검사의 기본 원리는 ECPKA의 자가 항체를 정량적으로 평가하는 것입니다. ECPKA는 extracellular protein kinase A의 약자로, 정상적인 세포에서는 PKA(cAMP-dependent protein kinase)가 세포 안에 존재하며, 세포 밖으로 유출되지 않지만, 종양세포에서는 PKA가 유출되어 이에 대한 항체가 형성되고, 혈청 중에서 검출됩니다.
기존의 암검사키트는 세포 바깥으로 유출되는 PKA(ECPKA)의 자가 항체를 혈철에서 측정해 악성 종양을 확인했습니다.
본 키트는 ECPKA의 농도와 혈청의 IgG 농도, CRP(C-reactive protein) 농도를 동시에 측정해서 이를 나이, 품종, 성별, 기저질환, 투여 약물 별로 학습한 인공지능이 연산하여 암의 발생 가능성을 표시해 줌으로써 기존의 키트보다 정확도가 약 10% 향상되었습니다.
우리가 측정하는 ECPKA항체 역시 면역 글로불린의 일부입니다. 따라서 면역계에 영향을 주는 약물이나 질환에 의해서 항체 생성이 줄어들면, 암이 있음에도 ECPKA항체 농도가 감소할 수 있습니다. 물론 반대로, 전체 항체량이 많으면 상대적으로 ECPKA 항체 농도 또한 증가할 수 있습니다.
이를 보정하기 위해서 면역글로불린 값을 측정하는 것입니다. 또한 면역글로불린 농도는 그 자체로도, 환자의 면역 상태를 확인하는 지표로 활용할 수도 있습니다.(de la Torre, Mari C et al. “Serum levels of immunoglobulins and severity of community-acquired pneumonia.” BMJ open respiratory research vol. 3,1 e000152. 28 Nov. 2016, doi:10.1136/bmjresp-2016-000152 등)
당화혈색소(Hemoglobin A1c)는 포도당이 결합한 혈색소를 의미합니다. 혈색소는 적혈구 내에 존재하며 산소를 운반하는 역할을 합니다. 당화혈색소는 혈당의 농도와 적혈구가 포도당에 노출된 기간에 비례해서 증가하며 한 번 결합하면 떨어지지 않습니다. 개의 적혈구 수명은 약 90일 정도로 알려져 있고, 당화가 일어난 적혈구는 수명이 조금 짧아지기 때문에, 당화혈색소는 약 2-3개월 간의 혈중 혈당 농도를 반영합니다.
참고)인의에서는 다음의 4가지 기준 중에서 한 가지라도 해당되면 당뇨병으로 진단하고 있습니다.
1. 당뇨병의 전형적인 증상(다음, 다뇨, 설명되지 않는 체중감소 등)과 식사와 관계없이 측정한 혈장 혈당이 200mg/dL 이상
2. 8시간 공복 혈장 혈당이 126mg/dL 이상
3. 75g 경구당부하검사에서 2시간 혈장 혈당이 200mg/dL 이상
4. 당화혈색소 수치가 6.5% 이상
(*애니스캔 당화혈색소 검사에서는 6.2% 이상을 당뇨로 진단하고 있습니다 Kim NY, An J, Jeong JK, et al. Evaluation of a human glycated hemoglobin test in canine diabetes mellitus. J Vet Diagn Invest. 2019;31(3):408-414. doi:10.1177/1040638719832071)
이처럼 당뇨병의 진단법은 수 십년 동안 특정 시점에서의 포도당 농도 측정(1,2,3)에 바탕을 두고 있었습니다. 하지만 이러한 검사법 들은 몇 가지 문제점을 안고 있습니다. 공복혈당 측정이나 경구 당부하검사를 위해서는 금식이 필요하며 검사 전 며칠 동안 식이요법이나 운동요법을 한 경우 위음성 가능성이 있습니다.
또한 공복검사는 민감도가 낮고 경구당부하검사는 가격이 비싸고 재현성이 뛰어나지 않으며 검사 시간이 많이 소요되어 손쉽게 수행하기에는 무리가 따릅니다.
이에 비해 당화혈색소는 여러 가지 이점이 있습니다.
당화혈색소는 혈색소에 당이 비효소적으로 결합한 것으로 그 중 HbA1c는 당화혈색소의 약 80%를 차지하는 주요 분획입니다. HbA1c는 임상적으로 당뇨병 환자의 과거 1-2개월의 혈당 조절의 지표로서 이용되고 있습니다.
(참고자료 :김본원. "개의 당뇨병에 관한 임상병리학적 연구." 국내박사학위논문 서울대학교, 1999. 서울)
HbA1c의 측정값에는 과거 1개월 간의 혈당치가 50% 그 이전의 혈당치가 나머지의 50% 정도 기여하는 것으로 알려져 있으며, HbA1c의 혈중 농도는 적혈구의 수명(개의 적혈구 수명은 연구자에 따라 약간의 차이를 나타내어 86-106일, 또는 평균 115일이라고 알려짐)에 좌우됩니다.
따라서, 적혈구 수명이 변한 일부 병적 상태에서는 HbA1c가 최근 혈당 조절 상태를 잘 반영하지 못할 수 있으며, 심한 1형 당뇨병과 같이 급격하게 혈당이 악화되는 상태에서는 급격히 증가한 환자의 혈당을 잘 반영하지 못하기 때문에 환자의 상태에 따라 HbA1c 해석에 주의가 필요합니다.
특히, 빈혈 환자에서는 빈혈의 병태 생리에 다라서 당화혈색소 농도에 서로다른 영향을 미친다는 것이 알려져 있습니다. 예를 들면, 철결핍성 빈혈 환자에서는 적혈구 수명이 길어지기 때문에 실제 혈당 조절 정도에 비해 당화혈색소 농도가 높아지지만 철분제를 복용하여 조혈기능이 왕성해지면 당화혈색소 농도가 실제 혈당 조절 정도보다 낮은 농도를 보일 수 있습니다. 또한 철결핍 상태가 되기 쉬운 임신 말기 등의 상황에서는 당화혈색소 농도가 실제 혈당 조절 정도에 비해 증가될 수 있다는 것이 알려져 있습니다.
마찬가지로 위 절제로 인한 vit. B12 결핍, 신부전으로 인한 에리트로포이에틴(erythropoietin) 감소, 임신이나 알코올 의존증으로 인한 골수억제 상태 등에서는 적혈구 생산이 감소하기 때문에 적혈구 수명은 연장되며, 비장적출술을 받은 경우에도 적혈구의 파괴가 지연되어 적혈구의 수명이 연장될 수 있습니다. 이와 같이 적혈구 수명이 연장된 상태에서는 적혈구의 당화 기간 역시 길어지기 때문에 실제 혈당 조절 상태에 비해 당화혈색소 농도가 높아질 수 있습니다. 한편, 용혈성 빈혈이나 간경변증 환자에서 비장 기능 항진으로 적혈구 수명이 단축된 경우에는 적혈구가 충분히 당화되기 전에 혈중에서 제거되기 때문에 당화혈색소 농도가 낮아질 수 있습니다.
따라서, 적혈구 수명이 길어지는 상태에서는 실제 혈당 조절 정도에 비하여 당화혈색소 농도가 높아질 수 있고, 적혈구 수명이 단축되거나 조혈이 왕성한 상태에서는 낮아질 수 있으므로 이를 염두에 두고 당화혈색소 검사 결과를 해석해야 합니다. 이처럼 적혈구의 수명에 변동이 큰 경우에는 당화혈색소 검사와 프록토사민 검사를 병행하거나, 혈당곡선 등을 통해 관리할 필요가 있습니다.
[참고문헌]
Gallagher EJ, Le Roith D, Bloomgarden Z. Review of hemoglobin A(1c) in the management of diabetes. J Diabetes. 2009 Mar;1(1):9-17. doi: 10.1111/j.1753-0407.2009.00009.x. Epub 2009 Jan 27.
개의 C 반응성 단백질(C-reactive protein, CRP)은 급성기 단백질의 한 종류로 간에서 생성됩니다. 이 단백질은 개의 염증에 매우 민감한 표지자입니다. CRP는 염증의 초기에 (4-6 시간) 매우 빠르게 증가하며 약 12-24 시간 후에 최고 농도에 이르면서 조직 손상에 대한 신체의 면역 반응을 조절합니다.
알파태아단백은 태아의 간에서 생성되는 단백질로 태생기에 주로 생성되며 생후에는 감소합니다. 하지만 성견이 된 후 간 손상이나 간암과 같은 병적 상태에서 농도가 다시 증가할 수 있습니다.
AFP는 간세포암(hepatocellular carcinoma)의 종양 표지자로 선별검사나 항암 치료효과 관찰, 암 재발의 감시에 이용되고 있습니다.
일반적으로, 알파태아단백 검사는 다음의 경우에 실시할 수 있습니다;
다만, AFP 검사는 일반적으로 민감도가 높지 않은 것으로 보고되고 있어, 단독으로 검사하기보다는 31번(ECPKA/CRP) 검사와 함께 검사하시면
자세한 결과를 얻을 수 있습니다.(이와 같이, 복수의 종양표지자로 분석하는 것을 조립분석(Combinaton assay)라고 하여, 진단의 정확도를 높이기 위해 널리 활용되고 있습니다.)
종양 표지자 검사란 종양에 의해 또는 종양에 대한 개체의 반응으로 생성된 물질에 대한 검사를 말합니다.
종양표지자(tumor marker)란 종양에 의해 또는 종양에 대한 개체의 반응에 의해 생성된 물질로서 종양의 존재를 확인하는데 이용되는 물질을 지칭합니다. 이러한 종양 표지자 검사는 암의 선별검사, 진단, 예후 판정, 치료효과 판정에 유용하게 사용될 수 있습니다.
일반적으로, 종양표지자는 검사에서 나타난 그 수치와 함께, 그 추이가 어떻게 변화되는 가를 보는 것이 중요합니다. 특별한 원인이나 증상없이 종양표지자가 증가되어 있는 환자에게는 적절한 주기로(종양표지자의 반감기 등을 고려) 다시 추적검사를 할 것을 권합니다. 추적 검사 후 수치가 비슷하거나 감소될 경우에는 악성종양이 아닐 가능성이 높습니다. 이후, 추적관찰을 중단하거나 치료가능한 양성질환이 있으면 그에 대한 치료를 권하게 됩니다. 그러나, 수치가 10~ 25 % 이상 증가한다면1), 추가적인 검사(초음파, PET-CT 등)를 해서 가능한 악성질환을 찾아보고, 의심이 되는 양성질환(예: 자궁축농증, 췌장염 등)이 있으면 이를 치료하면서 종양표지자를 추적 관찰하는 것을 권합니다.
1) Sölétormos G, Schiøler V, Nielsen D, Skovsgaard T, Dombernowsky P. Interpretation of results for tumor markers on the basis of analytical imprecision and biological variation. Clin Chem. 1993 Oct;39
'면역회피(Immune evasion)'란 암세포가 다양한 방법으로 면역감시체계(immune surveillance)를 벗어나는 것을 의미합니다.
면역회피 현상의 기전에 대해서는 여러가지 가설들이 제시되고 있습니다.
그 중 몇가지를 살펴보면 다음과 같습니다.
초기 암세포가 변형이되고 항원을 만들어내면 항원제시세포들이 이를 인식하고 전달하여 B 세포가 기억 B 세포와 혈장 B 세포로 분화됩니다. 암의 초기 단계라 함은 암세포수가 10,000,000개 이하를 의미합니다. 이러한 초기 단계에서 발현되는 단백질 항원은 양이 적어서 검출하기 매우 어렵습니다. 그러나 개개의 혈장 B 세포는 분당 약 5,000개 에서 20,000개의 항체를 만들 수 있으며, 3일 주기로 분화를 일으킵니다. 혈장 B 세포는 소수의 항원에 대해 접합력이 매우 높은 항체들을 생성해 냅니다. 이 과정은 상당히 폭발적이어서 암 초기 단계의 단백질 항원에 대해서 엄청난 수의 자가항체가 만들어지게 됩니다.
[그림 설명] 종양세포가 성장과 전이를 하기 위해서는 면역체계의 면역감시(immune surveillance)를 회피할 수 있어야 한다. 이러한 과정은 매우 동적 과정(dynamic process)으로 이해되며, 개념적으로는 3단계의 종양의 면역편집(immune editing)과정-제거, 평형 및 도피(elimination-equilibrium-escape)-을 통하여 면역감시 회피(immune evasion)가 이루어진다.
제거과정은 면역체계가 종양세포를 인지하고 효과적으로 제거할 수 있는 과정인 반면 평형과정부터는 더 이상 면역체계가 종양세포를 제거하지 못한다. 그러나 평형과정에서는 면역체계와 종양간의 평형상태를 이룸으로써 종양성장은 억제할 수 있는 단계이다. 그러나 도피과정에 이르면 면역체계의 종양 제거 또는 조절 능력을 벗어나게 됨에 따라 종양 성장과 전이가 나타나게 된다. 이러한 과정은 종양세포가 면역체계를 억제 내지는 회피할 수 있는 기능을 획득함에 따라 이루어지게 된다
애니스캔 암검진키트검사는 이 자가항체와 면역글로불린의 농도에 근거하여 조기에 암의 가능성을 발견할 수 있는 '조기 암 선별검사' 입니다.
하지만 불행하게도 신체는 스스로의 제한점을 가지고 있습니다. 항원의 발현이 특정 수준을 넘어서서 지속적으로 면역체계를 자극하게 되면 면역체계는 암에서 만들어지는 항원을 더 이상 비정상적인 단백질로 인식하지 않게 됩니다. 이러한 현상이 발생하면 B 세포에서 만들어지는 자가항체의 수가 암 초기에 비해서 줄어들게 됩니다.
또 어떤 암세포는 세포표면에 발현되는 단백질 항원을 제시하지 않는 경우도 있습니다. 이 경우에는 항원제시세포가 암세포를 나쁜 세포로 인식하지 못해서 자가항체 자체가 만들어지지 않게 됩니다. 말 그대로 투명 암세포가 되는 것이지요.
일부 암세포는 암세포를 인식하고 파괴시키는 면역과정 중 일부를 차단시키는 능력이 있습니다. 대표적인 예로 NLRC5 유전자가 있습니다. 이 유전자는 주조직적합성복합체 클래스 I을(MHC class-I) 조절하는 유전자 입니다. MHC class-I은 주로 세포독성 T 세포에게 항원을 제시해서 항원을 제시한 세포가 T 세포에 의해서 파괴되도록 합니다. 일부 암세포가 이 NLRC5 유전자의 기능을 차단함으로써 자신이 세포독성 T 세포에게 파괴되지 않도록 보호합니다.
이처럼 암세포는 다양한 방법으로 신체의 면역감시체계를 회피하여 살아남으려고 합니다.
지금도 많은 연구자들이 면역회피현상에 대해서 연구 중에 있으며, 이를 토대로 암세포를 찾아내고, 치료하고, 모니터링하는 방법을 찾고 있습니다.