Abstract


Cervical cancer is the second most common type of cancer among women worldwide and Human Papilloma Virus (HPV) infection is linked to more than 99 % of cervical cancer incidence. HPV 16 and HPV 18, the most prevalent high-risk types of HPV, account for about 70 % of all invasive cervical cancers worldwide. Accurate and internationally comparable HPV DNA detection and genotyping assays play essential roles in HPV epidemiological studies, HPV surveillance, vaccination impact monitoring, and prevention of cervical cancer by HPV infection. Currently, several HPV DNA detection and genotyping methodologies are used for diagnosis and monitoring of HPV-related diseases in clinical and research settings. However, there are some problems with reagents and laboratory performance, such as cross-reactions, false negatives, and contamination. To evaluate the accuracy and limitations of HPV detection, established HPV-infected cell lines have been used or plasmids containing the HPV genome have been constructed for proficiency testing. In this report, we introduced the developed HPV DNA proficiency testing programs.



I. 들어가는 말

  인유두종바이러스(Human Papillomavirus, HPV) 감염이 지속되면 자궁경부암(cervical cancer) 또는 생식기 사마귀(genital wart)가 유발되는 주요 원인으로 알려져 있다[1]. 자궁경부암 발생과 관련하여 HPV 유전형 중 HPV-16, -18, -31, -33, -35, -39, -45, -51, -52, -56, -58, -59, -68은 고위험군(high-risk types)으로, HPV-6형과 –11형은 저위험군(low-risk types)으로 분류된다[2, 3]. 고위험군 HPV 유전형 중 특히 중요한 -16, -18형은 자궁경부암 환자의 약 70%에서 발견되고[4], 생식기 사마귀 병변에서는 저위험군인 HPV-6, 11형의 감염이 주로 관찰된다[5]. HPV DNA 유전형 검사는 질환을 유발하는 원인 HPV 유전형 분석뿐만 아니라, HPV 백신 효과를 평가하는 데 널리 사용되고 있다[6]. 자궁경부암 선별검사인 세포검사(Pap smear)와 동시에 HPV DNA 검사를 하였을 때 자궁경부암에 대한 예측도가 높게 나타남으로 인하여 세포 및 HPV 동시검사에 관한 관심이 증가하고 있다[7]. HPV DNA 검사는 염기서열 분석, 중합효소연쇄반응, 유전형 분석법 등을 기반으로 다양한 검사제품들이 개발되어 있다. 국내에서는 주로 HPV 유전형 검사에 관한 제품이 다수 개발되어 식품의약품안전처의 인증을 받아 임상검사에 사용되고 있으나, HPV 검사제품, 검사실, 검사자 차이에 따른 정확도와 민감도 등 평가를 위한 정도평가 시스템은 없는 실정이다. 이에 본 글에서는 세계보건기구(The World Health Organization, WHO)와 외국의 관련 기관에서 수행되고 있는 HPV DNA 검사 정도평가 프로그램을 소개하고자 한다.

II. 몸 말


  WHO는 효과적인 HPV 감염률 조사와 HPV 백신접종 효과를 모니터링하기 위하여 HPV 검사실 서비스를 질적으로 향상시키고 표준화 하고자 2005년 WHO HPV 검사실 네트워크(HPV LabNet)을 구성하였다. HPV LabNet의 주요 활동은 HPV 백신에 대한 연구와 백신접종 효과를 규명할 수 있는 HPV 검사에 대한 정도평가 방법, 국제적 평가 기준과 정도평가용 표준물질 등을 개발하는 것이다. HPV 유전형 각각을 독립적으로 포함된 생물학적 자원 확보가 쉽지 않기 때문에, WHO는 표준물질로 특정 유전형의 HPV DNA를 포함하는 재조합 플라스미드 형태로 14종의 고위험 유전형(HPV-16, -18, -31, -33, -35, -39, -45, -51, -52, -56, -58, -59, -66, -68b)과 2종의 저위험 유전형(HPV-6, 11)을 포함하였다. WHO는 2008년 첫 정도평가를 시작한 이후 전 세계에서 수행되고 있는 HPV 검사와 유전형 분석 현황을 파악하기 위하여 1-2년 간격으로 정도평가를 하였고, 2011년 정도평가 결과를 최근에 보고하였다[8]. 2011년 정도평가에서는 고위험 유전형인 HPV-68a가 추가되어 총 17종의 유전형으로 구성된 43개 샘플과 DNA 추출과정에 대한 정도평가를 위하여 자궁경부암 세포주(HPV 감염 혹은 비감염)를 포함한 3개 샘플이 더해져 총 46개의 샘플로 패널을 구성하였다(Table 1).

HPV DNA 검사 정도평가 프로그램에 참여의사를 밝힌 100여 개의 전 세계 검사실을 대상으로 정도평가를 하여 총 134건의 결과를 보고 받았고, 그 결과에 대하여 검사실 간 비교 등 다양한 방식으로 분석하였다. 2008년, 2010년 HPV DNA 검사 정도평가와 비교하였을 때, 2011년에 민감도, 특이도와 정확도 등이 향상되었다. 이는 지속적인 정도평가 프로그램을 수행함으로 인하여 HPV 검사 능력이 향상되었음을 보여주고 있었다(Table 2).

미국 CAP (College of American Pathologists)에서는 Clinical Laboratory Improvement Amendments of 1988 (CLIA 1988)를 근간으로 HPV 감염 유-무를 검출하는 정도평가를 실시하고 있으며, 인증제도 운영으로 종합적 평가가 최소 80% 이상인 경우에 한하여 HPV 검사에 관한 숙련도를 인정하고, 80% 미만의 경우는 0점을 부여하고 있다. 최근 한 연구에서는 질병통제예방센터(Centers for Disease Control and Prevention, CDC)의 지원을 받아 pap smear와 HPV 검사를 동시에 수행하고 있는 검사실을 대상으로 2008년, 2009년, 2010년에 수행한 정도평가 결과를 논문에 게재하였다[9]. 논문에 따르면 정도평가 물질은 HPV 음성 및 HPV 양성 세포를 배양하여 이용하였고, HPV 검사에서 흔히 사용되고 있는 4가지 종류의 pap smear 수송용기(media)를 이용하였다. pap smear 수송용기는 각 기관이 선택한 용기에 정도평가 물질을 담아서 검사실에 배송하였다. 3년간 총 476개의 실험실이 14,911건의 검사 결과를 보고하였고, 정확도는 평균 98%였다. 연도별 양성과 음성의 결과 정확도는 유의한 차이가 없었으나, 정도평가용 물질제작에 사용된 pap smear 수송용기(media), HPV 검사방법 간에는 다소 차이를 보였다. 따라서 논문에서는 HPV 검사의 정확도를 위하여 pap smear 수송용기(media)와 HPV 검사방법을 선택하는데 유용한 정보를 제공할 것이라고 보고하였다(Table 3).

또한, 중국의 국립임상검사소(National center for clinical laboratories)에서는 2012년 HPV 유전형 분석을 하고 있는 검사실에 대한 정도평가 결과를 발표하였다[10]. 최근 중국에서는 자궁경부암 선별검사법의 하나로 다양한 종류의 HPV 유전형을 구별할 수 있는 검사법을 사용하고 있다. 각 검사실에서 사용하고 있는 바이러스 검사법에 대한 표준화와 분석능력을 향상시키기 위하여 중국 내에서 감염률이 높은 9개의 HPV 유전형(HPV-6, 11, 16, 18, 31, 33, 39, 51, 52)에 대한 정도평가를 하였다. 국립임상검사소에서는 우선 9개 유전형의 바이러스 DNA를 포함하는 재조합 플라스미드를 제조하였고, 제조한 플라스미드를 이용하여 23개의 바이러스 양성, 1개 음성으로 구성된 총 24개의 샘플로 패널을 제조하여 76개 검사실에 배포하였다. 이들 검사 결과를 통하여 중국에서 사용하고 있는 다양한 HPV 유전형 검사법의 민감도와 단일 또는 혼합형의 바이러스 유전형을 구별해내는 검사실의 검사능력을 평가하였다(Table 4). 본 정도평가를 시작으로 매년 정기적인 정도평가를 실시하고 있으며, 검사실에서 수행하고 있는 HPV 검사 정확도를 분석함으로 HPV 검사실의 질 향상을 목적으로 하고 있다.

III. 맺음말


  고위험 HPV 지속 감염으로 발생한 자궁경부암은 백신접종 및 정기적인 검진, 적절한 치료를 통해 충분히 예방이 가능한 질환으로서, 2014년 미국 식품의약품안전처에서는 pap smear와 동시에 실시한 HPV DNA 검사를 자궁경부암 선별검사 방법으로 승인하였다. 이와 같은 자궁경부암 선별검사와 HPV 백신 효과를 모니터링하기 위한 필수적인 변수로 HPV DNA 검출과 유전형 분석에 대한 관심이 높아지면서 HPV 검사에 대한 질 관리와 정도평가의 중요성이 증가되었다. 소개한 바와 같이 WHO를 비롯한 몇몇 외국의 보건기관에서는 임상검체, HPV 감염 세포주, 혹은 자체 제작된 정도평가 물질을 활용하여 HPV 검사실을 대상으로 정도평가를 하고 있다. 국내에서도 대한진단검사의학회(HPV-16, -18 감염 및 음성 세포주 이용)와 대한병리학회(WHO로부터 구매한 HPV-16, -18 표준물질 활용)를 중심으로 HPV 정도평가를 수행하고 있다. 그러나 HPV 검사를 하고 있는 국내 검사실을 대상으로 동일한 기준에서 HPV 검출 능력을 재현성 있게 비교할 정도평가 시스템이 없으므로 그 필요성이 더욱 증대되고 있다. 이에 국내에 적합한 HPV 검사법에 대한 정도평가 프로그램을 개발하여 국내의 HPV 검사 현황을 파악하고 각 검사실에서 사용되고 있는 검사방법에 대한 표준화 및 질 향상을 유도함으로써 국민 보건 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

IV. 참고문헌


1. Bulkmans N.W., Berkhof J., et al. 2007. Human papillomavirus DNA testing for the detection of cervical intraepithelial neoplasia grade 3 and cancer: 5-year follow-up of a randomised controlled implementation trial. Lancet. 370:1764-1772.
2. Muῇoz N., Bosch F.X., et al. 2003. International Agency for Research on Cancer Multicenter Cervical Cancer Study Group: Epidemiologic classification of human papillomavirus types associated with cervical cancer. N. Engl. J. Med. 348:518-527.
3. Smith J.S., Lindsay L., et al. 2007. Human papillomavirus type distribution in invasive cervical cancer and high-grade cervical lesions: a meta-analysis update. Int. J. Cancer. 121:621-632.
4. Bosch F.X., Burchell A. N., et al. 2008. Epidemiology and natural history of human papillomavirus infections and type-specific implications in cervical neoplasia. Vaccine. 26:K1-K16.
5. Ault K.A. 2006. Epidemiology and natural history of human papillomavirus infections in the female genital tract. Infect. Dis. Obstet. Gynecol. Suppl: 40470.
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9. Moriarty A.T., Bentz J.S., et al. 2013. The college of american pathologists 'first 3 years' experience with high-risk human papillomavirus proficiency testing for cytology and other laboratories. Arch. Pathol. Lab. Med. 137:606-609.
10. Zhang R., Huang J., et al. 2013. Proficiency test for human papillomavirus genotyping in China. Intervirology 56:295-301.