Correlation of p53 Protein Overexpression, Gene Mutation with Prognosis in Resected Non-Small Cell Lung Cancer(NSCLC) Patients

비소세포폐암에서 p53유전자의 구조적 이상 및 단백질 발현이 예후에 미치는 영향

Background : The p53 gene codes for a DNA-binding nuclear phosphoprotein that appears to inhibit the progression of cells from the G1 to the S phase of the cell cycle. Mutations of the p53 gene are common in a wide variety of human cancers, including lung cancer. In lung cancers, point mutations of the p53 gene have been found in all histological types including approximately 45% of resected NSCLC and even more frequently in SCLC specimens. Mutant forms of the p53 protein have transforming activity and interfere with the cell-cycle regulatory function of the wild-type protein. The majority of p53 gene mutations produce proteins with altered conformation and prolonged half life; these mutant proteins accumulate in the cell nucleus and can be detected by immunohistochemical staining. But protein overexpression has been reported in the absence of mutation. p53 protein overexpression or gene mutation is reported poor prognostic factor in breast cancer, but in lung cancer, its prognostic significance is controversial. Method : We investigated the p53 abnormalities by nucleotide sequencing, polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism(PCR-SSCP), and immunohistochemical staining. We correlated these results with each other and survival in 75 patients with NSCLC resected with curative intent. Overexpression of the p53 protein was studied immunohistochemically in archival paraffin- embedded tumor samples using the D07(Novocastra, U.K.) antibody. Overexpression of p53 protein was defined by the nuclear staining of greater than 25% immunopositive cells in tumors. Detection of p53 gene mutation was done by PCR-SSCP and nucleotide sequencing from the exon 5-9 of p53 gene. Result: 1) Of the 75 patients, 36%(27/75) showed p53 overexpression by immunohistochemical stain. There was no survival difference between positive and negative p53 immunostaining(overall median survival of 26 months, disease free median survival of 13 months in both groups). 2) By PCR-SSCP, 27.6%(16/58) of the patients showed mobility shift. There was no significant difference in survival according to mobility shift(overall median survival of 27 in patients without mobility shift vs 20 months in patients with mobility shift, disease free median survival of 8 months vs 10 months respectively). 3) Nucleotide sequence was analysed from 29 patients, and 34.5%(10/29) had mutant p53 sequence. Patients with the presence of gene mutations showed tendency to shortened survival compared with the patients with no mutation(overall median survival of 22 vs 27 months, disease free median survival of 10 vs 20 months), but there was no statistical significance. 4) The sensitivity and specificity of immunostain based on PCR-SSCP was 67.0%, 74.0%, and that of the PCR-SSCP based on the nucleotide sequencing was 91.8%, 96.2% respectively. The concordance rate between the immunostain and PCR-SSCP was 62.5%, and the rate between the PCR-SSCP and nucleotide sequencing was 95.3%. Conclusion : In terms of detection of p53 gene mutation, PCR-SSCP was superior to immunostaining. p53 gene abnormalities either overexpression or mutation were not a significant prognostic factor in NSCLC patients resected with curative intent. However, patients with the mutated p53 gene showed the trends of early relapse.

연구배경 : p53 유전자는 염색체 17p에 존재하는 종양억제유전자인데, 돌연변이가 있는 경우의 mutant protein은 그 반감기가 4~8시간으로 wild type protein의 반감기 6~20분에 비하여 현저한 증가를 보이게 된다. 결과적으로 돌연변이가 있는 경우 p53 단백질이 과축적되어 과발현이 유발되는데, 이러한 기전을 이용하여 p53 면역조직화학염색은 p53유전자의 돌연변이의 검색 방법으로 많이 이용되고 있다. 유방암에서는 p53 핵단백질의 과발현이 있는 경우에 없을 때보다 무병생존기간 및 전체 생존기간 모두에서 유의하게 나쁜 임상 경과를 취함이 보고되고 있지만 폐암에서는 p53 유전자의 돌연변이 유무, 또는 p53단백의 과발현 유무가 예후에 미치는 영향은 아직까지 확실하지 않다. 저자 등은 한국인의 폐암에서 p53 종양억제 유전자의 돌연변이 빈도를 확인하고 이들이 폐암 환자의 임상 경과에 미치는 영향을 분석하며, 면역조직화학염색 및 PCR-SSCP 분석의 감수성과 특이성을 염기서열분석과 비교하여 확인하고자 본 연구를 시행하였다. 방법 : 근치적 폐절제술 후 임상경과를 추적중인 원발성폐암환자 75예를 대상으로 하였으며, 면역조직화학검사 및 분자생물학적 연구를 위하여는 이들의 종양조직(paraffin block)을 이용하였다. p53 단백질의 면역조직화학검사를 위한 일차항체로는 DO7(Novocastra, U.K.)을 사용하였고, PCR-SSCP 및 염기서열분석 등을 위하여는 파라핀 포매조직에서 암조직을 선택적으로 박절하여 DNA를 추출하여 이용하였다. 결과: 1) 전체 75예 폐암환자의 면역조직화학염색 결과 27예(36%)에서 p53단백질의 과발현을 보였다(Table 2.3, Fig 1). 2) 전체 환자의 p53 핵단백질 과발현 여부에 따른 중앙전체생존기간은 p53 음성군과 양성군 모두 25개월, 무병생존기간은 두군 모두 13개월로 동일하였다(Fig. 2). 3) PCR-SSCP 분석에 의한 p53 유전자의 mobility shift는 시험한 58예중 16예(27.6%)에서 확인되었다(Fig 3). Mobility shift 유무에 따른 중앙전체생존기간은 shift가 있는 군과 없는 군에서 각각 27개월과 20개월, 무병생존기간은 각각 8개월, 10개월로 유의한 차이가 없었다. 4) 염기서열분석을 통한 p53 유전자의 돌연변이는 시험한 29예중 10예(34.5%)에서 확인되었다(Fig 4). 염기서열분석 결과 돌연변이 유무에 따른 중앙전체생존기간은 돌연변이가 있었던 군과 없었던 군에서 각각 27개월, 22개월이었으며, 무병생존기간은 각각 20개월과 10개월로 유의한 차이는 없었으나 돌연변이가 있는 경우 조기재발을 하는 경향을 보였다(Fig 5, 6). 5) 면역조직화학염색은 PCR-SSCP 결과를 기준으로 할 때 민감도 67.0%, 특이도 74.0%, 그리고 일치도는 62.5% 이었다. PCR-SSCP의 결과는 염기서열분석 결과를 기준으로 할 때 민감도 91.8%, 특이도 96.2%, 일치도는 95.3% 이었다. 결론 : p53 핵단백질의 과발현 정도, PCR-SSCP 및 염기서열분석상 돌연변이 유무는 비소세포폐암환자의 근치적수술후 예후의 예측지표로서는 그 효용성이 적었으나, 돌연변이가 있는 경우 조기재발을 하는 경향을 보였다. 또한 p53유전자의 돌연변이 검색법으로는 면역조직화학염색보다는 PCR-SSCP법이 우수하였다.