양 중에서 가장 흔하다¹³⁾. 하지만 소아청소 년에서 교모세포종의 발생은 매우 드물다¹³⁾. 국내에서는 제1형 신경섬 유종증에 동반된 모양세포성 성상세포종이 5년후 교모세포종으로 악 성 전환된 한 증례가 보고된 적이 있다¹⁴⁾. 성인에서 교모세포종의 예 후는 굉장히 불량해서 생존 기간은 12–15개월로 짧으며¹⁵⁾, 제1형 신 경섬유종증에 동반되어 발생한 교모세포종의 경우 원발성 교모세포 종에 비하여 다소 양호한 경과를 보인다¹⁶⁾. 소아에서는 교모세포종 자체가 드물고, 제1형 신경섬유종증에 동반된 교모세포종은 더욱 더 드물기 때문에 예후에 관한 연구가 별로 없다. 2010년에 Huttner 등⁹⁾ 은 제1형 신경섬유종증에서 교모세포종이 발생한 소아 5명의 임상적 인 특징에 관하여 보고 하였다. 제1형 신경섬유종증에서 교모세포종 이 발생한 소아의 2년 생존율은 60%, 생존기간은 9.25년이었고, 원발 성 교모세포종 소아의 2년 생존율은 25%, 생존기간은 1.08년으로 제 1형 신경섬유종증에서 발생한 교모세포종의 예후가 원발성 교모세포 종의 예후보다 양호하였다⁹⁾. 면역조직 화학 염색에서는 5명 모두 GFAP 양성, p53 양성을 보였다⁹⁾. 제1형 신경섬유종증과 동반되어 발 생한 교모세포종 증례가 매우 드물어서 원발성 교모세포종에 비하여 예후가 양호한 이유는 명확하지 않다. 하지만 성인 교모세포종 환자 를 대상으로 한 예후 인자 연구에서 젊은 나이에 발생한 경우와 p53 양성이 양호한 예후를 보인다고 하였다¹⁷⁾. 소아 제1형 신경섬유종증 에 동반된 교모세포종에서 p53 양성 빈도가 높은 것이⁹⁾ 더 좋은 예 후와 관련이 있지 않을까 추청해 볼수 있으나 더 많은 증례가 축적되 어야 알수 있을 것 같다. 본 증례의 경우 17세의 어린 나이에 발병하였 고, 종양의 면역조직 화학 염색에서 p53 및 GFAP 양성을 보여서 원발 성 교모세포종 환자에 비하여 양호한 경과를 보일 것으로 기대된다.

제1형 신경섬유종증은 NF1 유전자의 돌연변이에 의하여 발생한 다. NF1 유전자의 단백 산물인 neurofibromin은 세포 증식을 촉진 하는 Ras의 활성을 억제하고, 세포 증식을 억제하는 cyclic adenosine monophosphate (cAMP)를 활성화하는 작용을 한다. 따 라서 NF1 유전자에 돌연변이가 생겨 neurofibromin의 기능이 감소 하면 Ras는 지속적으로 활성화되고, cAMP는 감소하며, 이것이 제1형 신경섬유종증에서 다양한 종양이 발생하는 이유로 알려져 있다¹⁾. Reilly 등¹⁸⁾은 NF1 유전자와 Trp53 유전자 모두에 기능소실 돌연변이 를 일으킨 쥐 모델에서 다양한 단계의 성상세포종이 발생하는 것을 확인하였다. 따라서 제1형 신경섬유종증 환자에 동반된 교모세포종 의 발생에 NF1 유전자와 p53 유전자 돌연변이가 함께 작용할 것으로 가정해 볼 수 있다. 본 증례의 환자는 조양 조직에서 유전자 검사를 시행하지 않았다.

제1형 신경섬유종증 환자의 30–50%는 NF1 유전자의 산발적인 돌연변이에 의해 발생하고²⁾, 현재까지 2,700여개의 돌연변이가 Human Gene Mutation Database (HGMD)에 보고되어 있다¹⁹⁾. 본 증 례에서 발견된 N F 1 유전자의 c . 676 6 _ 6767 i n s A A (p.Ser2256Lysfs*4) 돌연변이는 아직까지 HGMD에 보고된 바가 없는 새로운 돌연변이이다.

교모세포종의 치료는 수술적으로 종양을 제거하고, 방사선 치료

를 병행하는 것이다. temozolomide를 이용한 항암화학요법을 추가 하면 수술 후 방사선 치료만 했을 때 보다 생존율이 더 증가하는 것으 로 알려져 있어 현재는 교모세포종에 대한 표준 치료로 사용되고 있 다²⁰⁾. 본 증례에서도 교모세포종 수술 후 방사선 치료와 병행하여 temozolomide를 이용한 항암화학요법을 시행하였고, 진단 후 15개 월이 지난 현재까지 종양의 재발없이 외래에서 추적 관찰 중이다. 최 근에는 교모세포종에서 발생하는 분자유전학적인 변화를 조절하는 다양한 약제들의 개발이 시도되고 있어서 향후 이 질환의 더 나은 예 후를 기대해 볼 만하다.

저자들은 제1형 신경섬유종증 소아에서 굉장히 드문 교모세포종 증례를 경험하였고, NF1 유전자 검사를 통하여 이전에 보고되지 않 은 새로운 돌연변이를 발견하였기에 보고하는 바이다.

요약

제1형 신경섬유종증은 neurofibromin 유전자의 돌연변이에 의해 발생하는 신경피부증후군으로 상염색체 우성으로 유전된다. 제1형 신 경섬유종증 환자들은 종양의 발생 위험이 높으며, 시신경교종이 가장 흔히 발생하는 중추신경계 종양이다. 하지만 교모세포종이 소아 제1 형 신경섬유종증에 동반되어 발생하는 경우는 매우 드물다. 저자들 은 17세 남아에서 제1형 신경섬유종증과 함께 교모세포종이 동반된 매우 드문 증례를 경험하였고, NF1 유전자 분석을 통하여 이전에 보 고된 바가 없는 이형접합 c.6766_6767insAA (p.Ser2256Lysfs*4), pathogenic 돌연변이를 발견하였기에 보고하는 바이다.

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