상피세포성장인자수용체 돌연변이 폐암에서 insulin-like growth factor-1 발현의 의의

Abstract

서론: EGFR (epidermal growth factor receptor) 돌연변이는 주로 비흡연자, 여성, 그리고 동양인 폐암에서 많이 발견된다. 최근 대규모 임상 시험을 통해 EGFR 돌연변이 진행성 폐암에서는 이레사나 타쎄바 같은 EGFR tyrosine kinase inhibitor (TKI)가 표준 치료 약제가 되었다. 그러나 진행성 폐암과 달리 EGFR 돌연변이 초기 폐암은 연구자에 따라 상이한 임상경과를 보고하고 있다. 또한 TKI 보조요법 치료의 유용성도 확립되지 않았다. 따라서 초기 폐암에서 EGFR 돌연변이 유무의 임상적 의미는 불분명하다.

IGF-1 (insulin like growth factor-1)은 IGF-1R (insulin like growth factor 1 receptor)와 결합하여 신체 성장과 발달뿐 아니라 암세포의 증식과 apoptosis 억제에도 중요한 역할을 한다. IGF-1은 주로 간에서 생성되나, 최근 폐암에서 측분비 방식 분비(paracrine secretion)이 관찰되었다. 또한 IGF-1는 암의 분화와 전이에 중요한 역할을 하는 상피-간엽전환(epithelidal-mesenchymal transition, EMT)과 연관되어 있다.

IGF-1으로 인한 신호전달 체계는 EGFR과 crosstalk이 존재하며, EGFR 돌연변이 폐암에서는 wild type에 비해 증가된 IGF-1 발현이 보고되었다. 뿐만 아니라 IGF 신호계의 활성화는 TKI 내성에도 관여하는 것으로 알려져 있다. 그러나, EGFR 돌연변이 폐암에서 활성화된 IGF 신호계의 역할은 밝혀지지 않았다.

본 연구는 동양인 여성에서 많이 발견되는 EGFR 돌연변이 폐암 세포주 실험과 대상군의 임상양상을 분석하여 IGF-1 발현이 갖는 의미를 알아보고자 하였다.

방법: 1) 세포주 연구: EGFR 돌연변이 세포주인 H1650, HCC827/HCC827 (GR), PC-9 HCC4006을 사용하였다. IGF-1과 EGF 처리 후 EMT 표지자(E-cadherin, β-catenin, vimentin) 발현을 웨스턴블롯분석(Western blot)으로 평가하였고, MTT 측정법으로 IGF-1과 EGF 처리에 따른 세포 증식을 고찰하였다. IGF-1이 gefitinib 감수성에 미치는 영향을 평가하기 위해 gefitinib 반응성 세포주와 불응성 세포주로 분류하여 gefitinib 노출 후 세포 증식을 비교하였다.

2) 임상양상 분석: 2005년 1월부터 2011년 3월까지 수술 받은 EGFR 돌연변이 초기 폐암 중 여성을 대상으로 하였다. 남성에 비해 여성 폐암은 EGFR 돌연변이가 많을 뿐 아니라 대부분 비흡연자이고 선암이라는 균일한 특징 때문에 가설 검증에 적합하다. 보관된 해당 환자의 조직미세배열법(tissue microarray)을 이용하여 IGF-1과 IGF-1R 발현을 면역조직화학염색을 통해 확인하였다. 이후 IGF-1과 IGF-1R의 염색 강도 기준에 따라 양성 여부를 판단 후 예후 및 병기 등 임상양상과 연관성을 분석하였다. 또한 재발 후 TKI 치료를 받은 환자의 종양 반응과 IGF-1/IGF-1R 발현의 연관성을 고찰하였다.

결과: 1) 세포주 연구: IGF-1의 EMT 유도 여부를 평가하였을 때 세포주마다 다양한 EMT 표지자의 발현이 관찰되었다. H1650 세포주는 β-catenin과 vimentin의 발현이 증가하고 E-cadherin은 감소하는 경향을 보여 EMT에 합당한 소견을 보였으나, 다른 세포주에서는 동일한 현상이 관찰되지 않았다. IGF-1 처리에 따른 세포 증식을 평가하였을 때, EGF 단독 보다 IGF-1 병용 처리시 세포 증식이 뚜렷해지는 경향을 보였다. 각 세포주에서 gefitinib 감수성을 확인 후 IGF-1의 영향을 평가하였으며, IGF-1 병용 처리시 gefitinib 불응성 세포주의 세포 증식 소견과 gefitinib 반응성 세포주의 감수성 소실을 관찰하였다.

2) 임상양상 분석: EGFR 돌연변이 여성 폐암 42명의 IGF-1과 IGF-1R 발현과 임상상을 고찰하였다. 38% (n=16)에서 IGF-1 양성 소견을 보였으며, IGR-1R 양성에서 더 많은 빈도를 보였다(7% [IGF-1R-] vs. 56% [IGF-1R+], p=0.002). IGF-1 양성 환자의 불량한 예후가 관찰되었으나(보정 HR=10.1, p=0.012), IGF-1R 양성은 예후와 연관을 보이지 않았다(p=0.798, 로그순위검정). 재발된 환자의 TKI 반응을 고찰하였을 때 IGF-1 양성의 TKI 반응률이 IGF-1 음성일 경우보다 낮게 관찰되었다(43% vs. 91%, p=0.026). 반면 IGF-1R 양성의 TKI 반응률은 IGF-1R 음성과 비교하여 통계적 차이를 보이지 못했다(64% vs. 86%, p= 0.308).

결론: 세포주 실험과 임상상을 분석한 본 연구를 통해 EGFR 돌연변이 폐암에서 IGF-1 발현에 따라 증가된 세포 증식과 불량한 예후, 낮은 TKI 반응률을 확인하였다. IGF-1 발현에 따른 불량한 치료 성적은 새로운 치료 전략의 근거가 될 수 있을 것으로 기대된다.