【생물학】 23강. 의학

23강. 의학(medicine) 

 

추천글 : 【생물학】 생물학 목차

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1. 질환 [본문]

2. 진단 [본문]

3. 치료 [본문]

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a. 질환 (병리) 라이브러리

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1. 질환 [목차]

⑴ 분류 1. 암 질환

⑵ 분류 2. 장기별 기능성 질환

① 2-1. 호흡계 질환

② 2-2. 대사성 질환

○ 심혈관 질환

○ 장질환

○ 간질환

○ 당뇨 질환

○ 신장 질환

③ 2-3. 피부 질환

○ liver fibrosis

○ lung fibrosis

○ idiopathic pulmonary fibrosis

○ scleroderma

④ 2-4. 신경 퇴행성 질환

○ 뇌질환

○ 신경질환

⑶ 분류 3. 면역계 질환

① 3-1. 감염성 질환 : 바이러스성 질환 등

② 3-2. 염증 질환

③ 3-3. 자가면역질환

④ 3-4. 면역계 회피 질환 : AIDS 등 

⑷ 분류 4. 노화(aging) : 최근 노화를 질병으로 보는 시각도 있음

⑸ 병리 라이브러리 

 

 

2. 진단 [목차]

⑴ 진단 - 조직 병리학(histopathology)

① 종양 조직(tumor tissue) : 정상세포에 비해 핵이 큼

 

Figure. 1. 종양 조직

 

② 종양과 샘 조직(tumor and glands)

 

Figure. 2. 종양과 샘 조직

 

③ 정상 외피세포(normal epithelium)

 

Figure. 3. 정상 외피세포

 

④ 장상피화생(intestinal metaplasia)

 

Figure. 4. 장상피화생

 

⑤ 림프 여포(lymphoid follicle)

 

Figure. 5. 림프 여포

 

⑥ 점막근층(muscularis mucosa)

 

Figure. 6. 점막근층

 

⑦ 종양 가장자리 근층(peritumoral muscularis)

 

Figure. 7. 종양 가장자리 근층

 

⑧ 점막고유층(lamina propria)

 

Figure. 8. 점막고유층

 

⑨ 혈액 포함 조직(blood-containing tissue)

 

Figure. 9. 혈액 포함 조직

 

⑩ 결합조직(connective tissue)

 

Figure. 10. 결합조직

 

⑪ 면역 클러스터(immune cluster) : 다른 세포에 비해 세포 밀도가 높고 핵의 비중이 큼

⑵ 진단 - 혈압(blood pressure)

① 정상 : 수축기 혈압 90-119 mmHg, 이완기 혈압 60-79 mmHg

② prehypertension : 수축기 혈압 120-139 mmHg, 이완기 혈압 80-89 mmHg

③ 고혈압 STAGE 1 : 수축기 혈압 140-159 mmHg, 이완기 혈압 90-99 mmHg

④ 고혈압 STAGE 2 : 수축기 혈압 ＞ 160 mmHg, 이완기 혈압 ＞ 100 mmHg

⑶ 진단 - 폐 기능 테스트(pulmonary function test, PFT)

① FVC(forced vital capacity) : 최대로 불어낼 수 있는 공기의 양

② FEV1(forced expiratory volume in 1 second) : 1초 동안 불어내는 공기의 양

③ % = FEV1 / FVC × 100

④ 정상 : % = 70

⑤ obstructive : % ↓

⑥ restrictive : % ↑

⑷ 진단 - GFR(glomerular filtration rate)

 

stage	G1	G2	G3a	G3b	G4	G5
criteria	GFR ≥ 90	GFR = 60 ~ 89	GFR = 45 ~ 59	GFR = 30 ~ 44	GFR = 15 ~ 29	GFR < 15

Table. 1. GFR 척도

 

⑸ 평가 - RECIST(response evaluation criteria in solid tumors)

① 고형암에 관한 평가 기준

○ 바이오 마커이기도 하고 clinical outcome이기도 함

② 완전관해(complete response, CR)

○ 모든 타겟 병변과 비타겟 병변이 제거됨

○ 그리고 모든 림프절의 단축 길이가 10 mm 미만

③ 부분관해(partial response, PR)

○ 타겟 병변이 30% 이상 감소함

○ 그리고 비타겟 병변은 적어도 증식하지 않음

④ 안전병변(stable disease, SD)

○ PR과 PD 중 판단하기 애매한 경우

⑤ 진행병변(progressive disease, PD)

○ 타겟 병변이 20% 이상 증가함. 또는 비타겟 병변이 증식함

○ 또는 새로운 병변이 생김

⑹ 평가 - TNM staging : 종양의 phase 평가

① T (tumor) : 크기, 인접 세포와의 관계에 따라 세분화됨

② N (node metastasis) : 림프계로의 전이

③ M (distant metastasis) : 혈액으로의 전이

⑺ 예측 - HER-2 grading system 

① IHC를 통해 HER-2 expression을 정성적으로 평가하여 HER-2 타겟 치료가 효과적일지를 예측할 수 있음

 

HER-2 grade	설명	해석
0	No reactivity or membranous reactivity in < 10% of tumor cells.	Negative
1	Faint / barely perceptible membranous reactivity is detected in > 10% of tumor cells. The cells are in immunoreactivie only in part of the membrane.	Negative
2	Weak to moderate complete membranous reactivity is seen in > 10% of tumor cells.	Borderline reactivity
3	Strong complete reactivity is seen in > 10% of tumor cells.	Positive

Table. 2. HER-2 grading system

 

⑻ 예후 - Gleason's pattern scale

 

 

3. 치료(therapy) [목차]

⑴ 방법 1. surgery

① 종양 절제(resection)

○ Hermanek 등에 의해 15년 전에 기준이 정립

○ R0 resection : microscopically margin-negative resection

○ R1 resection : removal of all macroscopic disease. micropic margin은 있을 수 있음

○ R2 resection : primary tumor, regional node, macroscopic margin 등이 포함된 gross residual disease 

⑵ 방법 2. chemotherapy

⑶ 방법 3. radiotherapy

① 원칙 (5R)

○ repair : sublethal damage를 주어 normal cell이 다시 살아나도록 함

○ redistribution : S기에 있는 암세포는 저항성이 있음. 여러 번 나누어 방사선을 조사하면 S기가 아닌 세포주기에서 radiation을 받도록 할 수 있어 더 효율적으로 암세포를 사멸시킬 수 있음

○ reoxygenation : cancer cell이 일부 사멸됨에 따라 oxygen 유입을 증가시키고 이로 인해 radiation sensitivity가 증가

○ repopulation : 여러 번의 radiation으로 normal cell과 cancer cell의 비율이 변함

○ radiosensitivity : cell type, tissue 종류에 따라 radiation therapy 민감성이 다름

② 종류 1. external beam radiotherapy

○ IMRT : 현재 standard

○ 3D CRT : 모양을 맞추는 것은 되지만 intensity 조절이 안 됨

③ 종류 2. brachytherapy

④ 부작용 

○ crossfire irradiation : target cell에 결합한 nuclide로 인해 인접한 cell도 또한 radiation damage를 받는 현상

○ bystander effect : target cell이 apoptosis가 일어나면, 인접한 세포도 그 apoptosis signalling에 영향을 받는 현상

⑷ 방법 4. immunotherapy

① 개요 : 면역요법은 암 환자 중12.5%에게만 효과가 있음

② 종류 1. cancer vaccine

③ 1-1. 예방용 cancer vaccine : HPV vaccine, hepatitis B vaccine 등. 오직 2개만 FDA 허가됨

○ Voretigene neparvovec (Luxturna) : 2017

○ AAV2 기반 : RPE65 유전자를 발현함

○ RPE65 유전자 : 인간 망막 색소 상피의 65 kDa 단백질을 암호화함

○ Onasemnogene abeparvovec (Zolgensma) : 2019

○ AAV9 기반 

○ 생존 운동 뉴런(SMN) 단백질을 암호화함

○ SMN1 유전자 돌연변이 동형접합인 경우 생후 2년 이내에 spinal muscular atrophy 발병

④ 1-2. sipuleucel-T^]

○ 치료용 cancer vaccine의 한 예

○ 1^st. 환자로부터 항원제시세포(APC)를 추출

○ 2^nd. in vitro에서 항원제시세포에 항원을 노출시킴

○ 3^rd. 학습된 항원제시세포를 다시 환자에게 주입

○ 전립선암 치료에 사용되고 있음

○ 일대일 맞춤형 치료가 가능하다는 장점

⑤ 종류 2. CAR(chimeric antigen receptor)-T cell therapy

○ 1^st. 환자의 혈액으로부터 T cell을 추출

○ 2^nd. T cell에 inactive virus를 주입하여 engineered receptor를 발현하도록 함

○ 3^rd. 수백만 개의 세포가 될 때까지 증식

○ 4^th. 환자의 몸에 주입 → 암 치료

○ 혈액암은 잘 치료가 되지만 고형암은 잘 치료되지 않음

○ 이유 : 혈액암과 달리 고형암의 종양미세환경은 CAR-T의 활성을 떨어뜨리기 때문

○ 현재 CAR-T FDA 허가 약제가 5개가 있음

○ Tisagenlecleucel (Kymriah) : 2017

○ Axicabtagene ciloleucel (Yescarta) : 2017

○ Brexucabtagene autoleucel (Tecartus) : 2020

○ Lisocabtagene maraleucel (Breyanzi) : 2021

○ Iidecabtagene vicleucel (Abecma) : 2021

⑥ 종류 3. cytokine : IL-2, interferon-alpha 등

⑦ 종류 4. ICI(immune checkpoint inhibitor) : ICB(immune checkpoint blockade)라고도 함

○ 원리

출처 : ⓒ2015 Teresa Winslow LLC U.S. Govt. has certain rights.

Figure. 11. ICI의 원리

 

○ PD-1 : T cell에서 발현

○ CTLA-4 : T cell에서 발현

○ PD-L1 : macrophage나 tumor cell에서 발현

○ VISTA : T cell, TAM(tumor-associated macrophage), 수지상세포 등 면역세포에서 발현

○ Siglec : immune cell의 Siglec 패밀리는 암세포의 sialylated glycan과 binding 하여 immune checkpoint 작용을 함 

○ MYC : MYC 과발현은 면역 억제에 관여함 

○ 종류 4-1. PD-1 inhibitor

○ nivolumab (Opdivo)

○ pembrolizumab (Keytruda, TNBC 환자에 허가)

○ cemiplimab (Libtayo)

○ 종류 4-2. PD-L1 inhibitor

○ atezolizumab (Tecentriq, TNBC 환자에 허가)

○ avelumab (Bavencio)

○ durvalumab (Imfinzi)

○ atezolizumab

○ 종류 4-3. CTLA-4 inhibitor

○  ipililumab (ICI 중 가장 먼저 발견됨)

○ 장점

○ 암 종류에 무관하게 보편적으로 적용 가능

○ mutation burden으로 FDA 승인을 받았음 : 이러한 범용성은 최초였음

○ 단점

○ immune-related adverse effect : 자가면역 질환을 야기할 수 있음

○ 대략 20-40%의 response rate를 보임 : mutation burden 등을 biomarker로 하여 targeted-therapy를 시도함

○ glioblastoma와 같은 cold tumor에는 효과가 없음 

○ 가격이 비쌈

○ PD-L1 sensitivity가 치료 과정 중에 지속적으로 변할 수 있음

○ 치료

○ anti-CTLA-4 therapy보다 anti-PD1/L1 therapy로 더 잘 치료 → anti-PD1, anti-PDL1 약제가 독점하고 있음

○ FDA 승인 조건 : MSI-H(microsatellite instability), MMR(mismatch-repair gene)이 특정 조건일 때 고형암에 처방

⑸ 방법 5. photodynamic therapy

① PS(photosensitizer)

② type Ⅰ reaction : PS → ¹PS* (singlet state) → ³PS* (triplet state)

○ ¹PS*와 ³PS*는 라디칼을 생성시킴

○ 라디칼은 조직에 데미지를 입힘

③ type Ⅱ reaction : ³PS* + O₂ → PS + ¹O₂*

○ ¹O₂* (singlet oxygen)은 조직에 데미지를 입힘

④ 단점

○ 저산소 환경에서 효율이 떨어짐 : type Ⅱ reaction 때문. 약한 빛을 오래 쬐여주는 것은 하나의 해결방법이 됨

○ PS가 소수성이고 독성이 큼 : 주사로 처방하는 게 어려움

○ 피부에 있는 PS가 햇볕을 받으면 피부의 조직이 손상될 수 있음

○ 가시광선 등 빛의 투과성이 문제가 됨

 

입력: 2022.05.05 11:32

수정: 2023.06.04 17:50