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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 44(7); 2001 > Article
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 2001;44(7): 744-747.
The Prognostic Value of DNA Flow Cytometry in Patients with Early Primary Oral Cavity and Oropharyngeal Squamous Cell Carcinoma.
Min Gwan Kim, Soon Yuhl Nam, Seung Joo Yoo, Jae Gul Chung, Sang Yoon Kim
1Department of Otolaryngology, Asan Medical Center, University of Ulsan, College of Medicine, Seoul, Korea.
2Department of Pathology, Asan Medical Center, University of Ulsan, College of Medicine, Seoul, Korea.
초기 구강과 구인두 편평세포암종에서 DNA 유세포 분석의 예후인자로서의 가치
김민관1 · 남순열1 · 유승주1 · 정재걸2 · 김상윤1
울산대학교 의과대학 서울중앙병원 이비인후과학교실1;진단병리과학교실2;
주제어: DNA flow cytometry구강암구인두암예후인자.
ABSTRACT
BACKGROUNDS AND OBJECTIVE: It has been known that tumor size, regional neck metastasis state and tumor thickness are the prognostic factors of oral cavity or oropharyngeal cancer. Additionally, DNA flow cytometry has also been reported to be one of the pronosic factors. We would like to evaluate the prognostic value of DNA flow cytometry in early oral cavity or oropharyngeal squamous cell carcinoma.
MATERIALS AND METHODS:
We analyzed the relation between tumor thickness or neck metastasis and survival rate in 59 patients with early oral cavity or oropharyngeal cancer. Among those patients, DNA flow cytometry was performed in 28 cases and the prognostic value of the parameters of DNA flow cytometry was analyzed.
RESULTS:
Overall, a 2-year survival rate of the patients was 90.1%. Neither tumor thickness nor neck metastasis state was related to the overall survival rate. Tumor thickness was not related to neck metastasis state, either. Of the parameters of the DNA flow cytometry, only the S phase fraction of aneuploidy was related to the overall survival rate (p=0.0288). Also the total proportion of aneuploidy was weakly related to the state of neck metastasis (p=0.0518).
CONCLUSION:
These results indicate that DNA flow cytometry can be used as a good complementary factor for predicting the overall survival or neck metastasis in patients with early primary oral cavity or oropharyngeal squamous cell carcinoma.
Keywords: DNA flow cytometry Oral cavity cancer Oropharyngeal cancer Prognostic factor

교신저자:김상윤, 138-736 서울 송파구 풍납 2동 388-1 울산대학교 의과대학 서울중앙병원 이비인후과학교실
                  전화:(02) 2224-3710 · 전송:(02) 489-2773 · E-mail:sykim2@www.amc.seoul.kr 

서     론


   일반적으로 종양의 크기, 경부전이, 질병의 전체 병기 등이 구강암과 구인두암의 예후인자로 알려져 왔으나, 최근의 연구 결과는 전체 병기보다는 종양의 두께(tumor thickness) 등이 생존율과 직접적인 관련이 있는 것으로 보고되고 있다.1)2) Brown 등에 의하면 종양의 두께가 3 mm 미만일 때보다 좋은 예후를 나타내는 것으로 보고하였다.3)
   한편 종양의 연구에 DNA 유세포 분석이 도입된 이후 ploidy(DNA content)와 세포성숙도(S phase fraction) 등은 악성종양의 진단과 예후분석에 많은 도움이 될 것으로 기대되었다. Hemmer 등은 구강 편평세포암종에서 DNA 유세포 분석이 예후인자로서의 가치가 높다고 평가하였으며,4)5)6) Yip 등은 비인강암 환자에서 나쁜 예후를 가질 것으로 예상되는 환자들을 분류하는데 DNA 유세포 분석의 유용성을 주장하였다.7) 국내에서는 1992년에 Kim 등이 후두암의 예후 평가에 DNA 유세포 분석을 도입하여 DNA 양이나 양상이 후두암의 예후 추정과 아무런 연관이 없다고 하였다.8) 그러나 검체의 선택(fresh versus paraffin embedded), 검체의 조작과정, 유세포 분석의 숙련도, 자료 분석 등의 어려움으로 많은 보고들이 서로 다른 결과를 보이고 있다. Valle-Zapico 등은 이상와의 편평세포암종의 경우 독립적인 예후인자로 종양의 크기, 림프관 침습, 경부전이 상태 등이 의미가 있으며 DNA 유세포 분석의 결과는 예후인자로서의 가치가 없음을 주장하였다.9) Calonje 등도 연조직 육종에서 DNA 유세포 분석의 예후인자로서의 가치를 회의적으로 평가하였다.10)
   이에 저자들은 초기 구강과 구인두 편평세포암종을 대상으로 종양의 두께, 경부전이, 그리고 DNA 유세포 분석결과 등의 예후인자로서의 가치를 판단하고자 하였다.

대상 및 방법

   1989년 6월부터 1999년 12월까지 T1 또는 T2(1998년 AJCC의 분류에 따름)의 구강 또는 구인두 편평세포암종 환자 중 초기 치료로 수술을 시행한 59명의 환자를 대상으로 그들의 의무기록을 이용하여 병력, 이학적 소견, 방사선학적 소견, 수술 소견, 진단 병리학적 소견, 수술 후 추적 관찰 기간 동안의 병력 등을 후향적으로 조사하였다.
   대상환자 중 남자는 47명, 여자는 12명이었으며 연령 분포는 28세에서 83세(평균 58세)이었다. 평균 추적 관찰 기간은 30개월이었다. 대상환자들을 종양의 발생 부위별로 분류하였을 때 설암이 33예(56%)로 가장 많았으며 그 중 13예에서 DNA 유세포 분석을 시행하였다. 구강저암이 11예로 두 번째로 많았으며 편도암, 연구개암, 설기저암 순이었다(Table 1). 경부 전이가 없는 예가 41예(69%)로 가장 많았으며 N1인 경우가 10예(17%)로 그 다음이었다(Table 2). 종양 조직을 광학현미경하에서 관찰하여 점막의 표면으로부터 종양이 자라 들어간 깊이가 측정이 가능한 경우는 그 깊이를 종양의 두께로 정하였으며 측정이 안 되는 경우에는 종양의 3차원적 구조 중 가장 짧은 길이를 종양의 두께로 정하고 절제된 종양의 두께(tumor thickness)를 4 mm 이상과 이하로 분류하였을 때 4 mm 이하가 7예(12%)이었으며, 4 mm보다 큰 예가 52예(88%)이었다(Table 3). 대상환자 59명 중 28명을 무작위로 추출하여 수술 중 절제된 종양 조직의 파라핀 포매 조직을 이용하여 Kim 등8)의 방법과 같이 DNA 유세포 분석을 시행하였다.
   결과 분석은 Kruskal-Wallis test, Cox's propotional hazard model, Kaplan-Meier methods를 사용하였다.

결     과

   대상 환자들의 2년 생존율은 90.1%이었다(Fig. 1). 경부 전이 상태(1998, AJCC)를 기준으로 N0, N1, N2그룹으로 구분하여 각 그룹간의 생존율을 비교하였을 때 각 그룹간의 유의한 생존율의 차이를 보이지 않았다(p=0.4188)(Table 2). 종양의 두께를 4 mm로 기준으로 하여 두 그룹으로 나누어 비교하였을 때 두 그룹간의 의미 있는 생존율의 차이를 보이지 않았다(p=0.4101)(Table 3). DNA 유세포 분석의 각 결과지표들을 대상으로 생존율을 비교하였을 때 G1 phase나 G2 phase 또는 전체 aneuploidy는 생존율과 연관성을 보이지 않았으나 S phase의 aneuploidy는 생존율과 큰 연관성을 보여서 S phase aneuploidy가 높을수록 유의하게 사망률이 높았다(p=0.0288)(Table 4).
   종양의 두께와 경부전이율을 비교하였을 때 종양의 두께와 경부전이율은 통계적 연관성을 보이지 않았다(p=0.824)(Table 5). DNA 유세포 분석의 각 결과지표들을 대상으로 경부전이율을 비교하였을 때 통계적으로 유의한 상관관계를 보이는 결과지표는 없었으나 전체 aneuploidy가 높을수록 경부전이율이 증가하는 추세를 보였다(p=0.0518)(Table 4).

고     찰

   본 연구에서 대상환자들은 초기 치료로 모두 수술을 시행하였으며 술후 질병의 이환정도에 따라 필요시 술후 방사선 치료를 시행하였다. 대상 환자들의 추적관찰 기간이 짧아 2년 생존율만 추정하였으며 전체 대상환자 59명의 2년 생존율은 90.1%이었다.
   먼저 종양의 두께(tumor thickness) 4 mm를 기준으로 하여 두 집단으로 분류하여 Kaplan-Meier method를 이용하여 두 집단 간의 생존율을 비교하였을 때 종양의 두께가 4 mm 미만인 7예는 모두 생존하였고 4 mm 이상인 48예 중 7예가 사망하였으나 통계학적으로 유의하진 않았다(p=0.4101). 그러나, 종양의 침습깊이(depth of invasion)가 명시되지 않은 경우 종양의 3차원적 크기 중 가장 작은 크기를 종양의 두께로 간주한 점과 추적 관찰 기간이 짧아, 종양의 두께(tumor thickness)가 구강암 및 구인두암에서 예후인자로서 가치가 없다고 결론짓기에는 어려울 것으로 생각된다.
   진단 당시 59예 중 18예(31%)에서 경부전이가 있는 것으로 조사되었는데 이는 타 문헌보고와 일치하는 결과이다.2) 경부 전이를 기준으로 세 집단으로 분류하여 각 집단 간의 생존율의 차이를 분석하였을 때 각 집단 간의 유의한 생존율의 차이를 발견하지 못하였다. 이는 경부전이 상태를 중요한 예후인자로 보고하고 있는 여러 문헌2)3)들과 상충되는 결과이다. 그러나 사망한 7예 중 5예(71.4%가 국소 재발로 인하여 사망한 점과 추적관찰 기간이 짧았던 점 등을 고려할 때 경부전이도 간과해서는 안 될 예후인자로 생각되며 피막외침범(extracapsular invasion 등도 고려의 대상이 되어야 하겠다.
   파라핀 포매 조직을 이용한 DNA flow cytometry는 1983년 Hedley 등에 의하여 처음 소개된 이후 다양한 종류의 임상에 적용되어 널리 이용되고 있으며 신선 조직을 이용한 DNA 유세포 분석 결과와도 차이를 보이지 않는다.11) DNA flow cytometry는 여러 방면에서 이용이 가능하여 양성종양과 악성종양을 구별하고, 악성종양의 발생 가능성이 높은 환자를 선별하거나, 질병의 경과를 추정할 수 있으며, 치료에 대한 반응을 예측할 수 있다.12) 그 중에서도 배수성(ploidy, DNA content)과 세포성숙도(proliferative capacity, S phase fraction)는 세포병리학적 소견이나 종양의 병기 외에 전체 생존율을 예측하는데 중요한 역할을 담당한다.12)
  
실제로 DNA flow cytometry로 염색체 자체의 변이는 측정할 수 없으나 이배수성(aneuploidy)과 세포성숙도(S phase fraction)를 측정함으로써 여러 종류의 암의 예후분석에 이용되고 있다. Moran 등은 유방암에서 이배수성(aneuploidy)의 정도와 세포분열기 중 S phase에 있는 세포의 분율이 높을수록 세포분화가 낮은 것으로 보고하였으며13) 그 외 난소암, 전립선암, 방광암, 대장직장암 등에서도 이배수성의 정도나 세포성숙도가 전체 생존율과 밀접한 연관성이 있다고 알려져 있다.12) 특히 Hemmer 등은 구강 편평세포암종에서 DNA flow cyotometry와 경부전이율, 생존율 등의 연관성을 주장하였다.4)5)6)
   전체 59예 중 28예를 무작위로 선택하여 DNA 유세포 분석을 시행하였다. 28예 중 4예(14.3%)에서는 이배수성(aneuploidy)이 없이 모두 동배수성(diplody)만 가지고 있었다. 그러나 갑상선선종 등에서도 이배수성(aneuploidy)을 관찰할 수 있어12) 배수성(ploidy)만으로는 양성과 악성을 판단하기는 어려울 것으로 생각된다. 나머지 24예에서는 16.3%에서부터 75.2%까지의 각각 다양한 이배수성(aneuploidy)을 나타내었다.
   DNA 유세포 분석의 각 지표들을 대상으로 Cox's propotional hazard model을 이용하여 생존율 분석을 시행하였다. 전체 이배수성(total aneuploidy)과 각 세포 주기별(G1, G2, S phase)로 이배수성의 정도를 분석한 결과 S phase aneuploidy만이 통계적으로 유의하게 생존율과 연관성이 있었다(p=0.0288). 또한 각 지표들과 경부전이율과의 연관성을 분석하였을 때 전체 이배수성(total aneuploidy)이 높을수록 경부전이가 많은 것으로 나타났다(p=0.0518). 이는 종양의 세포 중 이배수성이 높을수록 좋지 않은 예후를 가질 확률이 높음을 의미하는 것이며, 특히 이배수성을 가진 세포 중 S기(phase)에 있는 세포의 분율이 높을수록 좋지 않은 예후를 가질 것으로 추정할 수 있다. 이러한 결과는 Hemmer 등의 연구 결과와도 일치하는 것으로 DNA flow cyotometry가 종양의 크기, 경부전이 상태, 종양의 두께, 원격전이 등의 임상적 지표들과 더불어 구강과 구인두 편평세포암종에 있어 예후 인자로서 중요한 역할을 담당할 수 있음을 강력히 뒷받침하는 결과이다.

결     론

   초기 구강과 구인두 편평세포암종의 경부전이 상태와 생존율을 예측하는데 있어서 DNA flow cyotometry는 임상적, 병리학적 요인들에 보조적인 역할을 담당할 수 있으리라 생각된다.


REFERENCES

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  3. Brown B, Barnes L, Mazariegos J, Taylor F, Johnson J, Wagner RL. Prognostic factors in mobile tongue and floor of mouth carcinoma. Cancer 1989;64:195.

  4. Hemmer J, Nagel E, Kraft K. DNA aneuploidy by flow cytometry is an independant prognostic factor in squamous cell carcinoma of the oral cavity. Anticancer Research 1999;19:1419-22.

  5. Hemmer J, Kraft K, Kreidler J. The significance of DNA flow cytometry in predicting survivaland delayed clinical manifestation of occult lymph node metastasis to the untreated neck in patients with oral squamous cell carcinoma. J Cranio-Maxillofacial Surg 1998;26:405-10.

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  10. Calonje Eduardo, Fletcher CDM. Immunohistochemistry and DNA flow cytometry in soft tissue sarcomas. Hematology/Oncology Clinics North Am 1995;3:657-73.

  11. Hedley DW, Friedlander ML, Taylor IW, et al. Method for analysis of cellular DNA content of paraffin-embeded pathological material using flow cytometry. J Histochem Cyotochem 1983;31:1333-5.

  12. Lynn GD, Sue AB. DNA flow cytometry in solid tumor: Practical aspects and clinical applications. Seminars Diagnostic Pathology 1989:55-82.

  13. Moran R, Black M, Alpert L. Correlation of cell cycle kinetics, hormon receptors, histopathology, and nodal status in human breast cancer. Cancer 1984;54:1586-90.

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