Radioimmunoscintigraphy Using $^{99m}Tc-anti-CEA\;F(ab')_2$ Fragment in Rectal Cancer and a Pilot Study for Radioimmunoguided Surgery

직장암에서 $^{99m}Tc$-항CEA 항체 $F(ab')_2$ 분절을 이용한 수술 전 방사면역신티그라피 및 방사면역지침수술에 관한 기초 연구

Purpose: This prospective study was performed to evaluate the usefulness of preoperative radioimmunoscintigraphy and intraoperative scintimetric examination (radioimmunoguided surgery: RIGS) using $^{99m}Tc-anti-CEA\;F(ab')_2$ fragment. Materials and Methods: Nineteen patients with rectal cancer underwent preoperative whole body planar scintigraphy at 4 hours after injection of $^{99m}Tc-anti-CEA\;F(ab')_2$ fragment and SPECT imaging at 18 hours. Surgical operation was performed at 24 hours after injection. During laparotomy, radioactivities from intraabdominal viscera were measured by gamma probe. The radioactivities from excised tumor and lymph nodes were also measured and compared with pathology. Results: All nineteen patients were confirmed to have adenocarcinomas in the rectum. Twenty-seven of 97 excised lymph node groups had metastasis and 2 patients had liver metastasis in pathology Preoperative radioimmunoscintigraphy detected primary tumors in 11 patients (sensitivity 55%) and it could not detect any lymph nodes or liver metastasis. All patients showed high radioactivity in the kidneys, liver, spleen, and major vessels in intraoperative measurement by gamma probe, and tumor activity was not discriminated from background activity However, radioactivity from excised tumor was higher than normal rectum (T/B ratio; $3.47{\pm}2.25$). When excised lymph node activity/background activity ratio >1.5 was considered as positive criteria of metastasis, sensitivity, specificity, positive and negative predictive values were 78.6%, 73.9%, 55.0% and 89.5%, respectively. Conclusion: Radioimmunoscintigraphy using $^{99m}Tc-anti-CEA\;F(ab')_2$ has no additional value for preoperative staging and use of early RIGS using $^{99m}Tc-anti-CEA\;F(ab')_2$ is inappropriate. For early RIGS using $^{99m}Tc$ labeled antibodies in rectal cancer patients, further development of more specific antibodies and methods to reduce background activity are needed.

목적: 본 연구에서는 Tc-99m 표지 항 CEA 항체의 $F(ab')_2$분절을 이용하여, 직장암 환자에서 수술 전 방사면역신티그라피의 유용성을 전향적으로 평가하고자 시행하였으며, 더불어 수술 시야에서 방사선 탐식자로 종양을 검출하는 조기 방사면역지침수술을 시도하였다. 대상 및 방법: 직장암으로 처음 진단 받은 환자로 수술 예정인 성인 환자 19명을 대상으로 $^{99m}Tc$표지 항CEA항체(F023C5)의 $F(ab')_2$ 분절을 정맥 주사 후 4시간 전신 평면 영상과 18시간 복부와 골반부의 SPECT 영상을 얻어서 국소 섭취 증가 부위를 양성으로 판정하였다. 방사면역지침수술은 주사 후 $21{\sim}26$시간에 시행되었고, 감마선 탐식자를 이용하여 개복 후 각 장기와 종양, 골반 림프절 및 배후 방사능을 측정하고, 수술로 적출된 종양과 림프절군의 방사능을 다시 측정하였으며, 병리 소견과 비교하였다. 결과: 19명 모두에서 수술 전 검사에서 발견되었던 병변들이 선암으로 진단되었고, 제거된 97개의 림프절군 중에 27개에서 림프절 전이가 있었고 2례에서 간 전이가 있었다. 수술 전 방사면역신티그라피의 SPECT 영상에서는 20개의 원발 병소들 중 11례에서만 양성 소견을 보여 민감도는 55%였고, 림프절 전이나 간 전이 병소를 수술 전 발견할 수 있었던 예는 없었다. 수술 중 모든 환자에서 간, 비장, 신장, 대동맥 및 주요 혈관의 방사능이 매우 높았고, 원발 종양부위와 림프절의 방사능 측정치는 정상 대장이나 소장의 방사능과 구분되지 않았다. 그러나, 제거된 조직들을 다시 감마선 탐식자로 방사능을 측정하였을 때, 원발 종양과 배후방사능의 방사능 측정치는 평균 $3.47{\pm}2.25$로 종양에서 방사능의 집적이 증가되어 있었다. 절제 후 97개 림프절군의 방사성 측정치를 분석하면, 배후 방사능보다 1.5배 이상 높은 방사능치를 양성 기준으로 판정할 때 민감도, 특이도, 양성예측률과 음성예측률은 각각 78.6%, 73.9%, 55.0%와 89.5%였다. 결론: 이상의 결과는 Tc-99m 표지 항체는 항 CEA 항체의 $F(ab')_2$분절을 사용한다 하더라도 높은 배후 방사능으로 조기 방사면역지침수술을 하는데 부적당하였고, 방사면역신티그라피도 수술 전 병기 결정에 도움이 되지 않았다. 향후, 직장암 환자에서 Tc-99m 표지 항체를 이용하여 조기 방사면역지침수술을 시행하기 위해서는 배후 방사능을 줄이고 종양의 특이 결합을 향상시키는 방법들을 더 개발하는 것이 필요하다고 생각된다.