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Korean Journal of Clinical Oncology > Article
산발성 현미부수체 불안정성 대장암의 임상적 의의 및 MTHFR 677C>T 유전자 다형성과의 관계

ABSTRACT

Purpose:

Hypermethylation of human mut L homologue 1 (hMLH1) promoter region is known to cause sporadic microsatellite instability (MSI) colorectal cancers. 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) is the key enzyme in folate metabolism, acting as a methyl donor for DNA methylation. In this study, we investigate whether the polymorphism of MTHFR 677C>T plays a role in the alteration of the promoter-specific hypermethylation, predisposing to MSI colorectal cancers.

Methods:

Total of 487 sporadic colorectal cancer patients in CHA Bundang Medical Center were collected. MSI was identified when two or more are positive among five microsatellite markers (BAT25, BAT26, D17S250, D5S346, D2S123). The others were classified as microsatellite stable (MSS). Polymorphism of MTHFR 677C>T was genotyped by the polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP).

Results:

MSI was observed in 65 of 487 patients (12.73%). MSI colorectal cancers showed similar clinicopathological features with previously reported; younger age onset, right-sided preponderance, mucinous and poorly differentiated histology, lower stage, fewer lymph node metastases than MSS tumors (each P<0.05). The frequency of MTHFR 677TT genotype was 17.7% in the MSI group higher than 14.6% in the MSS group (P=0.17). Although not statistically significant, compared to the MTHFR 677CC referent, MTHFR 677 CT+TT genotype was more likely to have MSI than MSS (odds ratio, 1.81; 95% confidence interval, 0.94 to 3.68; P=0.06).

Conclusion:

This study demonstrated higher frequency of MTHFR 677TT genotype in MSI colorectal cancers. Furthermore, individuals with MTHFR 677CT+TT variant type might potentially develop MSI rather than MSS colorectal cancers.

서 론

1990년 Fearon과 Vogelstein [1]이 일련의 샘종암종연쇄(adenoma- carcinoma sequence)를 따르는 대장암 발암기전의 모델을 제시한 이래 분자생물학의 발전을 토대로 여러 경로가 밝혀지면서 대장암을 분자생물학적인 특징에 따라 세분하여 나누어 그 특징을 밝히려는 연구가 이루어지고 있다[2].
초기 가족성샘종폴립증(familial adenomatous polyposis)과 유전성 비폴립대장암(hereditary non-polyposis colon cancer) 두 유전성 질환 을 바탕으로 염색체 불안정성 경로(chromosomal instability: CIN pathway)와 현미부수체 불안전성 경로(microsatellite instability: MSI pathway), 두 대표적인 경로가 밝혀졌으며 이는 산발성 대장암에서 도 적용되어 약 85%정도 대부분의 경우엔 염색체 불안정성에 의해, 약 15%에서는 현미부수체 불안정성(microsatellite instability, MSI)에 의해 대장암이 발생하는 것으로 보고되고 있다[3,4].
현미부수체는 짧게 반복되는 염기서열 부분을 말하는데 반복적인 유전자 복제과정 중에서 변이가 일어나기 쉬운 부분으로 정상세 포에서는 DNA 부정교합 교정 시스템(mismatch repair system)에 의해 복구가 된다. 현미부수체 불안정성은 암세포에서 부정교합 교정 의 결함으로 인해 정상세포와 달리 길이 변화가 초래된 상태로 유전 성비폴립대장암의 경우에는 human mut L homologue 1 (hMLH1) 또는 human mut S homologue2 (hMSH2)와 같은 부정교합 교정 유전자(mismatch repair gene)의 배선 돌연변이(germline mutation)로 결함이 발생하는 경우이고 현미부수체 불안정성 산발성 대장암은 후천적으로 주로 hMLH1과 같은 DNA 부정교합 유전자에서 촉진자 부위(promoter region)의 과메틸화(hypermethylation)로 유전자 발현이 소실(silencing)되어 나타나는 결과이다. 이처럼 유전자 염기 서열 자체에는 문제가 없으나 DNA 메틸화나 히스톤 변형(histone modification) 등으로 유전자 발현의 소실을 일으키는 것을 상유전적 변이(epigenetic factor)라고 한다[4-6].
CpG 섬(CpG island)은 유전자 촉진자 부위의 40% 이상을 차지하는 DNA 부위로 과메틸화가 발생하게 되면 유전자 발현이 억제되어 결과적으로 유전자 불활성화를 일으킨다. 부정교합 교정 유전자나 종양억제유전자(tumor suppressor gene)의 촉진자 부위 과메틸화는 암발생의 중요 기전으로 작용하여 이를 CpG 섬 메틸화 표현형(CpG island methylator phenotype, CIMP) 경로라 하여 또 다른 발암경로로 분류하기도 한다. 과메틸화가 관찰되는 대장암에서 전구 병변으로 기존의 고전적인 샘암종연쇄를 따르지 않고 톱니 모양 병변(serrated lesion)으로부터 발생한다 하여 이를 톱니모양 경로(serrated pathway)라 명하기도 한다[3,5].
현미부수체 불안정성 산발성 대장암은 대부분이 톱니용종(serrated polyp)으로 기원되며 hMLH1 촉진자의 과메틸화, BRAF 변이 등과 연관되어 유전성비폴립대장암과는 암 발생 및 진행이 다르다는 분자생물학적인 발견은 발암기전에 상유전적 변이가 미치는 영향을 부상시키며 중요한 의의를 차지하게 되었다[4,6].
DNA 메틸화 과정에 엽산대사가 중요하게 관여하며 엽산대사의 장애는 메틸화의 이상을 초래해 발암에 기여하게 된다. 이 엽산대사 과정에서 효소 methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR)가 중요한 역할을 담당한다.
MTHFR은 5,10-methylenetetrahydrofolate (5,10-methylen THF)를 5-methyltetrahydrofolate (5-methyl THF)로 전환시켜 호모시스테인(homocysteine)이 메티오닌(methionine)으로 재메틸화되는데 탄소원자 공여자로서의 역할을 한다. 메티오닌은 s-adenosylmethionine(SAM)의 전구체로 SAM은 DNA 메틸화에 중요한 메틸공여자이다. MTHFR의 대표적인 두 가지 변이형의 유전자 다양성으로 염기서열 677 위치의 C가 T로 치환되는 형태(alanine→valine)와 1298의 A가 C로 치환되는 형태(glutamate→alaine)가 알려져 있는데 이 중 1298A> C 변이형의 구체적인 임상적 의의는 아직 밝혀져 있지 않으나 677C> T 변이의 CT형은 효소로서의 기능이 65%, TT형은 30% 정도로 감소되며 결국 메티오닌 합성과 전반적인 DNA 메틸화가 크게 감소하게 된다[7-10].
대장암에서 엽산대사에 중요한 효소인 MTHFR 677C>T의 다양성이 현미부수체 불안정성 유발에 미칠 수 있는 영향을 밝히고자 하는 선행연구들이 이루어져 왔다. 많은 연구가 이루어진 것은 아니나 아직 뚜렷이 일치되는 결과를 보이고 있지는 않다. MTHFR 677TT형에서 현미부수체 불안정성 발생 관련성이 작은 경우도 있고[11,12], 반대로 더 높은 관련성을 보이는 보고도 있다[13,14].
MTHFR 다형성과 암 발생 관련 연구는 여러 분야의 암에서 연구되고 있으나 아직 우리나라에서 대장암에서 현미부수체 불안정성과 MTHFR 다형성과의 관계를 다룬 연구는 많지 않다. 본 연구에서는 산발성 대장암에서 현미부수체 불안정성 대장암의 임상병리학적 특징을 알아보고 MTHFR 677C> T 다형성과 현미부수체 불안정성과의 상관관계를 알아보고자 한다.

방 법

대상

2003년 3월부터 2010년 2월까지 분당차병원에서 원발성 대장암으로 수술받은 487명을 대상으로 분석하였다. 대장암 환자군은 모두 산발성으로 가족성샘종폴립증과 유전성비폴립대장암 등은 제외하였다. 본 연구는 분당차병원 의료윤리위원회로부터 연구 승인을 받았다.

현미부수체 불안정성 유전자형의 분석

종양은 포르말린으로 고정된 파라핀 포매 조직을 haematoxylin-eosin으로 염색한 후 현미경 유도하에서 7 µm의 두께로 미세 절제하였다. 정상조직은 종양으로부터 최소 1 cm 떨어진 조직을 미세 절제하였다. DNA추출을 위해서 미세 절제된 조직을 밤 동안 56°C에서 0.5% tween (Sigma, St. Louis, MO, USA), 100 mM Tris-Hcl buffer (pH 7.6), 1 mM EDTA, 그리고 20 µg proteinase K (Sigma)를 이용하여 배양하였다. Proteinase K는 차후에 95°C에서 10분 동안의 배양으로 인하여 불활성화되었고, 추출된 DNA는 사용할 때까지 영하 20°C에서 보관되었다. MSI를 확인하기 하여 미국국립암연구소(National Cancer Institute, NCI; Bethesda, MD, USA)에서 권장하는 BAT25, BAT26, D17S250, D5S346, D2S123 5가지 표지자를 이용하여 정상조직과 종양조직에 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)을 실시하였다. PCR을 위해 10 pM primer, 1.5 mM MgCl2 20 µL, deoxyribonucleoside triphosphate 각각 0.2 mM, 0.75 U Taq polymerase (TaKaRa, Mountain View, CA, USA)를 혼합하여 25 µL의 반응액을 준비하였다. PCR은 94°C에서 15분간 초기 변성 후, 94°C에서 30초, 56°C에서 30초, 72°C에서 30초를 45주기 동안 시행한 후 마지막으로 72°C에서 10분간 연장반응을 실시하였다. PCR 산물은 ethanol로 침전시키고 Taq I으로 분해하여 6% agarose gel에서 전기영동시켰다[15].

현미부수체 불안정성 비교 분석

현미부수체 불안정성 분류에서는 NCI의 제안에 따라 5개의 표지자 중에서 2개 이상 allelic shifting이 보이면 microsatellite-high (MSI-H)로 1개 이상 양성을 보이면 microsatellite-low (MSI-L)군으로 분류하나 아직까지 MSI-L군은 뚜렷한 특징이 밝혀지고 않으며 임상적 특징이 현미부수체 안정(microsatellite stable, MSS)군과 차이가 없어 MSS군으로 함께 분류되기도 한다. 본 연구에서도 MSI-L군을 MSS군에 포함시켜 MSI군과 MSS군 두 군으로 나누어 각각의 성별, 나이, 종양의 위치, 종양의 크기, 종양의 병기, 조직학적 분화도, 림프-혈관 침윤(lymphovascular invasion), 암종배아항원(carcinoembrionic antigen, CEA) 수치 및 MTHFR 677C>T 다형성과의 상관관계를 비교 분석하였다.

MTHFR 유전자형의 분석

MTHFR의 분석을 위하여 정상 DNA를 대상으로 하였다. 환자의 말초 혈액의 림프구를 채취하여 DNA를 추출하였다. MTHFR 677 유전자형 분류는 GeneAmp PCR machine Perkin Elmer 2400 (Perkin Elmer Inc., Waltham, MA, USA)을 이용하였다. Human genomic DNA 200 ng을 1.5 mM MgCl2, 0.2 M, deoxynucleotide triphosphate, 1 unit Taq Polymerase (TaKaRa, Mountain View, CA, USA)와 함께 전체 용적 100 µL로 하여 primer 각각 100 pmol를 넣고 증폭시켰다. 이때 사용한 forward primer는 5′-GCA CTT GAA GAG AAG GTG TC-3′, reverse primer는 5′AGG ACG GTG CGG TGA GAG TG-3′이다. 중합효소연쇄반응의 조건은 denaturation을 94°C에서 5분간 시킨 후, 94°C에서 30초, 51°C에서 30초, 그리고 72°C에서 30초로 정하여 35회 증폭시켰다. 말단부 연장(terminal elongation)은 72°C에서 5분간으로 하다. PCR의 산물은 ethanol로 침전시키고 제한효소 Taq I으로 분해하여 4% agarose gel에서 전기영동시켰다. 변이 대립유전자(variant allele)는 염기서열 677에서 시토신(cytosine)이 티민(thymine)으로 바뀌는데, 동형접합체(homozygote)인 TT형은 173 bp와 30 bp의 두 절편을 보이고, 이형 합체(heterozygote) CT형은 203 bp, 173 bp와 30 bp를 보인다. CC형은 203 bp 하나의 band를 보인다. 각각 677TT, 677CT, 677CC의 유전자형(genotype)을 가진 3가지의 유임모구(lymphoblastoid) 세포로부터 추출한 DNA를 quality control로 이용하였다. 데이터는 Frosst 등[7]에 의해 기술된 방법에 따라 제한효소 Hin fI을 이용하여 얻었다.

통계 분석

통계적 분석은 chi-square test 또는 Fischer exact test 통계기법을 사용하였고 양측검정을 사용하였다. 분석 도구는 IBM SPSS ver. 20.0(IBM Co., Armonk, NY, USA)을 이용하고, P값이 0.05 미만일 경우 통계적으로 의미가 있다고 판정하였다.

결 과

대상자 총 487명 중 남성은 전체 281명, 여성은 206명이었다. 전체 평균연령은 62.41±12.21세였다. MSI군은 62명이었으며 MSS군은 425명으로 MSI군은 전체 12.73%의 빈도를 보였다. MSI군은 평균연령이 59.2± 15.02세이고 MSS군은 평균연령이 67.9± 11.69세로 MSI군의 평균연령이 낮았으며 50세 이하 비율도 32.2%이고 MSS군은 50세 이하가 15.3%로 MSI군에 젊은 층이 많이 분포하였다(P< 0.001). 두 군 간 남녀 성비의 차이는 없었다.
암의 분포 위치는 MSI군의 62.9%가 우측에 분포하였고 MSS군은 72.2%가 좌측에 분포하였다(P< 0.001). 암의 평균 크기는 MSI군이 6.45± 2.63 cm로 MSS군의 5.38± 2.18 cm보다 컸다(P< 0.001). MSI군은 전체 병기에서 69.4%가 I, II기에 속하였으며 III기가 29%, IV기가 1.6%로 환자 전체에서 III, IV기 비율이 각각 39.8%, 7.0%임과 비교하여 진단 시 병기가 낮았다(P= 0.037). T병기에서는 전체적으로 비교군 간에 차이가 없었으며 N병기에서 MSI군은 N0가 71%, MSS군은 N0가 51.3%로 림프절 전이가 낮은 경향을 보였다. 조직학적 분화도에서도 MSI군이 저분화도(poorly differentiated type)와 점액성(mucinous type)의 분포가 27.4%로 MSS군 10.4% 분포와 비교하여 유의한 차이를 보였다(P< 0.001). 림프-혈관 침윤 소견은 MSS군이 53.4%로 MSI군 32.3%보다 높게 나타났다. CEA 수치는 연구기간 중 기준치 값의 변경이 있어 정상범위와 비정상범위로 나누어 구분하였고 비교군 간에 차이는 없었다. 표에 명시되는 않았지만 평균 CEA 값은 MSI군이 10.34±26.10 μg/mL, MSS군이 16.64±99.73 μg/mL로 MSI군이 낮게 나왔으나 통계적으로 유의하지는 않았다(Table 1).

MTHFR 677>T 유전자형과 현미부수체 불안정성과의 관계 분석

전체 487명 중 CC형 161예(33.1%), CT형 253예(52.0%), TT형 74예(15.0%)였다. MSI군에서는 전체 62명 중 CT형이 59.7%, TT형이 17.7%로 변이형이 빈도수가 다소 높았다. TT형의 교차비(odds ratio, OR)는 1.86으로 현미부수체 불안정성과 높은 관련성을 보였으나 통계적인 유의성은 보이지 않았다(P=0.17). MTHFR 유형을 효소의 활성도에 따라 CC형과 CT형을 한 군으로 묶어 TT형과 분석한 결과에서 교차비는 1.26으로 현미부수체 불안정성과 관련성이 있음을 보였으나 역시 유의한 결과는 아니었다(P=0.57). CC형을 참고치로 CT형과 TT형을 한 군으로 묶어 야생형과 변이형 두 군으로 나누어 분석한 결과에서는 MSI군에서 변이형의 빈도가 77.4%, MSS군에서 65.4%로 MSI군에서 변이형의 빈도가 높았다. OR은 1.81이었으며(95% confidence interval [CI], 0.94-3.68), P값이 0.06으로 0.05에 가까운 값을 보였다(Table 2).

고 찰

대장암은 우리나라뿐만 아니라 미국, 유럽 등 다른 선진국에서 높은 발생률과 증가율을 보이고 있는 암이다. 분자생물학의 발전을 토대로 발암기전에 대한 많은 연구들이 이루어져 현재는 대장암이 단순히 하나의 일련과정을 따르는 질환이 아니라 다양한 전구 병변과 분자 경로, 다양한 예후를 보이는 암종의 복합체라는 것이 밝혀지고 있다[16].
샘종으로부터 출발하여 APC 종양억제 유전자의 변이로 시작되는 억제 경로(suppressor pathway)를 따라 대장암으로 진행되는 기존의 샘암종연쇄를 따르는 경로는 이제 전체 대장암의 60%만을 차지한다고 알려져 있다. 5%에서는 선종으로부터 출발하여 변이 경로(mutator pathway)를 따르는 유전성비폴립대장암 암종이 차지하고 나머지 35%는 전구병변이 톱니용종으로부터 출발하여 톱니 모양 경로라 일컬어지는 CIMP 발암경로를 따른다[16]. CIMP 양성인 대장암의 약 45%에서 현미부수체 불안정성을 보이는데 hMLH1이 메틸화되어 있으면서 CIMP 양성인 대장암의 100%에서 현미부수체 불안정성을 보인다고 한다[4].
Jass [2]는 DNA 현미부수체 불안정성을 MSI-H와 MSI-L/MSS 두 군으로 분류하고 CIMP 아형을 high, low, negative 세 군으로 분류하여 대장암을 총 5개의 군으로 나누어 각 군의 분자생물학적인 특징을 밝히고자 하였다. 모든 군들이 특징적인 임상양상을 보이는 것은 아니며 아직 그 특징이 뚜렷하지 않은 군도 있으나 전체 대장암의 약 12% 정도를 차지하는 MSI-H/CIMP-H/BRAF mutation 산발성 대장암은 다음과 같은 임상적 특징을 가지고 있다. 우측에 호발하며 여자환자의 비율이 높고 젊은 연령층에 발생하고 암 크기가 크며 조직학적으로 점액성, 저분화성을 보이고 림프구 침윤이 관찰되는 것이 특징이며 전이율이 낮고 진단 시 병기가 낮으며 양호한 생존율을 보이나 5-fluorouracil (5-FU)를 포함한 보조항암치료에는 나쁜 반응을 보이는 임상적 특징을 가지고 있다[4,17,18].
본 연구의 결과에서도 MSI군은 12.73%로 비슷한 분포를 보이며 MSI군과 MSS군을 비교하였을 때 남녀 성비의 차이는 없었으나 MSI군이 보다 젊은 연령층에 분포하였으며 이는 50세 이하가 차지하는 비율이 32.3%로 MSS군 15.3%에 비해 두 배 정도로 확연히 차이가 났다. 암 발생 위치가 우측에 차지하는 비율이 62.5%로 전체 32.2%에 비하여 뚜렷이 우측에 호발하는 경향을 보이며 암 크기가 MSS군보다 컸고 조직학적으로도 저분화도 및 점액성 비율이 높았고 이는 모두 통계적으로도 유의한 결과를 보였다. 본 연구에서 생존율 분석이 이루어지지는 않았지만 전체 암 병기 중 I, II기가 차지하는 비율이 MSS군에 비해 높은 점, 림프절 전이가 적은 점, 림프-혈관 침윤이 적은 점들이 양호한 생존율에 영향을 미칠 것으로 여겨진다.
지금까지 알려진 대표적인 상유전적 변이들로는 저메틸화와 암 유전자 활성, 과메틸화와 종양억제 유전자 발현 소실, 염색질(chromatin) 단백변이, loss of imprinting로 크게 네 가지가 있다[19-21]. DNA 메틸화 이상이 초래 하는 결과들로 아직 발암에 미치는 역할이 명확히 밝혀진 것은 아니지만 DNA 메틸화에 근원적인 메틸기 공급원으로서의 엽산의 대사과정이 상유전적 변이에 중요한 역할을 차지함을 알 수 있다. 엽산 대사의 손상은 전반적인 저메틸화나 촉진자 부위의 과메틸화 둘 다 유발할 수 있다.
엽산 대사에 중심 역할을 하는 MTHFR의 유전적 변이형들은 촉진자의 과메틸화를 포함한 DNA 메틸화에 영향을 미칠 수 있다. MTHFR은 5,10-methylene THF를 5-methyl THF로 전환시키는데 5-methyl THF는 엽산의 주된 순환 형태로 DNA 메틸화에 영향을 주고 부산물인 5,10-methylene THF는 DNA 합성과 복구에 영향을 미친다. 변이 유전자의 단백 발현체는 열에 약하고 효소로서의 특이성이 감소되는데 MTHFR 677C>T의 다형성들이 활동성에 영향을 미치는 주된 역할을 한다고 할 수 있다[7-10].
엽산의 섭취가 불충분할 때는 효소의 활성도가 낮은 MTHFR 677TT형은 5-methyl THF공급 감소로 DNA 메틸화 감소를 유도하고 비메틸 형태인 5,10-methylene THF의 축적은 DNA 합성 과정 중에 우라실(uracil) 오편입(misincrporation)을 증가시켜 DNA 가닥 절단의 증가와 이로 인한 세포분열 동안 염색체 이상을 유도하여 DNA 메틸화와 DNA의 합성의 불균형을 초래함으로써 대장암 발생의 위험성을 높일 가능성이 높다. 그렇지만 충분한 엽산의 섭취로 고메틸기의 공급을 유지함으로써 TT형에서 위험도를 낮출 수 있다[22-25].
효소의 활성도가 낮은 변이형들에서 촉진자 부위의 과메틸화의 증가를 보여주는 선행연구도 있다. Oyama 등[26]은 같은 아시아권인 일본인을 대상으로 시행한 연구에서 효소의 활성도가 낮은 MTHFR 변이형에서 hMLH1을 포함한 종양억제유전자 촉진자 부위의 과메틸화 빈도가 높은 결과를 보여주었다. CIMP 양성 빈도도 효소의 활성도가 높은 군보다는 낮은 MTHFR 변이형 군에서 빈도가 높은 유의한 결과를 보여주었다. 이러한 특징은 전체 대장암에 해당하지 않고 근위부암에 국한되어 나타나는 특징을 보여주었다.
따라서 MTHFR 677TT형은 DNA 메틸화 장애를 초래하여 국소적인 CpG 섬 과메틸화를 유발할 가능성이 더 크므로 MSI 대장암 발생 위험성과 관련이 있음을 예상해 볼 수 있다.
본 연구에서는 비록 통계적으로 유의한 결과를 보이지는 않았지만 MSI군에서 TT형이 차지하는 비율이 17.7%로 MSS군의 14.6% 보다 다소 높았고 OR값이 1.86로 현미부수체 불안정성과 더 강한 관련성을 보여주고 있다. MTHFR 677CC 야생형을 참고값으로 하여 CT와 TT변이형을 비교한 결과에서는 OR값이 1.81이고 P값이 0.06으로 0.05에 가까운 값을 보여 현미부수체 불안정성 쪽으로 기울어지는 가능성을 보여주었다.
Shannon 등[13]이 시행한 연구에서도 MSI군에서 TT형의 비율이 16%로 본 연구와 비슷한 분포 비율을 보이고 있으며 MSS군과 비교하였을 때도 높은 분포를 보이고 있다(16% vs. 9%; P= 0.05). 본 연구보다 더 많은 대상자(전체 1,649명 중 MSI군 171명)를 비교한 Hubner 등[14]의 연구에서도 TT 유전자형이 MSI군에서 높은 빈도를 보이며(14% vs. 10.4%; OR, 1.90; 95% CI, 1.09-3.31; P< 0.05) CT와 TT 변이형도 CC 야생형과 비교하여 OR 1.48 (95% CI, 1.07-2.07; P< 0.05)로 현미부수체 불안정성 발생과 관련성이 높음을 보여주었다.
그러나 상반된 결과를 보고하는 연구도 있다. Toffoli 등[11]의 보고에서는 MSI군에서 MSS군보다 TT형의 비율이 낮았으며(6% vs. 16%) 현미부수체 불안정성 대장암 발생 위험도도 낮았다(OR, 0.32; 95% CI, 0.019-1.09; P= 0.07). Eaton 등[12]의 보고에서도 야생형과 변이형 두 군으로 나누어 비교하였을 때 MSI군에서 변이형의 비율이 낮았으며 엽산 정도에 상관없이 모두 변이형과 MSI군 간의 교차비 값이 1보다 작은 결과를 보였다(OR, 0.29; 95% CI, 0.07-1.17). Toffoli 등[11]과 Eaton 등[12]의 두 연구에서는 n수가 작고 통계적으로 유의한 결과는 아니었으며 Shannon 등[13]과 Hubner 등[14]의 연구에서는 현미부수체 불안정성 상태 결정에서 일부 표지자만을 이용한 한계가 있다.
Hubner 등[14]은 다른 선행연구와 위에서 언급된 연구들을 포함하여 1,526명이 추가되었을 때 MTHFR 677TT형에서 현미부수체 안정성 대장암보다 현미부수체 불안정성 대장암으로 발생될 OR 값이 1.7배(95% CI, 1.2-2.4; P= 0.002)가 되는 결과를 보여주었다.
아직 모든 연구에서 어떠한 한 방향으로 기울어지는 일치된 결과를 보여주고 있지는 않지만 지금까지 보고된 연구 중 가장 많은 대상자를 다룬 Hubner 등[14]의 연구를 참조할 때 MTHFR 677C>T 다형성 중에 효소의 활성도가 떨어지는 CT와 TT 변이형이 메틸화의 이상을 초래하여 국소적인 촉진자 부위의 메틸화로 인하여 발생하는 현미부수체 불안전성 대장암과 관련성이 있음에 더 무게를 실어볼 수 있다.
그러나 본 연구에서나 Hubner 등[14]의 연구에서는 엽산 섭취 상태가 메틸화에 영향을 줄 수 있는 부분에 대해서는 고려되지 못하였다. 적절한 메틸기 섭취가 MTHFR 677TT형에서 대장암 발생에 보호효과를 줄 수 있는 선행 연구 결과를 고려하여 이후의 연구에서는 고려되어야 하는 중요한 변수이며 70세 이상의 고령에서 TT형에서 대조군에 비해 암 발생 위험도가 높아지고 우측에 발생한 현미부수체 불안정성 대장암에서 TT형의 평균 연령이 높은 Shannon 등[13]의 연구들을 보았을 때 연령에 따라 MTHFR 677TT형이 미칠 수 있는 영향이 다를 수도 있음이 고려되어야 할 것이다[27, 28].
본 연구결과에서는 현미부수체 불안정성 산발성 대장암이 다른 대장암과 구별되는 특징을 가지며 현미부수체 불안정성 대장암에서 MTHFR 677TT형이 더 높은 빈도수를 보이고 MTHFR 677C> T 변이형에서 현미부수체 안정성 대장암보다는 현미부수체 불안정성 대장암으로 진행될 가능성이 있음을 보여주었다. 향후 더 많은 개체수와 엽산 섭취의 상태, 나이, 다른 유전자 다형성 등을 고려한 연구들이 지속적으로 이루어져야 할 것이다. 현미부수체 불안정성 대장암은 5-FU를 포함한 보조항암치료에 반응이 낮은 것으로 보고되며 5-FU의 대사과정에는 엽산 대사 중간 생성물이 관여된다[29]. 따라서 미래에는 대장암의 진단 및 치료 방향의 결정, 예방 등에 이러한 현미부수체 불안정성 상태나 MTHFR 유전자의 다형성에 대한 평가가 선행요건으로 이루어질 수 있는 것도 기대해 볼 수 있는 일일 것이다. 향후 개인 맞춤형 치료로의 발전에 이러한 연구들이 뒷받침이 될 수 있기를 기대해 본다.

CONFLICT OF INTEREST

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

ACKNOWLEDGMENTS

This study was supported by a grant from the National Research Foundation of Korea (NRF) funded by the Ministry of Education (2009-0093821 and NRF-2012R1A1A2007033).

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Table 1.
Comparison of clinicopathologic features between MSI and MSS
Factors MSI (n = 62) MSS (n = 425) Total (n = 487) P-value
Sex 0.831
 Male 35 (56.5) 246 (57.9) 281 (57.7)
 Female 27 (43.5) 179 (42.1) 206 (42.3)
Age (yr)
 Mean 59.23 ± 15.02 62.87 ± 11.69 62.41 ± 12.21 0.028
 ≤ 50 20 (32.3) 65 (15.3) 85 (17.5) 0.001
Location < 0.001
 Rignt 39 (62.9) 118 (37.1) 157 (32.2)
 Left 23 (27.8) 307 (72.2) 330 (67.8)
Tumor size (cm) 6.45 ± 2.63 5.38 ± 2.18 5.38 ± 2.38 < 0.001
TNM stage 0.037
 I 8 (12.9) 41 (9.60) 49 (10.1)
 II 35 (56.5) 175 (41.2) 210 (43.1)
 III 18 (29.0) 176 (41.4) 194 (39.8)
 IV 1 (1.6) 33 (7.8) 34 (7.0)
T stage 0.741
 T1 3 (4.8) 26 (6.1) 29 (6.0)
 T2 7 (11.3) 33 (7.8) 40 (8.2)
 T3 47 (75.8) 322 (75.8) 369 (75.8)
 T4 5 (8.1) 44 (10.4) 49 (10.1)
N stage 0.015
 N0 44 (71.0) 218 (51.3) 262 (53.8)
 N1 10 (16.1) 111 (26.1) 121 (24.8)
 N2 8 (12.9) 96 (22.6) 104 (21.4)
Histological differentiation < 0.001
 WD+MD 45 (72.6) 380 (89.4) 425 (87.3)
 PD+MUC 17 (27.4) 45 (10.6) 62 (12.7)
Lymphovascular invasion 0.002
 Positive 20 (32.3) 227 (53.4) 247 (50.7)
 Negative 42 (67.7) 198 (46.4) 240 (49.3)
CEA level 0.639
 Abnormal 21 (33.9) 157 (36.9) 178 (36.6)
 Normal 41 (66.1) 268 (63.1) 309 (63.4)

Values are presented as mean±SD or number (%).

MSI, microsatellite instability; MSS, microsatellite stable; TNM, tumor, nodes, metastasis; WD, well differentiated; MD, moderately differentiated; PD, poorly differentiated; MUC, mucinous type; CEA, carcinoembrionic antigen.

Table 2.
Relationship between MTHFR 677C>T polymorphism and MSI status
MTHFR genotypes MSI (n = 62) MSS (n = 425) Total (n = 487) Odds ratio (95% CI) P-value
CC 14 (22.6) 147 (34.6) 161 (33.1) Reference
CT 37 (59.7) 216 (50.8) 253 (52.0) 1.80 (0.91-3.73) 0.09
TT 11 (17.7) 62 (14.6) 73 (15.0) 1.86 (0.72-4.69) 0.17
CC+CT 51 (82.3) 363 (85.4) 414 (85.0) Reference
TT 11 (17.7) 62 (14.6) 73 (15.0) 1.26 (0.56-2.63) 0.57
CC 14 (22.6) 147 (34.6) 161 (33.1) Reference
CT+TT 48 (77.4) 278 (65.4) 326 (66.9) 1.81(0.94-3.68) 0.06

Values are presented as number (%).

MTHFR, methylenetetrahydrofolate; MSI, microsatellite instability; MSS, microsatellite stable; CI, confidence interval.

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