원발성 간암 표지자 PIVKA-II (DCP), AFP 검사
간세포암(hepatocellular carcinoma, HCC)은 2002년 통계에서 전세계적으로 62만6천명이 발병했다는데 종양 환자 중에서는 여섯 번째로 많고, 오늘날 간경변증으로 사망하는 원인의 으뜸이다. 미국에서는 발병률이 계속 증가하는 추세인데다 1996-2002년 사이 5년 생존률은 단지 11.7%였다. 이런 실정에서 간암을 조기에 진단할 수 있는 생물학적 표지자들을 소개한다.
PIVKA-II Proteins Induced by Vitamin K Absence or Antagonist-II,
DCP (Des-gamma-carboxy prothrombin)Test
PIVKA II 검사는 원발성간암의 위험도 분석(HCC risk assessment )에서 FDA가 승인한 유일한 검사이다. AFP와 PIVKA II (=DCP)는 원발성간암을 진단하고 위험도평가와 감시에 서로 독립된 수단으로 이용된다.
정상 간에서는 프로트롬빈 전구물질의 아미노산 말단에 10개의 glutamic acid (Glu)가 비타민 K 의존 carboxylase 효소에 의해 gamma-carboxy-prothrombin이 혈액으로 분비된다. 그러나 많은 간세포암에서는 이 역할을 담당할 carboxylase 효소가 없고, 대신 트롬빈 활성이 없는 전구물질(unmodified precursor) DCP를 분비한다. 따라서 PIVKA-II (proteins induced by vitamin K absence or antagonist-II)라고 불리는 DCP (Des-gamma-carboxy prothrombin)는 비정상 혈액응고 단백이다.
PIVKA II는 원래 1984년 간세포암에 대한 혈청 표지자를 찾던 중에 처음 발견되었고, 뒤이어 진단과 치료 후 추적검사로 임상적 유용성이 증명되었다. 2007년 Michigan 대학의 연구결과에 의하면 초기의 HCC와 간경변을 감별하는데 PIVKA II는 높은 예민도(92%)와 특이도(93%)을 가진다고 했다. 이들 연구에서 PIVKA II는 AFP 검사에서 놓친 HCC 환자 17명 중 15명을 진단할 수 있었다.
2008년 UCLA에서도 PIVKA II는 원발성간암을 찾는데 주요한 수단이라면서 PIVKA II의 민감도가 87%, 특이도와 양성예측도(PPV)는 85%라고 했다. 게다가 PIVKA II는 종양 크기와도 직접적으로 관련이 있고, HCC가 없는 간질환자에서는 증가하지 않았다고 보고했다. PIVKA II 양성 환자는 흔히 HCC의 임상양상을 반영하기도 하는데 AFP-L3 양성인 환자와 차이가 있다.
PIVKA II 증가는 진행성암의 특징을 보이면서 치료효과 측면에서는 불량한 예후군에 속한다. 그러나 간혹 간세포종양 외에 급만성간염, 비타민 K결핍, 와파린 같은 항응고제나 광범위 항생제 사용에서 증가할 수 있으므로 결과 해석에 주의가 필요하다.
A 1984 study first described the use of DCP as a marker of hepatocellular carcinoma (HCC); it was present in 91% of HCC patients, while not being detectable in other liver diseases. The DCP level did not change with the administration of vitamin K, suggesting a defect in gamma-carboxylation activity rather than vitamin K deficiency. A number of subsequent studies have since confirmed this phenomenon.
A 2007 comparison of various HCC tumor markers found DCP the least sensitive to risk factors for HCC (such as cirrhosis), and hence the most useful in predicting HCC. It differentiates HCC from non-malignant liver diseases. Despite many years of use in Japan, only did a 2003 American study reevaluate its use in an American patient series. It also identified HCC at an earlier stage.
PIVKA II 측정원리와 검사장비
▶Colorimetric enzyme immunoassay – sandwich type
① Anti-human DCP mouse monoclonal Ab coated plate + patient’s serum
② Enzyme-labelled anti-human prothrombin rabbit IgG Ab
③ Enzyme substrate → color development
④ Measurement of optical density by spectrophotometer
▶ ABBOTT Architect PIVKA-II
한국애보트 진단사업부는 2016년 4월 대한진단검사의학회 춘계 학술대회에서 출시(launching)을 기념하는 심포지엄(발표 정헤영 이사)을 개최하였다. Architect PIVKA-II는 혈청과 혈장 모두 검사가 가능하며, AFP와 동일한 장비에서 검사할 수 있다. 검사방법은 화학발광면역분석법이며, 검사범위는 0~ 30,000 mAU/mL이다.
▶Chemiluminescence Enzyme Immunoassay (CLEIA) 화학발광효소면역측정법
LUMIPULSE G1200TM Autonalyzer
이 검사장비의 동시분석 항목은 최대 24가지이며, 검체처리속도는 시간당 최대 120 테스트이다. 측정 조건으로 반응시간은 25분이며, 보고완료까지 측정시간은 약 35분이다. 최대 100개의 검체를 장착할 수 있고, 장비 크기는 1200(가로)x800(세로)x1330(높이)이다.
일본 후지레비오(FUJIREBIO) 사(社)는 1992년 LUMIPULSE 시리즈로 ®1200을 처음 발매했고, 1996년에는 ®f (forte), 2005년에 Presto® II, ® S 를 내놓은 바 있으며, 가장 최근 2008년에 발매한 기종은LUMIPULSE® G1200이다.
화학발광효소면역법의 PIVKA II (des-gamma-carboxy-prothrombin, DCP) 검사킷트는 원래 일본 anko Junyaku, FUJIREBIO, Eisai 회사의 공동연구로 2004년에 개발되었고, LUMIPULSE® 계열 장비에 사용되었다. 여기서 추천 기준범위는 9.1~27.8mAU/mL인데 측정조건 및 시료에 따라 다를 수 있으므로 검사실에 적합한 기준범위를 설정하여야 한다. 후지레비오 제품으로는 간세포암의 감도, 간경변, 만성간염의 진단특이성을 고려하여 산정한 간세포암데 대한 cut-off치는 40 mAU/mL(측정범위 5-50,000 mAU/mL)로 보고하고 있다.
국내에서는 간암의 생물학적 표지자로 AFP이 그동안 가장 많이 이용되어왔으나, 한림의대 김형수 교수팀이 바이러스B형간염에 의한 간세포암에서 AFP와 PIVKA-II의 유용성에 대한 비교실험 연구가 있었다. 이 내용을 세계적인 학술지 J Clin Gastroenterol에 기고 했는데, 그 결과 PIVKA-II가 AFP와 간세포암의 독립적인 예후인자로 훨씬 가치가 있다는 결론을 내렸다.
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J Clin Gastroenterol. 2009 May-Jun;43(5):482-8.
antagonist-II in hepatitis B virus-related hepatocellular carcinoma: a prospective study.
Abstract
METHODS: Patients (n=126) were divided into 4 groups according to median levels of AFP and PIVKA-II (L; low/low, A; high/low, P; low/high, H; high/high) at diagnosis. Clinical characteristics and survival were compared among the groups, and Cox regression analysis was performed to find independent factors for survival.
RESULTS: Baseline host and viral factors were not significantly different among the 4 groups. High PIVKA-II groups (P and H) had more aggressive tumor characteristics (larger size of tumors, higher number of tumors, frequent portal vein thrombosis, P<0.05) and much shorter median survival time than low PIVKA-II groups (L and A) (P<0.05). In multivariate analysis, high PIVKA-II level was an independent predictor for survival (risk ration: 2.377, 95% confidence interval: 1.359-4.157, P=0.002) together with Child-Pugh score, advanced TMN stages, and treatment modality. Even after excluding 33 patients who had Child-Pugh class C and advanced tumor stages (tumor-nodes-metastasis stage III-IV) at diagnosis, high PIVKA-II level was still an independent predictor for survival (risk ration: 4.258, 95% confidence interval: 2.418-8.445, P<0.001).
CONCLUSIONS: Serum PIVKA-II level, not serum AFP, was a valuable independent prognostic factor in HBV-related HCC. |
[문의] 한림대학교 강동성심병원 소화기내과 김형수 교수 02-2224-2562
[참고] www.fujirebio.co.jp/products/lumipulse.html, www.eisai.com/news/news200421.htm
국내 수입판매: jw중외메디칼 02-8406-777, 봄메디칼(대표이사 배종만) 02-477-5916
검사수가 PIVKA II 12,080원 (2005.08.01 급여전환, 혈액응고검사)
▶Fluorescence Immunoassay (FIA) 형광효소면역측정시스템
µTAS Wako i30TM autoanalyzer
측정장비는 신세대 전자동 형광면역측정 장비인 µTAS Wako i30TM autoanalyzer (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Japan) 인데 시약과 검체 도입, 혼합, 세정, 분리, 검출이라고 하는 면역측정 전과정을 마이크로칩(microfluidic disposable assay chips)에 집약한 Micro Total Analysis System ((µTAS)을 적용하였다. 따라서 이 장비의 특징은 시약과 검체의 미량화, 면역반응의 신속화, 검사장비의 소형화이다.
측정방법은 가장 먼저 압력에 의해 마이크로칩 유로에 DNA 표지항체, 완충액 등의 시약이 유입된다. 두번째로 등속, 전기영동으로 농축하면서 면역반응시켜, 면역복합체를 형성한다. 동시에 미반응 표지항체와 B/F분를 분리한다. 세번째로 음극의 위치가 바뀌면서 전기영동으로 성분이 분리분획된다. 마지막으로 면역복합체를 레이저를 통해 형광검출된다. DNA표지 항체의 장점은 DNA 음극 전하에 의해 면역복합체가 신속하게 이동해 분리가 종료되고, 균일한 분자량을 가진 DNA에 의해 전기영동에 대한 면역복합체는 선명한 정점을 나타내어 높은 SIN비를 실현한 점이다.
이 장비를 이용하여 AFP (ng/mL), AFP-L3% (percent), DCP (ng/mL)을 측정하면, 최소 측정값은 AFP-L3% 와 DCP일 경우 각각 0.3, 0.1이다. AFP-L3%와 DCP를 같이 측정할 경우 간경변 진단의 정확도를 높일 수 있다. 유럽시장에서는 2011년 초에 출시하였고, Wako사의 AFP-L3와 DCP는 간세포암의 생물학적 표지자로 미국 FDA 승인을 받았다.
AFP(alpha-fetoprotein) 알파태아단백
화학발광면역측정법으로 측정
태아혈청단백으로 원래 태생기에 생성되고 생후 감소하기 시작하여 18개월이 지나면 성인 수치까지 현저하게 감소한다. 성인에서는 원발성간암 혹은 난황에서 유래된 생식세포 종양에서 증가할 수 있다. 따라서 이들 종양의 병기 결정이나 치료효과 판정에 이용하고 있다.
간암의 유병률이 높은 우리나라에서는 간암의 선별검사로 많이 이용해 왔다. 그러나 급성간질환, 만성간염, 간경변증, 심지어는 임신에서도 증가할 수 있어 특이도가 40-50%로 낮다.
또한 원발성간암의 50%에서만 증가하여 예민도가 낮고, 암종 크기가 2cm 이하인 경우는 약 80%에서 정상 수치를 보이기 때문에 진단적 가치는 낮다. 초음파검사를 진행한다고 해도 6~8%만 추가 진단이 가능하다.
AFP 검사는 효소면역측정법(EIA)과 동원원소를 이용한 방사면역측정법(RIA)이 흔히 사용되었는데 최근에는 대부분 화학발광면역측정법(chemiluminescence immunoassay)으로 대치되었다. 이는 항원과 항체의 결합을 화학발광 반응(chemiluminescence)을 이용하여 측정하는 원리이다.
화학발광 반응이란 화학발광 물질이 저에너지 상태에서 고에너지 상태로 여기(勵起, excitation) 되었다가 기저 상태(ground state)로 돌아오면서 빛을 내는 현상으로, 분자를 여기시키는 에너지가 빛이 아닌 화학 반응이라는 점에서 형광과 다르다.
[참고] 특수화학검사(종양표지자검사)로 분류되고, 분석장비로는 Elecsys 2010 (Roche), Advia Centaur XP (Siemens) 등을 사용하며, 참고치는 10 ng/mL 이하이고, 보험수가는 11,110원(2010년 현재)으로 등재되어 있다.
AFP-L3% : Lens culinarisagglutinin-reactive
fraction of alpha-fetoprotein (AFP-L 3)
AFP-L3 (fucosylated AFP)는 AFP isoform으로 간세포암의 선별검사 및 임신부 삼중검사(triple test)에서 이용되는 물질이다. AFP는 lectin Lens culiaris agglutinin (LCA)와 반응도에 따라 L1, L2, L3 등 3가지의 glycoform으로 분획할 수 있다. 이 때 AFP-L3 isoform이 원발성간암에 특이한 표지자이다. Wako사가 개발한 검사방법은 총 AFP에 대한 AFP-L3 비율을 측정한다.
간경변이나 만성B형 바이러스간염에서 AFP-L3% 수치가 10% 이상이면(양성) 간암 가능성이 매우 높다는 것을 의미한다. 뿐만 아니라 간암에서 AFP-L3%가 양성이라면 암의 진행 속도가 빠르고, 종양 크기는 상대적으로 크고, 간문맥정맥의 침범, 다른 장기로 전이와도 관련이 있다는 보고가 많아 예후를 추정하는데 중요한 수단이 될 수있다.
[출처] 원발성 간암 표지자 PIVKA-II (DCP), AFP 검사|작성자 기도하는 마음
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