Wada Y, Nakajima S, Kushima R, Takemura S, Mori N, Hasegawa H, Nakayama T, Mukaisho KI, Yoshida A, Umano S, Yamamoto K, Sugihara H, Murakami K.
Virchows Arch. 2021 Jul;479(1):169-178. doi: 10.1007/s00428-021-03033-5.
Introduction
화생(metaplasia)은 한 종류의 성숙한 성인 세포가 다른 종류의 성숙한 성인 세포로 대체되는 현상이다 [1]. 위(stomach)에서는 여러 형태의 화생이 보고되어 있다. 장상피화생(intestinal metaplasia)은 위에서 대표적인 화생 중 하나로, 원래 위점막이 존재해야 할 부위에 대장 또는 소장 점막이 존재하는 상태를 의미한다 [1]. 유문선화생(pyloric metaplasia) 또는 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia)은 또 다른 대표적인 화생으로, 원래 기저선(fundic gland) 점막이 존재해야 할 부위에 유문선 점막이 존재하는 상태를 의미한다 [2–4]. 췌장선방세포화생(pancreatic acinar cell metaplasia)은 위 내에 존재하는 췌장 선방세포들의 군집으로 구성된다 [5–7].
유문선화생은 헤마톡실린-에오신(H&E) 염색 및 MUC6 면역조직화학 염색에서 정상 유문선 점막과 동일하게 염색된다. 가성유문선화생 역시 H&E 염색에서는 정상 유문선 점막과 동일하게 보이지만, 면역조직화학적으로 펩시노겐(PG) I에 양성을 보인다는 점이 다르다. 반면 유문선화생은 PG I에 음성이다 [3]. 그러나 많은 논문에서는 유문선화생과 가성유문선화생을 구분하여 기술하지 않았으며, 흔히 “유문선 또는 가성유문선화생(pyloric or pseudopyloric metaplasia)”으로 함께 취급해 왔다 [4].
최근에는 동물의 위에서 trefoil factor family 2(TFF2)의 발현을 이용하여 경련억제성 폴리펩타이드 발현 화생(spasmolytic polypeptide-expressing metaplasia, SPEM)과 유사한 병변을 지칭하고 있다. Wang 등은 Helicobacter felis에 감염된 마우스의 기저선 점막에서 비정상적인 화생성 세포 계통(aberrant metaplastic lineage)을 발견하였으며, 이 세포 계통이 TFF2를 발현하여 위점막의 재생성 변화를 반영한다고 보고하였다 [8–10].
여러 연구에서는 SPEM이 위암의 전암성 병변(precancerous lesion)이라고 보고하였다 [11–14]. 반면 Graham과 Zou는 SPEM이 위암으로 이행한다는 직접적인 실험적 근거는 매우 제한적이며, 인간 연구에서 SPEM이라는 용어를 사용해서는 안 된다고 주장하였다 [15].
많은 논문에서 SPEM은 가성유문선화생과 동의어로 간주되고 있다 [16–20]. 그러나 Helicobacter pylori 위염에서는 유문선화생과 가성유문선화생이 항상 TFF2를 발현하는 것은 아니었다 [4].
자가면역위염(autoimmune gastritis, AIG)은 만성적이고 진행성인 염증성 질환으로, 자가면역 기전에 의해 위점막의 벽세포(parietal cell)가 현저하게 파괴되는 것이 특징이다. 이로 인해 위산 분비가 감소하고, 음성 되먹임(negative feedback) 기전에 따라 고가스트린혈증(hypergastrinemia)이 발생한다 [21–23]. AIG가 진행함에 따라 기저선의 심한 위축이 발생하며, 장상피화생, 유문선/가성유문선화생, 췌장선방세포화생 등 다양한 형태의 화생이 동반된다 [24–30]. 따라서 AIG는 유문선/가성유문선화생에서의 TFF2 발현을 연구하기에 적합한 모델 중 하나라고 할 수 있다.
본 연구에서는 유문선/가성유문선화생 선(gland)에서 TFF2를 발현하는 선의 수를 조사하고, 인간 조직에서 SPEM이라는 용어를 가성유문선화생의 개념으로 사용할 수 있는지를 확인하고자 하였다.
Materials and methods
Subjects
본 연구에서는 2012년 5월부터 2020년 1월까지 일본 Japan Community Healthcare Organization 시가병원(JCHO Shiga Hospital)에서 상부위장관내시경(esophagogastroduodenoscopy)을 시행받고, 임상적 및 병리조직학적으로 자가면역위염(autoimmune gastritis, AIG)으로 진단된 연속 환자 22명(남성 7명, 여성 15명)의 생검 조직을 후향적으로 검토하였다.
AIG의 진단 기준은 혈청 항벽세포항체(anti-parietal cell antibody) 또는 항내인자항체(anti-intrinsic factor antibody) 중 하나 이상이 양성이면서, 다음 네 가지 항목 중 최소 한 가지 이상을 동반하는 경우로 정의하였다.
혈청 가스트린 증가
내시경상 중증의 위점막 위축
혈청 펩시노겐(PG) 검사 강양성(3+)
혈청 비타민 B12 감소
또한, 후술되는 조직병리학적 기준도 충족해야 하였다.
혈청 가스트린, 펩시노겐(PG), 비타민 B12는 각각 Gastrin RIA Kit II (Fujirebio), ARCHITECT Pepsinogen I and II (Abbott Japan, Tokyo, Japan), Beckman Coulter ACCESS B12 (Beckman Coulter)를 이용하여 측정하였다.
Helicobacter pylori 감염 상태를 확인하기 위해 과거의 H. pylori 검사 및 치료 이력을 의무기록에서 수집하였다.
H. pylori 검사는 다음을 포함하였다.
혈청 H. pylori 항체 검사(HpAb) (E-plate Eiken H. pylori antibody II, Eiken Kagaku, Tochigi, Japan)
H. pylori 대변항원검사(HpSA) (Meridian HpSA ELISA II, Fujirebio)
요소호기검사(UBT) (Ubit Tablets 100 mg, Otsuka Pharmaceutical, Tokyo, Japan; POCone, Otsuka Electronics, Osaka, Japan)
조직병리검사(H&E 염색 및 Giemsa 염색)
H. pylori 배양검사
혈청 항-H. pylori 항체 (HpAb)는 제조사 지침에 따라 ELISA 값이 10.0 U/mL 미만인 경우 잠정적으로 음성으로 판정하였다. HpSA는 0.120 이상인 경우 잠정적으로 양성, 0.100 미만인 경우 음성으로 판정하였다. UBT는 delta-13CO₂ 값이 2.0‰ 미만인 경우 잠정적으로 음성, 5.0‰ 이상인 경우 양성으로 판정하였다. 조직검사 또는 배양검사에서 현재 H. pylori 감염의 명확한 증거가 있는 환자는 “현재 감염(currently infected)”으로 분류하였다. 시행된 모든 검사에서 감염의 증거가 없는 경우에는 “비감염(not infected)”으로 진단하였다. 과거 제균치료를 받은 환자는 “과거 감염(past infected)”으로 분류하였다. 그 외의 환자들은 여러 검사 결과와 시간 경과에 따른 변화 양상을 종합하여 위 세 가지 감염 상태 중 하나로 분류하였다. 따라서 현재 H. pylori 감염이 있는 환자는 본 연구에 포함되지 않았다.
Histopathological examination of AIG
생검 조직은 내시경을 이용하여 위체부 중부 대만(greater curvature of the middle corpus)과 전정부(antrum)에서 채취하였으며, 3점 생검법(three-points biopsy) 또는 5점 생검법(five-points biopsy)을 시행하였다.
3점 생검법에서는 다음 부위에서 조직을 채취하였다.
5점 생검법에서는 Updated Sydney System(USS)에 따라 다음 부위에서 조직을 채취하였다 [31].
위체부 중부 대만, 전정부 대만, 위체부 중부 소만, 위각부 소만, 전정부 소만
이들 중 본 연구에서는 위체부 중부 대만과 전정부 대만에서 채취된 조직만을 평가하였다.
USS에서는 각각의 부위를 “B2”와 “A2”로 정의하며, 이 두 부위가 각각 위저선 점막(fundic mucosa)과 전정부 점막(antral mucosa)의 조직학적 상태를 평가하기에 가장 적절한 생검 부위라고 제안하고 있다 [31]. 모든 환자에서 생검은 환자당 1회 시행되었으며, 각 조직은 개별 용기에 따로 보관하였다. 채취된 조직은 즉시 10% 중성 완충 포르말린(10% neutral buffered formalin)에 24시간 고정한 후 파라핀 포매(paraffin embedding)를 시행하였다. 고정된 조직은 연속적으로 3 μm 두께로 절편을 제작하여 H&E 염색을 시행하였다.
이전 보고들에 따라 H&E 염색 조직을 이용하여 자가면역위염(AIG)의 조직학적 단계를 다음 세 단계로 분류하였다 [24–28].
초기 단계(Early stage): 고유판(lamina propria)에 중등도의 염증세포 침윤, 벽세포(parietal cell)의 감소
활동기 단계(Florid stage): 위저선(fundic gland)의 현저한 위축, 광범위한 림프구 및 형질세포(lymphoplasmacytic) 침윤
말기 단계(End stage): 염증세포 침윤 감소, 벽세포의 완전 소실 [32]
AIG의 최종 진단은 20년 이상의 진단 경험을 가진 두 명의 병리의사가 종합적으로 판정하였다.
위체부 중부 대만 조직에서 다음 항목들을 Updated Sydney System에 따라 평가하였다 [31].
각 항목은 다음과 같이 점수화하였다.
또한 림프소포(lymphoid follicle) 및 림프구 집합체(lymphocyte aggregation, LF/LA)도 평가하여 다음과 같이 점수화하였다.
으로 분류하였다.
Evaluation of AIG with immunohistochemical staining
자가면역위염(AIG)에서는 전정부(antrum)에서 가스트린 세포 증식(gastrin cell hyperplasia)이 흔히 관찰된다 [3]. 반면, 활동기(florid stage) 또는 말기(end stage)의 AIG에서는 위체부(corpus)에서 장크로마핀유사세포(enterochromaffin cell-like cell, ECL cell) 증식이 관찰되며, 이는 선형(linear type)과 결절형(nodular type)으로 구분된다 [26,33]. 선형 ECL 세포 증식은 과형성된 ECL 세포들이 위선(gland)을 따라 줄지어 배열된 형태로 관찰된다. 결절형 ECL 세포 증식은 ECL 세포들이 위선 밖으로 증식하여 고유판(lamina propria) 내에 군집을 형성하는 형태로 관찰된다. 최근에는 췌장선방세포화생(pancreatic acinar cell metaplasia)에서 BCL-10이 양성으로 발현된다는 보고가 있었다 [34,35].
본 연구에서는 각 조직 절편(section)마다 다음 세포들의 수를 계수하였다.
H+/K+-ATPase 양성 세포
ECL 세포
가스트린 세포
이후 각 조직 절편의 면적을 측정하였으며, 절편당 세포 밀도(cell density)를 계산하였다.
따라서 면역조직화학 염색된 각 절편에서 다음 항목들을 평가하였다.
벽세포(parietal cell) 밀도
ECL 세포 밀도
가스트린 세포 밀도
췌장선방세포화생의 존재 여부
면역조직화학 검사를 위해 다음 항체들을 1차 항체(primary antibody)로 사용하였다.
벽세포(parietal cell)
Anti-H+/K+-ATPase α, 희석배수: 1:10,000, 제조사: Medical & Biological Laboratories, Nagoya, Japan, Catalog No. 024
ECL 세포
Anti-chromogranin A, 희석액 사용(diluted), 제조사: Roche, Basel, Switzerland, Catalog No. 760-2519
췌장선방세포화생
Anti-BCL-10, 희석배수: 1:100, 제조사: Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA, Catalog No. SC-5273
Anti-α-amylase, 희석배수: 1:1,000, 제조사: Cell Signaling Technology, Danvers, MA, USA, Catalog No. 3796
가스트린 세포
Anti-gastrin, 희석액 사용(diluted), 제조사: Dako, Glostrup, Denmark, Catalog No. IR519
면역염색은 자동 면역염색 장비를 이용하여 시행하였다. (장비명: Ventana Discovery XT, 제조사: Roche Diagnostics K.K., Tokyo, Japan)
면역조직화학 검사는 Shiga University of Medical Science 에서 수행되었다. 조직 절편의 면적 측정에는 영상분석 소프트웨어를 사용하였다(소프트웨어명: WinROOF2018, 제조사: Mitani Corporation, Fukui, Japan). 이 소프트웨어를 이용하여 각 조직 절편의 크기를 측정하였다.
Evaluation of pyloric gland-like metaplasias
위체부 점막(corpus mucosa)에서 관찰되는 유문선 유사 구조(pyloric gland-like glands)는 유문선화생(pyloric metaplasia)과 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia)으로 분류하였다. 간단히 말해, 이러한 화생의 면역조직병리학적 감별을 위해 anti-MUC6 항체(diluted; Cell Signaling Technology, cat.760-4390)와 anti-PGI 항체(1:40; BIO RAD, Hercules, CA, USA, cat.7240-1009)를 사용하였다.
유문선화생과 가성유문선화생은 다음과 같이 정의하였다. MUC6 양성(MUC6-positive), PGI 음성(PGI-negative)인 경우를 유문선화생으로 판정하였고, MUC6 양성(MUC6-positive), PGI 양성(PGI-positive)인 경우를 가성유문선화생으로 판정하였다.
또한 면역조직화학 염색을 이용하여 anti-TFF2 항체(1:600; Proteintech, Rosemont, IL, USA, cat. D031-3)를 사용해 유문선화생 및 가성유문선화생 선(gland)에서의 TFF2 발현을 조사하였다.
모든 조직 절편에서 유문선화생 선과 가성유문선화생 선의 수를 계수하였으며, 이어서 모든 절편에서 유문선화생 및 가성유문선화생 중 TFF2를 발현하는 선의 수도 각각 계수하였다.
Statistical analysis
H+/K+-ATPase 양성 벽세포(parietal cell), ECL 세포, 그리고 가스트린 세포의 밀도를 비교·평가하기 위해 Mann–Whitney 검정을 사용하였다. 유문선화생(pyloric metaplasia)과 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia) 사이의 TFF2 양성 선(gland) 비율을 평가하기 위해 카이제곱 검정(chi-square test)을 사용하였다. 모든 통계 분석에는 SPSS(Stats Guild Inc., Chiba, Japan)를 사용하였으며, P값이 0.05 미만(P < 0.05)인 경우를 통계적으로 유의한 것으로 판단하였다.
Results
Histopathological evaluation of AIG
22명의 자가면역위염(AIG) 환자에서 위체부 중부 대만(greater curvature of the middle corpus)의 Updated Sydney System(USS) 평균 점수는 다음과 같았다.
위축(atrophy): 3.0 ± 0.0
염증(inflammation): 2.1 ± 0.2
활성도(activity): 0.0 ± 0.0
장상피화생(intestinal metaplasia): 1.0 ± 0.8
림프소포/림프구 집합체(LF/LA): 1.3 ± 0.7
조직학적 병기 분류 결과, 초기 단계(early stage)는 한 예도 없었으며, 활동기 단계(florid stage)가 4예, 말기 단계(end stage)가 18예였다(Fig. 1).
Fig. 1 Light microscopic pictures of the typical AIG cases in florid and end stages (H&E stain, low (a, c) and high (b, d) power magnifications). In the florid stage, the parietal cells are extensively reduced and persistent inflammation is observed (a). Parietal cells are under destruction (b: arrow). In the end stage, parietal cells are completely lost and inflammatory cell infiltrates are reduced (c). Pyloric-like glands are seen in the bottom of the mucosa (d). Scale bar: 200μm
위체부 중부 대만에서 H+/K+-ATPase 양성 벽세포(parietal cell)는 총 22예 중 6예에서 관찰되었다. 이 중 4예는 활동기 단계였고, 2예는 말기 단계였다. 벽세포의 평균 밀도는 활동기 단계가 말기 단계보다 유의하게 높았다(P<0.01, Mann–Whitney 검정; Table 1).
Table 1. Comparison of mean cell densities between stages of AIG
Chromogranin A 양성 ECL 세포 과형성은 선형(linear type) 및 결절형(nodular type) 모두 모든 증례에서 관찰되었다(Fig. 2).
Fig. 2 Light microscopic pictures of the typical AIG cases with H&E (a, c, e) and immunohistochemical stainings with anti- H+/K+-ATPase (b, h), anti-Chromogranin A (d), anti-BCL-10 (f) and anti-α-amylase (g). Parietal cells are significantly reduced in the oxyntic mucosa in a case of florid stage (a, b). ECL cell hyperplasia is recognized in the corpus mucosa in linear (black arrowhead) and nodular types (red arrowhead) in a case of florid stage (c, d). Pancreatic acinar cell metaplasia is found in the oxyntic mucosa of a case in end stage which showed BCL-10 positive (f black arrow), α-amylase vague (g red arrow), and H+/K+-ATPase negative (h). Scale bar 200μm
선형 ECL 세포 과형성과 결절형 ECL 세포 과형성의 평균 세포 밀도는 활동기 단계와 말기 단계 사이에 유의한 차이가 없었다(P=0.65 및 P=0.71, 각각 Mann–Whitney 검정; Table 1).
BCL-10 양성 췌장선방세포화생(pancreatic acinar cell metaplasia)은 활동기 단계에서는 관찰되지 않았으나, 말기 단계에서 2예가 관찰되었다. 이 중 1예는 α-amylase 염색에서도 양성이었으나, 다른 1예는 α-amylase 염색에서 양성을 보이지 않았다(Fig. 2).
가스트린 양성 세포는 전정부 대만(greater curvature of the antrum)에서는 모든 증례에서 관찰되었다. 그러나 가스트린 세포의 평균 밀도는 활동기 단계와 말기 단계 사이에 유의한 차이가 없었다(P=0.69, Mann–Whitney 검정; Table 1).
가스트린 양성 세포는 위체부 중부 대만에서도 총 14예에서 관찰되었는데, 활동기 단계 1예, 말기 단계 13예였다. 그러나 위체부에서의 가스트린 염색 강도는 전정부에 비해 약하게 나타났다(Fig. 3).
Fig. 3 Light microscopic pictures for gastrin cells in serial sectioned slides in the antrum (a, b) and corpus (c, d) in typical AIG cases: H&E (a, c) and immunohistochemical staining with anti-gastrin (b, d). Gastrin positive cells are recognized in the pyloric glands in the antrum (b). Gastrin-positive cells are also seen in the pyloric gland-like metaplasia glands in the corpus (d). The intensity of gastrin stain ing is weak in the corpus compared with that in the antrum. Scale bar: 200μm
위체부에서의 가스트린 양성 세포 평균 밀도 역시 활동기 단계와 말기 단계 사이에 유의한 차이가 없었다(P=0.34, Mann–Whitney 검정; Table 1).
한편, 위암(carcinoma)이나 신경내분비종양(neuroendocrine cell tumor)과 같은 위 신생물(gastric neoplasm)은 어떤 증례에서도 발견되지 않았다.
TFF2 expression in pyloric and pseudopyloric metaplasias
위체부 중부 대만(greater curvature of the middle corpus)에서 유문선화생(pyloric metaplasia) 및 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia)의 TFF2 발현을 조사하였다.
유문선화생은 모든 증례에서 관찰되었으나, 가성유문선화생은 15예에서만 확인되었다(Table 2). TFF2 양성 유문선 유사 구조(pyloric gland-like glands)는 20예에서 관찰되었다(Table 2). 가성유문선화생은 활동기 단계(florid stage)에서는 모든 증례에서 관찰되었지만, 말기 단계(end stage)에서는 모든 증례에서 관찰되지는 않았다. 반대로 TFF2 양성 선(gland)은 이와 상반된 양상을 보였다(Table 2).
Table 2. Numbers of cases containing each pyloric gland-like metaplasia in AIG
PGI와 TFF2를 이용한 면역조직화학 염색에서 MUC6 양성 화생선은 4가지 유형으로 구분되었다(Fig. 4).
Fig. 4 Light microscopic pictures of the four types of metaplasias in the serially sectioned slides: H&E (left pictures) and immunohistochemical stainings with anti-MUC6, PGI, and TFF2 (right 3 pictures). There were four types of glands in immunohistochemical stainings with anti-PGI and TFF2: PGI-/TFF2+ (a. pyloric & SPEM(+)), PGI−/TFF2− (b. pyloric & SPEM(-)), PGI+/TFF2+ (c. pseudopyloric & SPEM(+)), PGI+/TFF2− (d. pseudopyloric & SPEM(-)). Scale bar 200μm
전체 증례에서 관찰된 1,567개의 유문선 유사 구조 중 1,381개(88.1%)는 PGI 음성으로 유문선화생(pyloric)에 해당하였으며, 186개(11.9%)는 PGI 양성으로 가성유문선화생(pseudopyloric)에 해당하였다. TFF2 양성 선과 TFF2 음성 선은 유문선화생과 가성유문선화생 모두에서 관찰되었다.
구체적으로 TFF2 양성 선 (SPEM)은 다음과 같았다.
PGI 음성 선과 PGI 양성 선 사이의 TFF2 양성 선 비율에는 통계적으로 유의한 차이가 있었다(P<0.01, 카이제곱 검정; Table 3).
Table 3. Total numbers of pyloric/pseudopyloric metaplasia glands with/without TFF2 expression in all the 22cases
앞서 언급한 것처럼 가스트린 양성 세포가 전정부뿐 아니라 위체부에서도 관찰되었기 때문에, 연구진은 가스트린 양성 세포를 포함하는 유문선 유사 구조의 수도 함께 조사하였다. 위체부에서 가스트린 양성 세포는 총 1,567개의 화생선 중 58개에서 관찰되었다. 이러한 가스트린 양성 세포는 유문선화생에서만 발견되었으며, 가성유문선화생에서는 관찰되지 않았다. 한편, 가스트린 양성 세포의 존재는 해당 선이 TFF2 양성인지 여부와는 관련이 없었다(Table 4).
Table 4. Total numbers of metaplasia glands with / without gastrin staining cells in all the 22 cases.
Discussion
본 연구에서는 TFF2 양성 선(gland, 즉 SPEM)이 항상 PGI 양성 선(즉 가성유문선화생)과 동일한 것이 아니며, PGI 양성 선과 PGI 음성 선 모두에 걸쳐 존재한다는 사실을 명확하게 입증하였다(Table 3). 또한 AIG 환자에서는 TFF2 양성 선이 PGI 양성 선보다 PGI 음성 선과 더 자주 중복되어 나타났다(Table 3). 즉, TFF2 발현은 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia)보다 유문선화생(pyloric metaplasia)에서 더 흔하게 관찰되었다는 의미이다.
많은 연구에서 SPEM이 가성유문선화생과 동의어로 간주되어 왔으나 [16–20], 본 연구 결과는 SPEM이 가성유문선화생과 동일한 개념이 아님을 확인해 주었다. 따라서 앞으로는 유문선화생(pyloric metaplasia), 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia), 그리고 SPEM이라는 용어를 각각 정확하게 구분하여 사용해야 한다.
본 연구 결과는 SPEM이 본래 동물실험에서 제안된 개념일 뿐이며, 유문선화생과 가성유문선화생에서 TFF2 발현이 제한적으로 나타난다는 점을 고려할 때 인간 조직에서는 SPEM이라는 용어를 사용해서는 안 된다는 Graham과 Zou의 견해를 강하게 지지한다 [15]. 적어도 인간에서 SPEM이라는 개념을 사용하더라도, SPEM을 가성유문선화생과 동일한 의미로 간주해서는 안 된다. 또한 본 연구에서는 가스트린 양성 세포가 PGI 양성 선과는 중복되지 않으며, PGI 양성 선은 항상 가스트린 음성이었다는 사실도 보여주었다(Table 4).
반면 TFF2 양성 여부는 가스트린 양성 여부와 관련이 없었다. 이러한 결과는 가스트린 세포가 가성유문선화생에서는 생성되지 않고 유문선화생에서 생성된다는 것을 시사한다. 또한 TFF2 발현이 가스트린 세포와 관련이 없다는 사실은 SPEM이 유문선화생이나 가성유문선화생 자체와는 독립적인 개념이라는 점과도 일치한다.
본 연구의 AIG 환자들에서는 유문선 유사 화생선(pyloric gland-like metaplastic glands)의 대부분이 PGI 음성이었다(88.1%, Table 3). 또한 활동기(florid stage)에서는 모든 증례에서 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia)이 관찰되었으나, 말기(end stage)에서는 61.1%의 증례에서만 가성유문선화생이 관찰되었다. 이러한 결과는 위축이 진행되는 과정에서 일부 가성유문선화생 선이 소실되었으며, 가성유문선화생이 비교적 제한된 시기에만 관찰되는 병변일 가능성을 시사한다. 또는 위축의 진행과 함께 가성유문선화생 선이 유문선화생 선으로 변화하였을 가능성도 있다. 이러한 소견은 H. pylori 위염에서 관찰되는 화생의 변화 양상과 매우 유사하다. 저자들은 최근 H. pylori 위염 환자에서 유문선화생이 있는 경우가 가성유문선화생이 있는 경우보다 위축이 더 심하다는 사실을 보고한 바 있다 [4]. 이러한 결과들은 위축 과정 초기에 가성유문선화생이 먼저 발생한 후, 위축이 진행함에 따라 유문선화생으로 변화할 수 있음을 시사한다.
반면 TFF2 발현은 이와 반대의 양상을 보였다(Table 2). AIG에서의 TFF2 발현에 대한 연구는 많지 않지만 [36], H. pylori 위염에서는 연구된 바가 있다 [17]. Xia 등은 심한 위축이 있는 증례에서 TFF2 발현이 더 자주 관찰된다고 보고하였다. 이러한 결과는 TFF2 발현이 위축이 심한 경우에 더 잘 나타나는 경향이 있음을 뒷받침한다.
한편 본 연구는 AIG와 그에 동반된 화생에 대해 분석하였지만 몇 가지 제한점이 있다.
첫째, 연구 대상자 수가 적었다. 이는 일본인을 포함한 아시아인에서 AIG가 아직 비교적 드문 질환이기 때문이다 [37,38].
둘째, 본 연구에는 과거 H. pylori 감염 환자들이 포함되어 있었기 때문에, 위점막의 화생 상태가 AIG뿐 아니라 과거 H. pylori 감염의 영향도 받았을 가능성이 있다.
그럼에도 불구하고 각 증례의 화생선을 정량적으로 그리고 면밀하게 관찰한 결과, 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다. 인간 AIG에서 SPEM은 가성유문선화생과 동일한 개념이 아니며, AIG에서 관찰되는 화생의 대부분은 가성유문선화생이 아니라 유문선화생이다.
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이 논문의 핵심 메시지는 상당히 강합니다.
SPEM ≠ pseudopyloric metaplasia
AIG의 주된 화생은 pseudopyloric metaplasia가 아니라 pyloric metaplasia
전체 화생선의 88.1%가 PGI 음성.
즉 대부분이 진정한 의미의 유문선화생.
화생의 진행 모델 제안
흥미롭게도 이는 최근 2024–2025년에 발표된 AIG와 H. pylori 위염의 metaplasia transcriptome이 거의 동일하다는 연구들과도 연결됩니다. 즉, "AIG 특이적인 SPEM"이라는 개념보다는 위저선 소실(oxyntic loss)에 대한 공통 재생 반응(common regenerative program)** 으로 보는 최근 관점과 상당히 일치하는 결과라고 볼 수 있습니다.
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<Abstract>
There are two types of pyloric gland-like metaplasia in the corpus of stomach: pyloric and pseudopyloric metaplasias. They show the same morphology as the original pyloric glands in H&E staining. Pseudopyloric metaplasia is positive for pepsinogen (PG) I immunohistochemically, whereas pyloric metaplasia is negative. Recently, spasmolytic polypeptide-expressing metaplasia (SPEM) is proposed for pyloric gland-like metaplasia mainly in animal experiments. SPEM expresses trefoil factor family 2 (TFF2) and is often considered synonymous with pseudopyloric metaplasia. We reviewed consecutive 22 Japanese patients with autoimmune gastritis (AIG) to investigate TFF2 expression in pyloric and pseudopyloric metaplasias by counting all pyloric gland-like glands in biopsy specimens taken from greater curvature of the middle corpus according to the Updated Sydney System. Pyloric metaplasia was seen in all the 22 cases, and pseudopyloric metaplasia was found in 15 cases. Of 1567 pyloric gland-like glands in all the cases, 1381 (88.1%) glands were pyloric metaplasia glands, and the remaining 186 (11.9%) glands were pseudopyloric metaplasia glands. TFF2 expression was observed in pyloric or pseudopyloric metaplasia glands in 20 cases. TFF2 expression was recognized in 409 of 1381 (26.9%) pyloric metaplasia glands and 27 of 186 (14.5%) pseudopyloric metaplasia glands (P<0.01, chi-square test). In conclusion, SPEM was not always the same as pseudopyloric metaplasia in human AIG, and the majority of metaplasia in AIG was not pseudopyloric but pyloric metaplasia.
Keywords: Autoimmune gastritis; Gastrin; Pseudopyloric metaplasia; Spasmolytic polypeptide-expressing metaplasia.
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Virchows Arch. 2021 Jul;479(1):169-178. doi: 10.1007/s00428-021-03033-5.
Introduction
화생(metaplasia)은 한 종류의 성숙한 성인 세포가 다른 종류의 성숙한 성인 세포로 대체되는 현상이다 [1]. 위(stomach)에서는 여러 형태의 화생이 보고되어 있다. 장상피화생(intestinal metaplasia)은 위에서 대표적인 화생 중 하나로, 원래 위점막이 존재해야 할 부위에 대장 또는 소장 점막이 존재하는 상태를 의미한다 [1]. 유문선화생(pyloric metaplasia) 또는 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia)은 또 다른 대표적인 화생으로, 원래 기저선(fundic gland) 점막이 존재해야 할 부위에 유문선 점막이 존재하는 상태를 의미한다 [2–4]. 췌장선방세포화생(pancreatic acinar cell metaplasia)은 위 내에 존재하는 췌장 선방세포들의 군집으로 구성된다 [5–7].
유문선화생은 헤마톡실린-에오신(H&E) 염색 및 MUC6 면역조직화학 염색에서 정상 유문선 점막과 동일하게 염색된다. 가성유문선화생 역시 H&E 염색에서는 정상 유문선 점막과 동일하게 보이지만, 면역조직화학적으로 펩시노겐(PG) I에 양성을 보인다는 점이 다르다. 반면 유문선화생은 PG I에 음성이다 [3]. 그러나 많은 논문에서는 유문선화생과 가성유문선화생을 구분하여 기술하지 않았으며, 흔히 “유문선 또는 가성유문선화생(pyloric or pseudopyloric metaplasia)”으로 함께 취급해 왔다 [4].
최근에는 동물의 위에서 trefoil factor family 2(TFF2)의 발현을 이용하여 경련억제성 폴리펩타이드 발현 화생(spasmolytic polypeptide-expressing metaplasia, SPEM)과 유사한 병변을 지칭하고 있다. Wang 등은 Helicobacter felis에 감염된 마우스의 기저선 점막에서 비정상적인 화생성 세포 계통(aberrant metaplastic lineage)을 발견하였으며, 이 세포 계통이 TFF2를 발현하여 위점막의 재생성 변화를 반영한다고 보고하였다 [8–10].
여러 연구에서는 SPEM이 위암의 전암성 병변(precancerous lesion)이라고 보고하였다 [11–14]. 반면 Graham과 Zou는 SPEM이 위암으로 이행한다는 직접적인 실험적 근거는 매우 제한적이며, 인간 연구에서 SPEM이라는 용어를 사용해서는 안 된다고 주장하였다 [15].
많은 논문에서 SPEM은 가성유문선화생과 동의어로 간주되고 있다 [16–20]. 그러나 Helicobacter pylori 위염에서는 유문선화생과 가성유문선화생이 항상 TFF2를 발현하는 것은 아니었다 [4].
자가면역위염(autoimmune gastritis, AIG)은 만성적이고 진행성인 염증성 질환으로, 자가면역 기전에 의해 위점막의 벽세포(parietal cell)가 현저하게 파괴되는 것이 특징이다. 이로 인해 위산 분비가 감소하고, 음성 되먹임(negative feedback) 기전에 따라 고가스트린혈증(hypergastrinemia)이 발생한다 [21–23]. AIG가 진행함에 따라 기저선의 심한 위축이 발생하며, 장상피화생, 유문선/가성유문선화생, 췌장선방세포화생 등 다양한 형태의 화생이 동반된다 [24–30]. 따라서 AIG는 유문선/가성유문선화생에서의 TFF2 발현을 연구하기에 적합한 모델 중 하나라고 할 수 있다.
본 연구에서는 유문선/가성유문선화생 선(gland)에서 TFF2를 발현하는 선의 수를 조사하고, 인간 조직에서 SPEM이라는 용어를 가성유문선화생의 개념으로 사용할 수 있는지를 확인하고자 하였다.
Materials and methods
Subjects
본 연구에서는 2012년 5월부터 2020년 1월까지 일본 Japan Community Healthcare Organization 시가병원(JCHO Shiga Hospital)에서 상부위장관내시경(esophagogastroduodenoscopy)을 시행받고, 임상적 및 병리조직학적으로 자가면역위염(autoimmune gastritis, AIG)으로 진단된 연속 환자 22명(남성 7명, 여성 15명)의 생검 조직을 후향적으로 검토하였다.
AIG의 진단 기준은 혈청 항벽세포항체(anti-parietal cell antibody) 또는 항내인자항체(anti-intrinsic factor antibody) 중 하나 이상이 양성이면서, 다음 네 가지 항목 중 최소 한 가지 이상을 동반하는 경우로 정의하였다.
혈청 가스트린 증가
내시경상 중증의 위점막 위축
혈청 펩시노겐(PG) 검사 강양성(3+)
혈청 비타민 B12 감소
또한, 후술되는 조직병리학적 기준도 충족해야 하였다.
혈청 가스트린, 펩시노겐(PG), 비타민 B12는 각각 Gastrin RIA Kit II (Fujirebio), ARCHITECT Pepsinogen I and II (Abbott Japan, Tokyo, Japan), Beckman Coulter ACCESS B12 (Beckman Coulter)를 이용하여 측정하였다.
Helicobacter pylori 감염 상태를 확인하기 위해 과거의 H. pylori 검사 및 치료 이력을 의무기록에서 수집하였다.
H. pylori 검사는 다음을 포함하였다.
혈청 H. pylori 항체 검사(HpAb) (E-plate Eiken H. pylori antibody II, Eiken Kagaku, Tochigi, Japan)
H. pylori 대변항원검사(HpSA) (Meridian HpSA ELISA II, Fujirebio)
요소호기검사(UBT) (Ubit Tablets 100 mg, Otsuka Pharmaceutical, Tokyo, Japan; POCone, Otsuka Electronics, Osaka, Japan)
조직병리검사(H&E 염색 및 Giemsa 염색)
H. pylori 배양검사
혈청 항-H. pylori 항체 (HpAb)는 제조사 지침에 따라 ELISA 값이 10.0 U/mL 미만인 경우 잠정적으로 음성으로 판정하였다. HpSA는 0.120 이상인 경우 잠정적으로 양성, 0.100 미만인 경우 음성으로 판정하였다. UBT는 delta-13CO₂ 값이 2.0‰ 미만인 경우 잠정적으로 음성, 5.0‰ 이상인 경우 양성으로 판정하였다. 조직검사 또는 배양검사에서 현재 H. pylori 감염의 명확한 증거가 있는 환자는 “현재 감염(currently infected)”으로 분류하였다. 시행된 모든 검사에서 감염의 증거가 없는 경우에는 “비감염(not infected)”으로 진단하였다. 과거 제균치료를 받은 환자는 “과거 감염(past infected)”으로 분류하였다. 그 외의 환자들은 여러 검사 결과와 시간 경과에 따른 변화 양상을 종합하여 위 세 가지 감염 상태 중 하나로 분류하였다. 따라서 현재 H. pylori 감염이 있는 환자는 본 연구에 포함되지 않았다.
Histopathological examination of AIG
생검 조직은 내시경을 이용하여 위체부 중부 대만(greater curvature of the middle corpus)과 전정부(antrum)에서 채취하였으며, 3점 생검법(three-points biopsy) 또는 5점 생검법(five-points biopsy)을 시행하였다.
3점 생검법에서는 다음 부위에서 조직을 채취하였다.
위체부 중부 대만, 전정부 대만, 위각부(angulus) 소만
5점 생검법에서는 Updated Sydney System(USS)에 따라 다음 부위에서 조직을 채취하였다 [31].
위체부 중부 대만, 전정부 대만, 위체부 중부 소만, 위각부 소만, 전정부 소만
이들 중 본 연구에서는 위체부 중부 대만과 전정부 대만에서 채취된 조직만을 평가하였다.
USS에서는 각각의 부위를 “B2”와 “A2”로 정의하며, 이 두 부위가 각각 위저선 점막(fundic mucosa)과 전정부 점막(antral mucosa)의 조직학적 상태를 평가하기에 가장 적절한 생검 부위라고 제안하고 있다 [31]. 모든 환자에서 생검은 환자당 1회 시행되었으며, 각 조직은 개별 용기에 따로 보관하였다. 채취된 조직은 즉시 10% 중성 완충 포르말린(10% neutral buffered formalin)에 24시간 고정한 후 파라핀 포매(paraffin embedding)를 시행하였다. 고정된 조직은 연속적으로 3 μm 두께로 절편을 제작하여 H&E 염색을 시행하였다.
이전 보고들에 따라 H&E 염색 조직을 이용하여 자가면역위염(AIG)의 조직학적 단계를 다음 세 단계로 분류하였다 [24–28].
초기 단계(Early stage): 고유판(lamina propria)에 중등도의 염증세포 침윤, 벽세포(parietal cell)의 감소
활동기 단계(Florid stage): 위저선(fundic gland)의 현저한 위축, 광범위한 림프구 및 형질세포(lymphoplasmacytic) 침윤
말기 단계(End stage): 염증세포 침윤 감소, 벽세포의 완전 소실 [32]
AIG의 최종 진단은 20년 이상의 진단 경험을 가진 두 명의 병리의사가 종합적으로 판정하였다.
위체부 중부 대만 조직에서 다음 항목들을 Updated Sydney System에 따라 평가하였다 [31].
염증(inflammation), 활성도(activity), 위축(atrophy), 장상피화생(intestinal metaplasia)
각 항목은 다음과 같이 점수화하였다.
0점: 없음(None), 1점: 경도(Mild), 2점: 중등도(Moderate), 3점: 중증(Marked)
또한 림프소포(lymphoid follicle) 및 림프구 집합체(lymphocyte aggregation, LF/LA)도 평가하여 다음과 같이 점수화하였다.
0점: 없음, 1점: 작은 림프구 집합체(small lymphocyte aggregation), 2점: 림프소포 1~2개 관찰, 3점: 림프소포 3개 이상 관찰
으로 분류하였다.
Evaluation of AIG with immunohistochemical staining
자가면역위염(AIG)에서는 전정부(antrum)에서 가스트린 세포 증식(gastrin cell hyperplasia)이 흔히 관찰된다 [3]. 반면, 활동기(florid stage) 또는 말기(end stage)의 AIG에서는 위체부(corpus)에서 장크로마핀유사세포(enterochromaffin cell-like cell, ECL cell) 증식이 관찰되며, 이는 선형(linear type)과 결절형(nodular type)으로 구분된다 [26,33]. 선형 ECL 세포 증식은 과형성된 ECL 세포들이 위선(gland)을 따라 줄지어 배열된 형태로 관찰된다. 결절형 ECL 세포 증식은 ECL 세포들이 위선 밖으로 증식하여 고유판(lamina propria) 내에 군집을 형성하는 형태로 관찰된다. 최근에는 췌장선방세포화생(pancreatic acinar cell metaplasia)에서 BCL-10이 양성으로 발현된다는 보고가 있었다 [34,35].
본 연구에서는 각 조직 절편(section)마다 다음 세포들의 수를 계수하였다.
H+/K+-ATPase 양성 세포
ECL 세포
가스트린 세포
이후 각 조직 절편의 면적을 측정하였으며, 절편당 세포 밀도(cell density)를 계산하였다.
따라서 면역조직화학 염색된 각 절편에서 다음 항목들을 평가하였다.
벽세포(parietal cell) 밀도
ECL 세포 밀도
가스트린 세포 밀도
췌장선방세포화생의 존재 여부
면역조직화학 검사를 위해 다음 항체들을 1차 항체(primary antibody)로 사용하였다.
벽세포(parietal cell)
Anti-H+/K+-ATPase α, 희석배수: 1:10,000, 제조사: Medical & Biological Laboratories, Nagoya, Japan, Catalog No. 024
ECL 세포
Anti-chromogranin A, 희석액 사용(diluted), 제조사: Roche, Basel, Switzerland, Catalog No. 760-2519
췌장선방세포화생
Anti-BCL-10, 희석배수: 1:100, 제조사: Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA, Catalog No. SC-5273
Anti-α-amylase, 희석배수: 1:1,000, 제조사: Cell Signaling Technology, Danvers, MA, USA, Catalog No. 3796
가스트린 세포
Anti-gastrin, 희석액 사용(diluted), 제조사: Dako, Glostrup, Denmark, Catalog No. IR519
면역염색은 자동 면역염색 장비를 이용하여 시행하였다. (장비명: Ventana Discovery XT, 제조사: Roche Diagnostics K.K., Tokyo, Japan)
면역조직화학 검사는 Shiga University of Medical Science 에서 수행되었다. 조직 절편의 면적 측정에는 영상분석 소프트웨어를 사용하였다(소프트웨어명: WinROOF2018, 제조사: Mitani Corporation, Fukui, Japan). 이 소프트웨어를 이용하여 각 조직 절편의 크기를 측정하였다.
Evaluation of pyloric gland-like metaplasias
위체부 점막(corpus mucosa)에서 관찰되는 유문선 유사 구조(pyloric gland-like glands)는 유문선화생(pyloric metaplasia)과 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia)으로 분류하였다. 간단히 말해, 이러한 화생의 면역조직병리학적 감별을 위해 anti-MUC6 항체(diluted; Cell Signaling Technology, cat.760-4390)와 anti-PGI 항체(1:40; BIO RAD, Hercules, CA, USA, cat.7240-1009)를 사용하였다.
유문선화생과 가성유문선화생은 다음과 같이 정의하였다. MUC6 양성(MUC6-positive), PGI 음성(PGI-negative)인 경우를 유문선화생으로 판정하였고, MUC6 양성(MUC6-positive), PGI 양성(PGI-positive)인 경우를 가성유문선화생으로 판정하였다.
또한 면역조직화학 염색을 이용하여 anti-TFF2 항체(1:600; Proteintech, Rosemont, IL, USA, cat. D031-3)를 사용해 유문선화생 및 가성유문선화생 선(gland)에서의 TFF2 발현을 조사하였다.
모든 조직 절편에서 유문선화생 선과 가성유문선화생 선의 수를 계수하였으며, 이어서 모든 절편에서 유문선화생 및 가성유문선화생 중 TFF2를 발현하는 선의 수도 각각 계수하였다.
Statistical analysis
H+/K+-ATPase 양성 벽세포(parietal cell), ECL 세포, 그리고 가스트린 세포의 밀도를 비교·평가하기 위해 Mann–Whitney 검정을 사용하였다. 유문선화생(pyloric metaplasia)과 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia) 사이의 TFF2 양성 선(gland) 비율을 평가하기 위해 카이제곱 검정(chi-square test)을 사용하였다. 모든 통계 분석에는 SPSS(Stats Guild Inc., Chiba, Japan)를 사용하였으며, P값이 0.05 미만(P < 0.05)인 경우를 통계적으로 유의한 것으로 판단하였다.
Results
Histopathological evaluation of AIG
22명의 자가면역위염(AIG) 환자에서 위체부 중부 대만(greater curvature of the middle corpus)의 Updated Sydney System(USS) 평균 점수는 다음과 같았다.
위축(atrophy): 3.0 ± 0.0
염증(inflammation): 2.1 ± 0.2
활성도(activity): 0.0 ± 0.0
장상피화생(intestinal metaplasia): 1.0 ± 0.8
림프소포/림프구 집합체(LF/LA): 1.3 ± 0.7
조직학적 병기 분류 결과, 초기 단계(early stage)는 한 예도 없었으며, 활동기 단계(florid stage)가 4예, 말기 단계(end stage)가 18예였다(Fig. 1).
Fig. 1 Light microscopic pictures of the typical AIG cases in florid and end stages (H&E stain, low (a, c) and high (b, d) power magnifications). In the florid stage, the parietal cells are extensively reduced and persistent inflammation is observed (a). Parietal cells are under destruction (b: arrow). In the end stage, parietal cells are completely lost and inflammatory cell infiltrates are reduced (c). Pyloric-like glands are seen in the bottom of the mucosa (d). Scale bar: 200μm
위체부 중부 대만에서 H+/K+-ATPase 양성 벽세포(parietal cell)는 총 22예 중 6예에서 관찰되었다. 이 중 4예는 활동기 단계였고, 2예는 말기 단계였다. 벽세포의 평균 밀도는 활동기 단계가 말기 단계보다 유의하게 높았다(P<0.01, Mann–Whitney 검정; Table 1).
Table 1. Comparison of mean cell densities between stages of AIG
Chromogranin A 양성 ECL 세포 과형성은 선형(linear type) 및 결절형(nodular type) 모두 모든 증례에서 관찰되었다(Fig. 2).
Fig. 2 Light microscopic pictures of the typical AIG cases with H&E (a, c, e) and immunohistochemical stainings with anti- H+/K+-ATPase (b, h), anti-Chromogranin A (d), anti-BCL-10 (f) and anti-α-amylase (g). Parietal cells are significantly reduced in the oxyntic mucosa in a case of florid stage (a, b). ECL cell hyperplasia is recognized in the corpus mucosa in linear (black arrowhead) and nodular types (red arrowhead) in a case of florid stage (c, d). Pancreatic acinar cell metaplasia is found in the oxyntic mucosa of a case in end stage which showed BCL-10 positive (f black arrow), α-amylase vague (g red arrow), and H+/K+-ATPase negative (h). Scale bar 200μm
선형 ECL 세포 과형성과 결절형 ECL 세포 과형성의 평균 세포 밀도는 활동기 단계와 말기 단계 사이에 유의한 차이가 없었다(P=0.65 및 P=0.71, 각각 Mann–Whitney 검정; Table 1).
BCL-10 양성 췌장선방세포화생(pancreatic acinar cell metaplasia)은 활동기 단계에서는 관찰되지 않았으나, 말기 단계에서 2예가 관찰되었다. 이 중 1예는 α-amylase 염색에서도 양성이었으나, 다른 1예는 α-amylase 염색에서 양성을 보이지 않았다(Fig. 2).
가스트린 양성 세포는 전정부 대만(greater curvature of the antrum)에서는 모든 증례에서 관찰되었다. 그러나 가스트린 세포의 평균 밀도는 활동기 단계와 말기 단계 사이에 유의한 차이가 없었다(P=0.69, Mann–Whitney 검정; Table 1).
가스트린 양성 세포는 위체부 중부 대만에서도 총 14예에서 관찰되었는데, 활동기 단계 1예, 말기 단계 13예였다. 그러나 위체부에서의 가스트린 염색 강도는 전정부에 비해 약하게 나타났다(Fig. 3).
Fig. 3 Light microscopic pictures for gastrin cells in serial sectioned slides in the antrum (a, b) and corpus (c, d) in typical AIG cases: H&E (a, c) and immunohistochemical staining with anti-gastrin (b, d). Gastrin positive cells are recognized in the pyloric glands in the antrum (b). Gastrin-positive cells are also seen in the pyloric gland-like metaplasia glands in the corpus (d). The intensity of gastrin stain ing is weak in the corpus compared with that in the antrum. Scale bar: 200μm
위체부에서의 가스트린 양성 세포 평균 밀도 역시 활동기 단계와 말기 단계 사이에 유의한 차이가 없었다(P=0.34, Mann–Whitney 검정; Table 1).
한편, 위암(carcinoma)이나 신경내분비종양(neuroendocrine cell tumor)과 같은 위 신생물(gastric neoplasm)은 어떤 증례에서도 발견되지 않았다.
TFF2 expression in pyloric and pseudopyloric metaplasias
위체부 중부 대만(greater curvature of the middle corpus)에서 유문선화생(pyloric metaplasia) 및 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia)의 TFF2 발현을 조사하였다.
유문선화생은 모든 증례에서 관찰되었으나, 가성유문선화생은 15예에서만 확인되었다(Table 2). TFF2 양성 유문선 유사 구조(pyloric gland-like glands)는 20예에서 관찰되었다(Table 2). 가성유문선화생은 활동기 단계(florid stage)에서는 모든 증례에서 관찰되었지만, 말기 단계(end stage)에서는 모든 증례에서 관찰되지는 않았다. 반대로 TFF2 양성 선(gland)은 이와 상반된 양상을 보였다(Table 2).
Table 2. Numbers of cases containing each pyloric gland-like metaplasia in AIG
PGI와 TFF2를 이용한 면역조직화학 염색에서 MUC6 양성 화생선은 4가지 유형으로 구분되었다(Fig. 4).
Fig. 4 Light microscopic pictures of the four types of metaplasias in the serially sectioned slides: H&E (left pictures) and immunohistochemical stainings with anti-MUC6, PGI, and TFF2 (right 3 pictures). There were four types of glands in immunohistochemical stainings with anti-PGI and TFF2: PGI-/TFF2+ (a. pyloric & SPEM(+)), PGI−/TFF2− (b. pyloric & SPEM(-)), PGI+/TFF2+ (c. pseudopyloric & SPEM(+)), PGI+/TFF2− (d. pseudopyloric & SPEM(-)). Scale bar 200μm
전체 증례에서 관찰된 1,567개의 유문선 유사 구조 중 1,381개(88.1%)는 PGI 음성으로 유문선화생(pyloric)에 해당하였으며, 186개(11.9%)는 PGI 양성으로 가성유문선화생(pseudopyloric)에 해당하였다. TFF2 양성 선과 TFF2 음성 선은 유문선화생과 가성유문선화생 모두에서 관찰되었다.
구체적으로 TFF2 양성 선 (SPEM)은 다음과 같았다.
PGI 음성 선(유문선화생): 1,381개 중 409개(26.9%)
PGI 양성 선(가성유문선화생): 186개 중 27개(14.5%)
PGI 음성 선과 PGI 양성 선 사이의 TFF2 양성 선 비율에는 통계적으로 유의한 차이가 있었다(P<0.01, 카이제곱 검정; Table 3).
Table 3. Total numbers of pyloric/pseudopyloric metaplasia glands with/without TFF2 expression in all the 22cases
앞서 언급한 것처럼 가스트린 양성 세포가 전정부뿐 아니라 위체부에서도 관찰되었기 때문에, 연구진은 가스트린 양성 세포를 포함하는 유문선 유사 구조의 수도 함께 조사하였다. 위체부에서 가스트린 양성 세포는 총 1,567개의 화생선 중 58개에서 관찰되었다. 이러한 가스트린 양성 세포는 유문선화생에서만 발견되었으며, 가성유문선화생에서는 관찰되지 않았다. 한편, 가스트린 양성 세포의 존재는 해당 선이 TFF2 양성인지 여부와는 관련이 없었다(Table 4).
Table 4. Total numbers of metaplasia glands with / without gastrin staining cells in all the 22 cases.
Discussion
본 연구에서는 TFF2 양성 선(gland, 즉 SPEM)이 항상 PGI 양성 선(즉 가성유문선화생)과 동일한 것이 아니며, PGI 양성 선과 PGI 음성 선 모두에 걸쳐 존재한다는 사실을 명확하게 입증하였다(Table 3). 또한 AIG 환자에서는 TFF2 양성 선이 PGI 양성 선보다 PGI 음성 선과 더 자주 중복되어 나타났다(Table 3). 즉, TFF2 발현은 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia)보다 유문선화생(pyloric metaplasia)에서 더 흔하게 관찰되었다는 의미이다.
많은 연구에서 SPEM이 가성유문선화생과 동의어로 간주되어 왔으나 [16–20], 본 연구 결과는 SPEM이 가성유문선화생과 동일한 개념이 아님을 확인해 주었다. 따라서 앞으로는 유문선화생(pyloric metaplasia), 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia), 그리고 SPEM이라는 용어를 각각 정확하게 구분하여 사용해야 한다.
본 연구 결과는 SPEM이 본래 동물실험에서 제안된 개념일 뿐이며, 유문선화생과 가성유문선화생에서 TFF2 발현이 제한적으로 나타난다는 점을 고려할 때 인간 조직에서는 SPEM이라는 용어를 사용해서는 안 된다는 Graham과 Zou의 견해를 강하게 지지한다 [15]. 적어도 인간에서 SPEM이라는 개념을 사용하더라도, SPEM을 가성유문선화생과 동일한 의미로 간주해서는 안 된다. 또한 본 연구에서는 가스트린 양성 세포가 PGI 양성 선과는 중복되지 않으며, PGI 양성 선은 항상 가스트린 음성이었다는 사실도 보여주었다(Table 4).
반면 TFF2 양성 여부는 가스트린 양성 여부와 관련이 없었다. 이러한 결과는 가스트린 세포가 가성유문선화생에서는 생성되지 않고 유문선화생에서 생성된다는 것을 시사한다. 또한 TFF2 발현이 가스트린 세포와 관련이 없다는 사실은 SPEM이 유문선화생이나 가성유문선화생 자체와는 독립적인 개념이라는 점과도 일치한다.
본 연구의 AIG 환자들에서는 유문선 유사 화생선(pyloric gland-like metaplastic glands)의 대부분이 PGI 음성이었다(88.1%, Table 3). 또한 활동기(florid stage)에서는 모든 증례에서 가성유문선화생(pseudopyloric metaplasia)이 관찰되었으나, 말기(end stage)에서는 61.1%의 증례에서만 가성유문선화생이 관찰되었다. 이러한 결과는 위축이 진행되는 과정에서 일부 가성유문선화생 선이 소실되었으며, 가성유문선화생이 비교적 제한된 시기에만 관찰되는 병변일 가능성을 시사한다. 또는 위축의 진행과 함께 가성유문선화생 선이 유문선화생 선으로 변화하였을 가능성도 있다. 이러한 소견은 H. pylori 위염에서 관찰되는 화생의 변화 양상과 매우 유사하다. 저자들은 최근 H. pylori 위염 환자에서 유문선화생이 있는 경우가 가성유문선화생이 있는 경우보다 위축이 더 심하다는 사실을 보고한 바 있다 [4]. 이러한 결과들은 위축 과정 초기에 가성유문선화생이 먼저 발생한 후, 위축이 진행함에 따라 유문선화생으로 변화할 수 있음을 시사한다.
반면 TFF2 발현은 이와 반대의 양상을 보였다(Table 2). AIG에서의 TFF2 발현에 대한 연구는 많지 않지만 [36], H. pylori 위염에서는 연구된 바가 있다 [17]. Xia 등은 심한 위축이 있는 증례에서 TFF2 발현이 더 자주 관찰된다고 보고하였다. 이러한 결과는 TFF2 발현이 위축이 심한 경우에 더 잘 나타나는 경향이 있음을 뒷받침한다.
한편 본 연구는 AIG와 그에 동반된 화생에 대해 분석하였지만 몇 가지 제한점이 있다.
첫째, 연구 대상자 수가 적었다. 이는 일본인을 포함한 아시아인에서 AIG가 아직 비교적 드문 질환이기 때문이다 [37,38].
둘째, 본 연구에는 과거 H. pylori 감염 환자들이 포함되어 있었기 때문에, 위점막의 화생 상태가 AIG뿐 아니라 과거 H. pylori 감염의 영향도 받았을 가능성이 있다.
그럼에도 불구하고 각 증례의 화생선을 정량적으로 그리고 면밀하게 관찰한 결과, 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다. 인간 AIG에서 SPEM은 가성유문선화생과 동일한 개념이 아니며, AIG에서 관찰되는 화생의 대부분은 가성유문선화생이 아니라 유문선화생이다.
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이 논문의 핵심 메시지는 상당히 강합니다.
SPEM ≠ pseudopyloric metaplasia
기존 문헌에서 거의 동의어처럼 사용되던 개념을 부정함.
TFF2 양성(SPEM)과 PGI 양성(pseudopyloric metaplasia)이 상당 부분 일치하지 않음을 제시.
AIG의 주된 화생은 pseudopyloric metaplasia가 아니라 pyloric metaplasia
전체 화생선의 88.1%가 PGI 음성.
즉 대부분이 진정한 의미의 유문선화생.
화생의 진행 모델 제안
가성유문선화생 → (위축 진행) → 유문선화생
이는 H. pylori 위염에서도 관찰되는 현상과 유사하다고 주장.
흥미롭게도 이는 최근 2024–2025년에 발표된 AIG와 H. pylori 위염의 metaplasia transcriptome이 거의 동일하다는 연구들과도 연결됩니다. 즉, "AIG 특이적인 SPEM"이라는 개념보다는 위저선 소실(oxyntic loss)에 대한 공통 재생 반응(common regenerative program)** 으로 보는 최근 관점과 상당히 일치하는 결과라고 볼 수 있습니다.
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<Abstract>
There are two types of pyloric gland-like metaplasia in the corpus of stomach: pyloric and pseudopyloric metaplasias. They show the same morphology as the original pyloric glands in H&E staining. Pseudopyloric metaplasia is positive for pepsinogen (PG) I immunohistochemically, whereas pyloric metaplasia is negative. Recently, spasmolytic polypeptide-expressing metaplasia (SPEM) is proposed for pyloric gland-like metaplasia mainly in animal experiments. SPEM expresses trefoil factor family 2 (TFF2) and is often considered synonymous with pseudopyloric metaplasia. We reviewed consecutive 22 Japanese patients with autoimmune gastritis (AIG) to investigate TFF2 expression in pyloric and pseudopyloric metaplasias by counting all pyloric gland-like glands in biopsy specimens taken from greater curvature of the middle corpus according to the Updated Sydney System. Pyloric metaplasia was seen in all the 22 cases, and pseudopyloric metaplasia was found in 15 cases. Of 1567 pyloric gland-like glands in all the cases, 1381 (88.1%) glands were pyloric metaplasia glands, and the remaining 186 (11.9%) glands were pseudopyloric metaplasia glands. TFF2 expression was observed in pyloric or pseudopyloric metaplasia glands in 20 cases. TFF2 expression was recognized in 409 of 1381 (26.9%) pyloric metaplasia glands and 27 of 186 (14.5%) pseudopyloric metaplasia glands (P<0.01, chi-square test). In conclusion, SPEM was not always the same as pseudopyloric metaplasia in human AIG, and the majority of metaplasia in AIG was not pseudopyloric but pyloric metaplasia.
Keywords: Autoimmune gastritis; Gastrin; Pseudopyloric metaplasia; Spasmolytic polypeptide-expressing metaplasia.
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