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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 1997;40(1): 11-16. |
| Type IV Collagen and Fibronectin Deposition of Basement Membrane and Lamina Propria in Benign Laryngeal Lesion. |
| Ik Jin Ho, Bon Seung Hyung, Seon Tae Kim, Heung Eog Cha, Seung Yeon Ha, Heum Rye Park |
1Department of Otolaryngology, JoongAng Gil Hospital, Seoul, Korea.
2Department of Pathology, JoongAng Gil Hospital, Seoul, Korea. |
| 양성 성대 질환에서 상피기저막 및 고유층의 Type IV Collagen 및 Fibronectin 분포양상 |
| 호익진1 · 형본승1 · 김선태1 · 차흥억1 · 하승연2 · 박흠례2 |
| 중앙길병원 이비인후과1;해부병리학과2; |
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| ABSTRACT |
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Benign laryngeal injuries have been usually differentiated by the clinical finding. Traditionally the pathologic findings between the polyps and nodules by hematoxylin and eosin(H and E) staining looks alike. So we have used immunohistochemical technique to differentiate the laryngeal response to injury. We have studied 25 paraffin embedded tissues(20 cases: vocal polyps, 5 cases: vocal nodules) to compare their distribution of fibronectin and type IV collagen in vocal fold lamina propria by using their monoclonal antibodies. We have chosen fibronectin, a critical structural glycoprotein in the lamina propria, because of its deposition as a result of tissue injury and type IV collagen because of its location only in the basement membrane zone. The results were as follows: 1) In vocal polyps there were sparse fibronectin(less than normal) staining in superficial layer of lamina propria and the type IV collagen staining in basement membrane zone shows thin, normal thickness band form. These suggests that the injury often seems to be confined to the lamina propria only without basement membrane zone disruption. 2) In voal nodules there were intense fibronectin staining(more than normal) in the superficial layer of the lamina propria and the type IV collagen band in basement membrane shows thick and often coupled with disruption injury. The above results represent only two structural proteins, but it may be possible to suggest that the pathogenesis and the development origin of these laryngeal injuries are different. The deposition of fibronectin may explain why some nodules do not respond to voice therapy and suggest the following better treatment. |
| Keywords:
Immunohistochemical stainㆍType IV collagenㆍFibronectinㆍVocal polypㆍVocal nodule |
서론
성대결절과 폴립은 성대점막의 흔한 양성질환으로 음성과용이나 오용 또는 만성적인 자극에 대한 성대의 병리학적 반응에 따라 발생한다. 성대결절과 폴립의 병인은 정확히 밝혀져 있지 않으나 성대결절은 상피와 점막고유층의 비후가 주된 병리학적 소견이며 9)폴립은 점막하 출혈이나 혈관투과성의 증가가 주원인으로 생각되고 있다.10) 그러나 통상적인 병리조직검사 만으로는 성대 결절과 폴립이 비슷하게 보여 감별이 어려울 때가 많다. 이에 저자들은 성대결절과 폴립에서 세포외 간질의 주요 구성성분인 fibronectin과 기저막에만 분포하는 type Ⅳ collagen21)의 항체를 이용한 면역조직화학적 염색방법을 시행하여 이들의 감별진단 및 병인을 이해하는데 도움이 되고자 하였다.
관찰대상 및 방법
1. 대상 및 재료
1995년 5월 부터 1996년 4월 까지 중앙길병원 이비인후과에서 애성을 주소로 내원한 양성 후두질환자 들을 대상으로 간접 후두경 검사와 직접 후두경 검사 및 성대미세수술을 통해 임상적으로 진단한 성대 폴립 20례와 성대 결절 5례를 대상으로 하였다.
조직의 채취는 우선 환자를 기관내 삽관하여 전신마취를 시행한 후 Boyce씨 자세를 취하였다.현수후두경으로 Kleinssaser 형의 후두경을 삽입한 후 고정하고 400mm대물렌즈가 장착된 수술현미경 하에서 미세수술용 감자와 가위를 사용하여 후두미세수술을 시행하였다.
2. 방법
조직은 수술시 상피의 손상이 없도록 주의하여 채취하였으며, 채취한 표본은 10% 중성포르말린 용액에 고정시킨 후 탈수하여 파라핀에 포매하였으며, 4μm 두께로 연속절편을 시행 하였다. 탈파라핀 처리 후 면역조직화학적 염색은 ABC(abidin biotin peroxidase complex, BIO GENEX) 방법에 의하여 type Ⅳ collagen과 fibronectin에 대한 단클론 항체 염색을 시행하였다.
희석 배율은 type Ⅳ collagen은 1：20, fibronectin은 1：40으로 사용하였으며 발색은 AEC(3-amino-9-ethyl carbazole, ZYMED, LABORATORIES, INC.)로 하였고 세포핵의 대조염색은 Auto Hematoxylin으로 대조 염색한 후 광학현미경으로 관찰하였다.
결과
성대결절과 폴립에서 면역조직화학적 염색법을 이용하여 fibronectin과 type Ⅳ collagen의 분포양상을 관찰한 결과 성대결절에서는 5례 모두에서 collagen이 비정상적으로 두꺼운 띠를 형성했고(Fig. 1), fibronectin은 고유층에 정상보다 밀도가 높게 침착되었으며(Fig. 2), 성대폴립에서는 20례 모두에서 collagen은 기저막을 따라 정상적인 연속된 얇은 띠를 형성했고(Fig. 3), fibronectin(Fig. 4)은 고유층에 정상 농도보다 희박하게 발현되었다.
고찰
후두 폴립과 결절은 임상에서 흔히보는 질환이나 두 질환의 병변이나 병리조직학적 양상이 임상적으로나 병리조직학적으로 뚜렷한 감별이 어려워 동일 질환 또는 구분하여 분류하기도 한다.
성대 결절은 그 명칭에서 Singer’s node, Screamer’s node, Preacher’s node, Teacher’s node, Vocal nodule, Laryngeal node, Chorditis nodosa 등의 동의어가 사용되어 왔으며 최근에는 Vocal nodule로 기재되고 있다.12) 성대 폴립은 1960년대 까지는 laryngeal polyp으로 기재되다가 1970년대 이후에는 vocal polyp으로 통일되었는데 대부분의 폴립은 성대에서 발생되므로 vocal polyp으로 표현하는 것이 타당하다고 본다.2)
성대는 피부와 다르게 진피층이 없어서 표피층과 고유층이 직접 닿아있는 기저막부가 있다.13)16)17) 이 기저막부에는 치밀판이 있어서 표피층의 기저세포와 고유층을 접착시키는 단백질을 포함하고 있다.14) 고유층은 세포조직과 세포외 조직으로 구성되고 세포외 조직은 다시 고유층의 섬유성 비계(fibrous scaffolding)를 제공하는 교원질(collagen), 탄성섬유(elastin)와 섬유성 비계(fibrous scaffolding) 주위로 충만되어 있는 proteoglycan과 structural glycoprotein으로 구성된다.21) 탄성섬유는 고유층의 중간층에 주로 분포하고 교원섬유는 고유층의 중간층과 심층에 분포한다. 고유층의 천층은 성긴 결합조직으로서 쉽게 손상을 받는 부위이며 Fibronectin이 고유층에 존재하는 중요한 당 단백질로 조직 손상시 축적된다. Type Ⅳ collagen은 기저막의 주요 구성 성분으로서 조직 기저막에만 존재하므로15) 기저막의 두께나 위치를 아는데 좋은 지표가 된다.22)
Fibronectin은 고 분자량의 당단백질로서 섬유모세포(fibroblast)의 세표면, 단핵세포(monocyte), 내피세포(endothelial cells)나 결합조직(connective tissue), 혈장(plasma)의 세포외 간질에 존재한다. 생물학적 활성도를 보면 세포와 세포 사이의 유착, 세포와 기질 사이의 유착, 세포의 이동과 분화, 세포 골격의 유지, 혈액 응고, 창상 치유 등에 관여하며 창상 치유시 축적되는 단백질의 주 구성성분이다.24) 또한 fibronectin은 교원질(collagen), 헤파린(heparin), 섬유소(fibrin), 섬유소원(fibrinogen), 히알루론산(hyaluronic acid) 등과 친화성이 있다.29)
성대 결절과 폴립의 병태 생리를 보면 Ash 등3)은 성대에 발생하는 신생물 및 특수성 염증을 제외한 일군의 질환을 병리조직학적으로 섬유형, 용종형, 정맥류형, 초자질형으로 분류하고 이들은 동일 병변으로 단지 진행형태만이 상이하다고 보아 성대 결절이라 칭하고 성대 결절과 폴립은 동일 질환으로 취급하였으며 Szanto28), Paparella 및 Schumrick(1993)26), English(1976)7), Scott 및 Brown(1987)27), Holinger(1951)18), Epst ein(1957) 등8)도 성대결절 및 폴립이 병리조직학적으로 동일하다고 하였다.
그러나 Deweese 및 Saunders(1968)5), Ballenger(1977)등4)은 별개의 질환으로 취급했으며 Fitz Hugh 등9)도 결절이란 상이한 고유층을 포함한 조직의 과잉증식이며 폴립이라 함은 본질적으로는 정상적인 상피로 덮혀있고 퇴행성 변화가 없는 정상 또는 정상에 가까운 고유층의 과잉증식이라 하여 병리조직학적으로 구분되야 한다고 주장했다.
이러한 병리학적 소견은 국소순환장애, 염증, 기계적 자극, 해부학적, 생리학적 특징 등이 미치는 영향의 차이에 따라 각종 소견을 나타내며, Eggston과 Wolff 등6)은 폴립이나 성대결절 모두가 염증성 혹은 외상성인 것으로 주로 Reinke’s Space에 부종을 나타낸다고 하였다.
성대폴립의 병인론에 관하여 New 및 Erich25)는 후두에 발생하는 양성 종양을 통계적으로 관찰하여 후두폴립은 진성의 종양에 속하지 않는 만성염증에 의한 것이라 하였고 이것이 가장 흔한 후두의 종양성 질환이라고 보고한 바 있다.그는 이러한 염증성 종양을 종양의 형태에 따른 임상적 분류로 섬유성 결절(fibrous nodule), 용종형 종양(polypoid tumor), pedunculated tumor, 유두형 종양(papillary tumor), 염증성 비후 및 접촉 궤양성 육아종의 6가지로 나누었고, 병리조직학적 분류로는 단순성 염증, 출혈성 염증, 혈관성 염증, 섬유성 염증, 육아종성 조직의 5가지로 나누고 있다. 이들은 모두 염증 반응에 의하여 나타나는 것으로 종양의 형태와 병리학적 소견 사이에 특별한 연관성을 나타내지는 않고 다만 만성 염증이 오래 경과한 것에서 섬유화가 더 심하다고 하였다. 어떤 종류의 자극이던 간에 염증을 일으키면 세포의 성장이 촉진되어서 내막세포가 증식하여서 모세혈관의 수를 증가시키고 섬유모세포의 활성도가 증가하여서 상피하 조직의 섬유화가 일어나게 되는 것이다. 성대폴립에 대한 일련의 연구를 통하여 Friedberg 및 Segall11)은 성대 염좌(vocal strain) 후의 정맥
울체(venous stasis)가 부종, 혈전증 및 유리질화(hyalinization) 등의 병리적 순서를 진행시킨다고 하였다. Kambic 등19)은 폴립의 발생이 성대의 충혈과 혈관확장으로 나타난 정맥울체에 의한 것으로 보고하였고 혈관벽의 투과성증가가 부종을 일으킨다고 하였다. 또한 그들은 성대폴립의 표면상피에는 병리학적으로 특징적인 변화가 없다고 하였다. 그러나 김 1)의 병리학적 관찰에서는 표면상피에서 과각화증과 이에따른 각질화의 증가, 또 편평상피의 prickle cell층이 두꺼워지는 극세포증(acanthosis)이 주로 나타나고 드물게는 위축(atrophy)과 착각화증(parakeratosis)을 보이는경우도 있었으며 상피하 조직은 부종과 섬유성 변화 그리고 혈관 확장과 모세혈관 증식을 주로 보며 여러 종류의 퇴행성 변화를 가지면서 기저막은 별다른 변화를 보이지 않았다. Kleinasasser 20)는 성대폴립의 병인론에 관하여, 혈관화(vascularization)에 초점을 둔 형태학적 연구를 통한 보고에서 초기에는 점막하 모세혈관벽의 손상이 일어나며 점차 나선형 혈관(coiled vessels)과 동모양 혈관(sinusoid vessels)이 나타난 후 혈관벽의 투과성 증가와 삼출이 일어난다고 하였다.
결론적으로 성대폴립의 경우는 음성 남용에 의해 성대고유층의 손상만 초래하고 기저막은 보존되며 결합조직형성반응(fibroblastic response)은 발생되지 않아 성대고유층에 교원질(collagen), 탄성섬유(elastin), fibronectin과 같은 단백질이 축적되지 않거나 적은데 비해23) 성대결절의 경우는 지속적인 음성 남용에 의해 반복적으로 비정상적인 치유와 결합조직형성반응을 초래하는 것으로 성대고유층과 기저막에까지 손상을 초래하여 성대기저막의 과잉증식, fibronectin 및 type Ⅳ collagen의 과잉축적을 관찰할 수 있다.
결론
성대의 세포외 간질은 많은 구조적 단백질(structural protein)과 그 주위를 충만시키는 단백질(filler protein)로 구성되어 있는데 양성성대 질환시 이들 단백질의 축적에 의해 성대진동의 감소로 애성과 같은 증상을 나타내게 된다.
저자들은 1995년 5월 부터 1996년 4월 까지 중앙길병원 이비인후과에서 간접 후두경 검사와 직접 후두경 검사 및 성대미세수술을 통해 임상적으로 진단된 성대폴립 20례와 성대결절 5례를 대상으로 한 면역조직화학적 염색법상 다음과 같은 결과를 얻었다.
성대폴립은 성대 남용에 의해 성대고유층의 손상만 초래하고 기저막은 보호되며 결합조직 형성반응은 발생되지 않아 세포외 간질의 구성성분인 type Ⅳ collagen은 기저막을 따라 정상적인 연속된 얇은 띠를 형성하고 주위를 충만시키는 단백질 중의 하나인 fibronectin도 고유층에 희박하게 발현되는 반면 성대결절은 반복적인 성대 남용에 의해 결합조직형성반응을 초래함으로써 성대기저막과 고유층의 과잉증식 및 손상을 야기시키며 기저막 및 고유층에 type Ⅳ collagen 및 fibronectin의 과잉축적을 관찰할 수 있다.
이와같은 병리조직학적 차이는 성대결절 및 폴립의 병리학적 발병원인의 차이를 설명해 줄 수 있으며 조직학적 감별진단과 더 나아가서는 양질의 치료계획 수립에 도움이 될 것으로 생각된다.
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