Diagnostic Usefulness of Serum Level of Cyfra 21-1, SCC Antigen and CEA in Lung Cancer

폐암에서 혈중 Cyfra 21-1, SCC 항원 및 CEA의 진단적 유용성

Background: Cytokeratin 19 is a subunit of cytokeratin intermediate filament expressed in simple epithelia such as respiratory epithelial cells and their malignant counterparts. An immunoradiometric assay is available to detect a fragment of the cytokeratin, referred to as Cyfra 21-1 in the serum. This study was conducted to evaluate the clinical utility of this new marker in the diagnosis of lung cancer compared with established markers of squamous cell carcinoma antigen (SCC Ag) and carcino-embryonic antigen(CEA). In addition, we compared the diagnostic sensitivity and specificity of Cyfra 21-1 with those of SCC Ag in squamous cell carcinoma of the lung. We also measured the level of Cyfra 21-1 in the different stages of squamous cell carcinoma of the lung. Method: We measured Cyfra 21-1(ELSA-CYFRA 21-1), SCC Ag(ABBOTT SCC RIABEAD) and CEA(ELSA2-CEA) in 79 patients with primary lung cancer and in 78 persons as a comparison group including 32 patients with pulmonary tuberculosis, 23 patients with benign lung disease and 23 cases with healthy individual. Cyfra 21-1 is measured by a solid-phase immunoradiometric assay(CIS Bio International, France) based on the two-site sandwich method. SCC Ag is measured by a radioimmunoassay(Abbott Laboratories, USA). CEA is measured by a immunoradiometric assay(CIS Bio International, France). All data were expressed as the mean$\pm$standard deviation. Results: 1) The mean value of Cyfra 21-1 was $18.38{\pm}3.65\;ng/mL$ in the lung cancer and $1.l6{\pm}0.53\;ng/mL$ in the comparison group(p<0.0001). SCC Ag was $3.53{\pm}6.06\;ng/mL$ in the lung cancer and $1.19{\pm}0.5\;ng/mL$ in the comparison group(p<0.01). CEA was $35.03{\pm}13.9\;ng/mL$ in the lung cancer and $2.89{\pm}1.01\;ng/mL$ in the comparison group(p<0.0001). 2) Cyfra 21-1 level in squamous cell carcinoma($31.52{\pm}40.13\;ng/mL$) was higher than that in adenocarcinoma($2.41{\pm}1.34\;ng/mL$)(p<0.0001) and small cell carcinoma($2.15{\pm}2.05\;ng/mL$)(p=0.007). SCC Ag level in squamous cell carcinoma($5.1{\pm}7.68\;ng/mL$) was higher than that in adenocarcinoma($1.36{\pm}0.69\;ng/mL$)(p=0.009) and small cell carcinoma($1.1{\pm}0.24\;ng/mL$) (p=0.024). 3) The level of Cyfra 21-1 was not correlated with the progression of stage in squamous cell carcinoma of the lung. 4) Using the cut-off value of 3.3ng/mL, the diagnostic sensitivity of Cyfra 21-1 was 83% in squamous cell carcinoma, 22% in adenocarcinoma and 17% in small cell carcinoma. The sensitivity of SCC Ag and CEA were 39% and 20%, respectively in squamous cell carcinoma, 11% and 39% in adenocarcinoma, and 0% and 33% in small cell carcinoma. 5) Comparison of the receiver operating characteristics curves(ROC curve) for Cyfra 21-1, SCC Ag and CEA revealed that Cyfra 21-1 showed highest diagnostic sensitivity among them in the diagnosis of lung cancer. Conclusion: Cyfra 21-1 is thought to be a better tumor marker for the diagnosis of lung cancer than SCC Ag and CEA, especially in squamous cell carcinoma of the lung.

연구배경: Cyfra 21-1은 상피종양세포의 세포질에 존재하는 cytokeratin 19의 분절로서 상피종양세포의 파괴시 혈중내로 유리되므로 그 혈중 농도를 측정하여 종양표지자로 이용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이에 저자들은 폐암, 폐결핵, 기타폐질환 및 정상대조군 환자들의 혈청내 Cyfra 21-1, SCC 항원 및 CEA의 농도를 측정하여 폐암의 종양표지자로서 Cyfra 21-1과 SCC 항원 및 CEA의 진단적 효용성을 비교 관찰하고자 하였다. 또한 편평상피세포암에서 Cyfra 21-1과 평상펴셰포암의 특이 종양표지자로 알려진 SCC 항원과의 진단적 민감도와 특이도의 차이를 비교하고 그 병기 진행에 따른 Cyfra 21-1의 혈중농도의 증가 여부를 관찰하고자 하였다. 방법: 1992년 12월부터 1993년 6월까지 서울중앙병원에 입원하여 조직생검으로 초진단된 원발성 폐암 79예(편평상피세포암 41예, 선암 18예, 기타의 미분화 비소세포양 14예, 소세포암 6예)와 폐결핵 32예, 기타폐질환 23예, 정상대조군 23예를 대상으로 하였다. Cyfra 21-1과 ELSA2-CEA를 사용하였고, SCC 항원은 방사계수측정 kit인 ABBOTT SCC RIABEAD를 사용하였다. 결과: 1) Cyfra 21-1의 혈중농도는폐암군이 평균({\pm}표준편차) $18.38{\pm}3.65\;ng/mL$로서 비교군 $1.16{\pm}0.53\;ng/mL$보다 유의하게 높았다(p<0.0001). SCC 항원은 폐암군에서 $3.53{\pm}6.06\;ng/mL$로서 비교군 $1.19{\pm}0.5\;ng/mL$보다 유의하게 높았다(p<0.01). CEA는 폐암군에서 $35.03{\pm}13.9\;ng/mL$로서 비교군 $2.89{\pm}1.01\;ng/mL$ 보다 유의하게 높았다(p<0.0001). 2) 폐암군내에서는 Cyfra 21-1의 혈중농도가 편평상 피세포암군에서 $31.52{\pm}40.13\;ng/mL$로서 선암군 $2.41{\pm}1.34\;ng/mL$(p<0.0001) 및 소세포암군 $2.15{\pm}2.05\;ng/mL$(p=0.007) 보다 유의하게 높았다. SCC 항원의 혈중농도는 편평상피세포암군에서 $5.1{\pm}7.68\;ng/mL$로서 선암군 $1.36{\pm}0.69\;ng/mL$(p=0.009) 및 소세포암군 $1.1{\pm}0.24\;ng/mL$(p=0.024)보다 유의하게 높았다. 3) 편평상피세포암군에서 폐암의 병기 진행에 따른 Cyfra 21-1의 혈중농도의 증가는 없었다. 4) Cyfra 21-1의 진단양성 기준치를 3.3 ng/mL로 하였을때 편평상피세포암의 민감도가 83%로 선암의 22%, 소세포암의 17%보다 높게 산출되었다. SCC 항원의 민감도가 편평상피세포암에서 39%, 선암에서 11%, 소세포암에서 0% 이었다. CEA의 민감도가 편평상피세포암에서 20%, 선암에서 39%, 소세포암에서 33%이었다. 5) ROC 곡선 분석상 폐암의 진단에서 Cyfra 21-1의 민감도와 특이도가 SCC 항원 및 CEA 보다 우수한 것으로 나타났다. 결론: Cyfra 21-1은 폐임에서 SCC 항원 및 CEA에 비하여 민감도 및 특이도가 높은 종양표지자이며, 특히 편평상피세포암에서 그 민감도와 특이도가 높아 편평상피세포암의 특이 종양표지자로 알려진 SCC 항원보다 우수한 종양표지자로 사료되었다.