분자병리검사

1. 분자병리검사의 의의

면역병리검사가 환자로부터 채취한 조직 또는 세포가 가지고 있는 단백질의 발현 양상을 분석하는 반면, 분자병리검사는 DNA 또는 RNA 등 핵산을 추출하여 유전자의 변화를 직접 분석합니다.

유전자 검사 등의 분자병리 검사를 하기 위해서는 생명윤리 및 안전에 관한 법률에 의거하여 먼저 환자에게서 유전자 검사 동의서를 받아야 하며, 유전자 검사 동의서가 없는 경우에는 이와 같은 검사를 할 수 없습니다.

세포는 다양한 유전자의 복합작인 변화에 의해 암세포가 되는데, 이때 나타나는 유전자의 변화는 크게 증폭, 결손, 전위, 돌연변이 등이 있습니다. 일부 유전자의 증폭 또는 전위는 그에 의해 과발현된 단백질에 대한 면역병리검사를 통해 간접적으로 추정할 수도 있으나, 많은 경우 유전자의 변화는 분자병리검사를 통해 직접 분석하여야 합니다. 유전자의 변화를 분석하기 위해서도 환자로부터 얻은 조직에서 암세포가 있는 부위만을 선택하여 핵산을 추출하고, 검사 결과를 조직학적 및 세포학적 소견과 비교하여 해석하여야 하므로 분자병리검사의 시행과 판독에도 병리의사의 역할이 매우 중요합니다.

면역병리검사와 마찬가지로 분자병리검사도 환자의 진단과 예후 추정 및 치료 방침의 결정을 위해 시행됩니다. 분자병리검사에는 여러 가지 분자유전학적 기술이 사용되는데, 그중에서 의학적으로 검사의 중요성이 인정되어 우리나라 병원들에서 시행되고 있는 대표적인 검사들과 그 적응증을 살펴보면 다음과 같습니다.

2. 중합효소연쇄반응 검사(PCR)

중합효소연쇄반응(PCR)는 미량의 핵산을 증폭시키는 방법으로, 분자병리검사의 기본이 되는 기술입니다. 민감도가 매우 높아 소량의 핵산에 대한 분석이 가능하므로 감염성균의 존재 여부를 검사하는 데에도 널리 사용됩니다. 중합효소연쇄반응을 이용한 흔한 분자병리검사는 다음과 같은 것들이 있습니다.

1) 결핵균/비결핵성마이코박테리움, 바이러스 등 감염성 질환의 진단

결핵은 우리나라에서 발생률이 높은 감염성 질환입니다. 결핵균이 침범하면 조직은 만성육아종성 염증을 보여주나 결핵균을 직접 증명하기 위해서는 배양 검사, 특수 염색, 중합효소연쇄반응이 필요합니다. 이 중 중합효소연쇄반응법은 이틀이면 검사결과가 나오고, 민감도가 매우 높아갈수록 그 사용이 증가하고 있습니다.

위 그림을 보면 한 환자의 폐에 결절성 병변에 대한 조직검사를 시행하였습니다. 만성육아종성염증이 관찰되어, 생검 조직에서 핵산을 추출하여 결핵균에 대한 중합효소연쇄반응를 시행하였습니다. 환자에서 양성대조군과 같은 크기의 띠가 나타나 환자의 조직에 결핵균이 있음을 증명하였습니다.

2) B림프구및 T림프구수용체 재배열 검사

림프구가 증식하는 경우는 크게 두 가지가 있습니다. 하나는 자체가 암이 되어 증식하는 림프종이고, 다른 하나는 각종 염증성 질환입니다.

대개 조직검사 및 면역병리검사를 통해 림프종과 염증성 질환의 감별이 가능하나, 다양한 세포가 침윤하는 경우 또는 생검 조직이 매우 작은 경우에는 림프종인지 염증성 질환인지 감별이 어렵습니다. 이때 중합효소연쇄반응을 이용한 림프구 수용체 재배열 검사를 시행하면 진단에 도움이 됩니다. 종양성 병변의 경우에는 한 개의 세포가 종양으로 증식한 것이므로 수용체 재배열 검사시 한 개의 분명한 띠가 관찰되나, 염증성 병변인 경우 여러 종류의 세포가 침윤해있으므로 여러 개의 띠로 나타납니다.

3. 형광동소교잡반응 검사(Fluorescence In Situ Hybridization, FISH)

형광동소교잡반응(FISH)은 염색체의 특이 위치에 여러 색깔의 형광표지자를 부착하여 형광표지자를 확인할 수 있는 특수 현미경으로 검사하는 방법으로 유전자 증폭이나 결손, 전위 등을 간단하게 확인하는 방법입니다. 다른 분자병리 방법들에 비해 간단하고 빠른 시간 내에 결과를 확인할 수 있어 많이 사용되고 있습니다.

4. 염기서열분석 검사(Sequencing) 또는 돌연변이(mutation) 검사

DNA는 유전정보를 담고 있는 기본 골격입니다. DNA는 A, T, G, C 네 가지의 염기로 구성되어 있으며, 이들의 조합에 따라 유전정보가 달라지고, 세포는 이 유전정보에 따라 특정 단백질을 생산합니다.

돌연변이란 DNA 염기서열이 정상과 달라지는 것을 말합니다. 특정 유전자의 돌연변이가 일어난 세포는 정상과 다른 성질을 갖는 단백질을 생산하게 됩니다. 암세포에서는 다양한 유전자의 돌연변이가 발생하는데 이 중 일부 유전자의 돌연변이는 진단, 예후 추정 및 치료 반응 결정에 중요합니다. 환자로부터 얻은 조직 또는 세포 검체의 암세포 부위에서 핵산을 추출하여 검사하고자 하는 유전자를 중합효소연쇄반응을 통해 염기서열분석기로 분석을 하면 암세포의 DNA 유전정보를 알 수 있습니다.

6. 인간유두종바이러스(Human papilloma virus, HPV) DNA chip 검사

HPV는 자궁경부암을 일으키는 바이러스입니다. 그러나 많은 HPV 바이러스 아형 중 암을 일으키는 바이러스는 고위험군 일부이며, 고위험군에 감염되었더라 하더라도 대부분 자연적으로 바이러스가 치유됩니다. 그런데 매우 일부 여성에서 고위험군의 바이러스가 사라지지 않고 계속 남아 세포의 유전자에 추가 손상을 주게 되면 자궁경부암이 발생합니다.

자궁경부암은 과거 여성암의 수위를 달렸으나, 자궁세포도말 검사에 의한 선별검사가 대중화되면서 그 유병률 및 사망률이 크게 감소하였습니다. 그러나 자궁세포도말검사는 검사의 민감도와 특이도가 낮은 단점이 있습니다.

HPV DNA chip은 자궁경부세포 검사시 채취한 세포 표본에서 DNA를 추출하여 바이러스의 감염 여부와 바이러스의 아형을 분석하는 분자병리검사입니다. HPV 아형 검사와 세포검사를 병용하여 시행하면 환자의 추적 관찰 방법과 자궁경부암의 조기 진단에 큰 도움이 됩니다.