S-100와 EMA 염색 및 컴퓨터 보조 영상분석(image analysis)을 이용한 결핵양 나와 유육종증의 감별

Abstract

나병은 신경영양(neurotropism)을 특징으로 하는 나균(Mycobacterium leprae)에 의한 만성 육아종성 질환으로 나균에 대한 숙주의 면역반응 정도에 따라 다양한 임상양상을 보인다. 숙주 면역기능이 높은 결핵양 나(tuberculoid leprosy)는 비건락 괴사성 육아종을 보이는 유육종증(sarcoidosis)을 포함한 다른 육아종성 질환과 조직학적으로 감별하기 어렵다. 본 연구는 나병과 유육종증에서 관찰되는 진피 신경의 형태학적 차이가 두 질환을 감별하는데 도움을 줄 수 있는가를 알아보고자 시행되었다. 11명의 결핵양 나, 4명의 유육종증 환자의 파라핀 포매조직과 각 부위별 정상조직을 대상으로 하여 S-100와 EMA 면역조직화학 염색을 하여 관찰하고, 양성소견을 보이는 신경에 대한 컴퓨터 보조 영상분석을 시행하여 두 질환에서 관찰되는 신경조직의 면적, 직경, 밀도를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. S-100 양성 신경조직은 결핵양 나에서 분절화 되거나 염증세포 침윤에 의해 크고 두꺼워져 있으며 신경주위막의 비후를 보였고, 11명 중 5명(45.5%)에서는 신경을 관찰할 수 없었던 반면, 유육종증에서는 위와같은 소견은 보이지 않았다. 2. 신경의 분포 부위는 결핵양 나에서 육아종 내부의 중심부(84.6%)와 변연부(15.4%)에 국한되었고, 유육종증에서는 육아종의 중심부(13.3%)와 변연부(20.0%), 혈관 및 부속기 주위까지 진피 전반에 다양하게 관찰되었다. 3. EMA염색은 나병변의 비후된 신경주위막에 음성소견을 보이고 한관에만 강양성을 나타내어, 신경주위막 염색에 EMA염색은 부적합함을 보였다. 4. 영상분석상 신경의 단면적은 결핵양 나, 유육종증, 대조군의 순으로 컸으며 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 5. 영상분석상 신경의 두께는 결핵양 나, 유육종증, 대조군의 순으로 컸으며 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 6. 영상분석상 신경의 밀도는 대조군, 결핵양 나, 유육종증의 순으로 크게나타났고, 대조군과 결핵양 나 사이에는 통계학적으로 유의한 차이를 보이지 않았으나, 결핵양 나와 유육종증, 대조군과 유육종증 사이에는 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 이상의 결과로, 육아종 내부에서 관찰되는 신경의 분절화와 염증세포 침윤에 의한 크기와 두께의 증가, 신경주위막의 비후는 결핵양 나에 특징적인 광학현미경적 소견이고, 이러한 변화가 없이 육아종 내부에 위치한 신경은 유육종증에서도 관찰될 수 있다. 또한 광학현미경에서 보이는 신경의 형태학적 변화는 영상분석에서 정량적으로 측정한 결과에서도 유의한 변화를 보였다. 따라서 신경의 숫자보다는 형태변화가 중요하며, 이들이 종창되고 침윤된 소견이 나병을 진단하는데 특징적인 소견이고, 육아종 외부에 있는 정상크기의 신경은 유육종증을 암시함을 알 수 있었다. ; Leprosy is a chronic granulomatous disease caused by Mycobacterium leprae, which is an obligate intracellular pathogen. Histologic evidence of destruction of a cutaneous nerve by granulomatous inflammation is a feature of tuberculoid leprosy. However, identifying remnatns of the nerve in the granuloma may be difficult in some instances because of morphologic similarities with granulomatous dermatoses, such as sarcoidosis, lupus vulgaris, tertiary syphilis, etc. S-100 protein is an immunocytochemical marker of Schwann cells of nerves and EMA protein shows weak positive staining for perineurium. In this study, we observed the expressions of S-100 and EMA in the tuberculoid leprosy and sarcoidosis, and computer-assisted software(analy- SIS^??) was employed on immunohistochemically stained sections for quantitative estimation of visible nerves. The results are summarized as follows: 1. S-100 staining in tuberculoid leprosy demonstrate fragmented, infiltrated, swollen nerves or the absence of dermal nerves(45.5%). 2. All of the detectable nerves were identified within granulomas at each center(84.6%) and periphery(15.4%) of lesions from tuberculoid leprosy, but nerves from sarcoidosis were widely distributed over inside(33.3%) or outside of the granulomas, perivascular, and periappendageal areas. 3. There was no expression of EMA in skin lesions from leprosy, s arcoidosis, even in the site showing perineural thickening in S-100 stain. 4. By computerized image analysis, the cross-section area of nerves in order of tuberculoid leprosy, sarcoidosis, and normal control group(p<0.05). 5. The thickness of nerves decrease in order of tuberculoid leprosy, sarcoidosis, and normal control group(p<0.05). 6. The density of nerves decrease in order of normal control group tuberculoid leprosy, and sarcoidosis. There was statistical significance between tuberculoid leprosy and sarcoidosis. In conclusion, it is possible to differentiate tuberculoid leprosy from sarcoidosis by the observation of the morphologic changes with S-100 protein stain and the measurement of the cross-section area, thickness and density of nerves with image analysis.