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GC녹십자의료재단 진단검사의학본부 전문의 박미정, 박찬정

검사의 의의

1. 미세잔존질환의 정의

미세잔존질환(minimal residual disease, MRD)은 암환자에서 치료 후 남아 있는 아주 적은 수의 암세포를 지칭하는 용어입니다. 급성림프모구백혈병(acute lymphoblastic leukemia, ALL)과 다발골수종(multiple myeloma, MM=plasma cell myeloma, PCM) 등의 혈액암 환자에서 치료 후 완전관해(complete remission)/완전반응(complete response)으로 골수의 현미경 판독상 백혈병과 골수종 세포가 관찰되지 않거나 림프모구와 형질세포가 정상 범위일 때, 아주 적은 비율로 혈액암 세포가 남아있을 수  있습니다.

이러한 MRD의 존재 여부는 치료효과의 판정, 환자의 예후 예측, 암 재발의 발견, 최적의 항암치료 적용, 새로운 항암제와 치료 프로토콜 등을 평가하는 데 이용됩니다. 림프모구백혈병 환자에서 미세잔존질환 검사를 시행하는 시기는 치료 단계 또는 방법에 따라 다음 여섯가지로 나눌 수 있습니다.

2. MRD 측정 방법

MRD는 기존의 혈액암 진단에 이용되어 온 형태학적 진단, 혈청에서 단클론단백 등의 검출로는 측정되기 어려우며, 유세포검사(flow cytometry), 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR), 차세대염기서열분석(next-generation sequencing, NGS) 등의 민감도가 높은 검사법으로 측정합니다. 각 검사법은 장단점이 있으며, 일반적으로는 더 빠르고 검출 민감도가 높은 검사법이 유용하지만, 혈액암의 진단 시 면역표현형과 분자유전학적 특징에 따라 더 효과적인 검사법이 있을 수 있으며, 각 검사법은 상호 보완적으로 사용되고 시행한 모든 검사의 결과를 종합적으로 판단하여야 합니다.

Ref) Haematologica. 2022;107:2783-2793.

Fig. 1. 림프모구백혈병 환자에서 백혈병세포의 양과 미세잔존질환의 양, 백혈병 검사법과 검출 민감도

3. MRD 측정을 위한 유세포검사

환자의 말초혈액, 골수흡인 검체로 시행하며, 세포표면의 면역표현형을 측정하여 혈액암세포를 측정하게 되며, B-ALL의 경우 정상적으로 보일 수 있는 미성숙 B세포(immature B-cell precursors, hematogones)와 감별하여야 하고, 다발골수종의 경우 정상 형질세포와 감별하여야 합니다. MRD 유세포검사는 다른 MRD 검사법과 비교하여 결과 확인이 빠르고, 비교적 경제적 이며, 정상세포에 대한 정보도 확인할 수 있다는 장점이 있습니다.

검사의 원리

유세포분석기(flow cytometer, FCM)는 단일세포 부유액(single cell suspension)이 흐르게 하여 광원(laser)의 빛과 세포(또는 입자)가 부딪친 후 빛의 산란, 형광물질의 발광 현상을 이용하여 세포에 관한 여러 가지 정보를 측정하고 경우에 따라 특정 세포만을 선택하여 분리할 수 있는 장비입니다. 세포표면, 세포질, 핵 내의 항원단백질에 결합하는 항체-형광물질을 결합 시켜서 특정 세포군의 항원발현을 알아낼 수 있고, 세포군의 구별, 원하는 세포의 비율 측정 등에 이용됩니다. 미세잔존질환 검사는 이러한 유세포분석기를 이용하여 말초혈액이나 골수검체에서 아주 적은 비율의 혈액암세포(0.01~0.001%)를 민감한 방법으로 검출하며, 아주 많은 세포에서 적절한 표지자를 이용하여 정상세포와 구별하여 혈액암세포의 존재를 검출합니다.

Ref) Flow cytometry in clinical diagnosis/4th edition/ASCP press

Fig. 2. 진단 시와 추적관찰 시 유세포검사에서 측정되는 백혈병세포의 점도표(dot plot) 예

상기 특징을 토대로 B-ALL의 경우 정상 미성숙 B세포와 감별되는 항원들이 있으며, CD10/CD20 등 도표에서 정상 성숙경로 에서 벗어난 백혈병세포(MRD)를 감별할 수 있습니다(Fig. 3). 다발골수종의 경우 형질세포 표면항원의 변화를 측정하여 정상 형질세포와 감별할 수 있습니다. 림프모구백혈병(ALL) 환자에서는 1x10-4 (0.01%), 다발골수종에서는 1x10-5 (0.001%)의 혈액 암세포를 유세포검사로 검출할 수 있습니다. 검사의 정확성을 위해서는 검체의 상태가 중요하며, 골수검체의 경우 말초혈액 으로 희석(hemodilution)되는 것을 막기 위해 골수흡인 검체 채취 시 세포형태 검사용으로 처음 채취하는 골수흡인액을 최소한 (200~500 micL) 채취 후, 바로 MRD 유세포검사용 골수흡인액 1~2.5 mL를 채취하고, 그 후에 다른 검사용 검체를 채취합니다.

결과 해석

림프모구백혈병 환자에서는 1x10-4 (0.01%) 미만, 다발골수종에서는 1x10-5 (0.001%) 미만에서 MRD 음성으로 판단합니다. B-ALL에서는 MRD 음성(< 0.01%), 0.01%≤< 0.1%, 0.1%≤< 1.0%, 1.0%<의 범위로 나누어 볼 때 환자의 생존율에 유의한 차이가 있음이 보고되었고, 국제가이드라인(NCCN Guidelines)에 따르면 진단 8일의 말초혈액에 MRD< 1%, 진단 29일 (관해유도치료 종결) 골수의 MRD< 0.01%인지 확인하여 위험도 평가 및 치료 프로토콜 결정에 이용합니다.

따라서 B-ALL에서는 잔여 MRD세포 양이 해당하는 범위를 확인하고, 치료 과정 중 MRD 지속(치료 중 2회 이상 검사에서 양성)인지 MRD 재발(치료과정 중 음성으로 유지되던 MRD가 양성을 보임)인지 확인함으로써 환자의 치료 추적관찰 및 치료방침 결정에 이용합니다. 다발골수종에서는 MRD< 0.001% 미만을 MRD 음성으로 보고하며, 환자의 치료효과 판정과 질병의 추적관찰, MRD 재발확인과 치료방침 결정에 이용되고 있습니다.

참고문헌

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leukemia: methods and clinical context in adult patients. Haematologica. 2022;107:2783-2793.

02. Flow cytometry in clinical diagnosis/4th edition/ASCP press
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Association of Minimal Residual Disease With Clinical Outcome in Pediatric and Adult Acute Lymphoblastic

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Treatment With Carfilzomib-Lenalidomide-Dexamethasone With Lenalidomide Extension in Patients With Smoldering

or Newly Diagnosed Multiple Myeloma. JAMA Oncol. 2015;1:746-54.
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