| Functional and Morphological Changes of the Nasal Mucosa after Radiotherapy. |
| Jung Soo Kim, Mi Kyeong Ye, Seong Woo Kwon, June Sik Park, Chang Sup Seong, Jae Chul Kim |
1Department of Otolaryngology, College of Medicine, Kyungpook National University, Taegu, Korea.
2Department of Therapeutic Radiology, College of Medicine, Kyungpook National University, Taegu, Korea. |
| 방사선 치료시 비점막의 기능적 및 형태학적 변화 |
| 김정수1 · 예미경1 · 권성우1 · 박준식1 · 성창섭1 · 김재철2 |
| 경북대학교 의과대학 이비인후과학교실1;치료방사선과학교실2; |
|
|
|
|
|
| ABSTRACT |
OBJECTIVES:
To evaluate the functional and morphological changes of the nasal mucosa after radiotherapy in humans.
MATERIALS & METHODS: We examined the pathology of the nasal mucociliary system by saccharine transport test and electron microscopy in 18 patients previously treated with radiation therapy. Each patient was asked about prevalence of nasal symptoms before and after radiation therapy with questionare.
RESULTS:
The patients who received radiation therapy had negative saccharine test results and noted higher prevalence of nasal crust, anosmia, epistaxis etc. after radiation therapy. There was the evidence of recovery from squamous metaplasia about 40 months after radiotherapy in electron microscopic examination.
CONCLUSION:
Although we could not confirm the results because of the small size of the samples and inconsistency of the duration and dosage of radiation, we found the evidence of recovery from squamous metaplsia. These results may be useful in taking counsel with patients about the complications of radiation therapy and the possibility of recovery of nasal symptoms. |
| Keywords:
RadiotherapyㆍSaccharine testㆍMucociliary functionㆍElectron microscopy |
서론
비강 및 상악동 악성종양시 치료의 한 방법으로서 방사선 치료가 선택될 수 있으며 이 치료의 장점은 코와 협부의 구조물을 보존할 수 있어 미용학적으로 좋으나8) 비점막의 손상을 초래하여 결과적으로 비점막의 섬모수송장애를 유발할 수도 있다.6) 비강을 포함하는 방사선 치료를 받는 환자들은 흔히 비강내의 건조감, 가피 등의 증상을 호소하며 이는 비강내의 점막이 손상된 결과라고 여겨진다. 이에 저자들은 방사선 조사를 받은 환자에서 사카린 이행검사를 이용하여 비점막 섬모수송기능의 손상여부를 객관적으로 증명하고 전자현미경을 이용하여 비강점막 미세구조의 손상여부 및 그 회복여부를 알아보기로 하였다.
대상 및 방법
비강암, 상악동암 등으로 방사선 치료를 받았던 환자중 시뮬레이션 필름(simulation film)을 이용하여 방사선 조사의 범위가 비강을 포함하였던 환자를 대상으로 후향적으로 조사하였다. 대상군은 여자가 8명 남자가 10명으로 총18명이었으며, 나이는 23세에서 73세까지 평균 51세이었다. 방사선조사의 총량은 4000cGy에서 7500cGy로 평균 6233cGy였고 방사선치료후의 관찰 기간은 11개월에서 120개월로 평균 41.8개월이었다. 4명에서는 수술을 시행하였으며 검사는 수술의 영향을 배제하고자 반대측 비강에서 시행하였다. 악성종양의 조직학적 특성은 편평상피암 10례, 악성림파종 6례, 횡문근육종 1례, 선양낭성암종 1례이었다. 방사선조사 전후의 비증상의 변화를 알아보기 위해 비폐색, 비루, 후비루, 가피, 비출혈, 후각장애, 비강내 건조감, 안면부 동통, 두통 등 각 항목에 대하여 방사선 치료 전후의 변화여부를 설문지를 이용하여 조사하였으며 사카린 이행시간 측정과함께 조직 채취가 가능하였던 8명(Table 1)에서 전자현미경 검사를 실시하였다. 대조군으로는 비질환이외의 이유로 수술을 받기 위해 입원한 환자들 중 부비동염의 병력이 없고 비질환 증상이 없으며 비경검사에서 정상소견을 보이는 18명을 대상으로 하였다.
1. 사카린 이행시간측정 검사방법은 Anderson이2) 처음 시행하고 Littlejohn 등7)에 의해 변형된 방법을 이용하였는데 검사전 가피나 분비물을 조심스럽게 제거한 후 생리식염수에 적신 면봉의 끝부위에 40 내지 50 μg의 사카린을 묻힌 후 하비갑개의 전하방 부위에 직시 하에 가능한 상처를 주지 않으면서 위치시켰다. 사카린을 위치시킨 정확한 시간을 기록하였으며 입을 다문채 코로 숨쉬게 하고 코를 들이마시지 못하게 주의하였다. 매30초마다 연하를 시켜 최초로 단맛을 느낄 때까지의 시간을 분단위로 측정하여 사카린 이행시간으로 하였으며 측정은 60분까지만 하여 60분 이상의 값은 무반응으로 처리하였으며 마지막으로 혀에 사카린을 대어 미각장애 여부를 측정하였다.
2. 전자현미경 검사
주사현미경 관찰을 위해 하비갑개의 전단부에서 약1cm 후방 부위에서 비점막을 채취한 즉시 2.5% glutaraldehyde용액에 2시간 동안 전고정한 후 1% OsO4 용액에 2시간 동안 후고정하고 계열 ethanol 및 critical point dryer로 탈수하여 platinium-palladium으로 피복한 뒤 S-800 주사전자현미경(Hitachi, Katuta, Japan)으로 관찰하였다.
투과전자현미경 관찰을 위해 역시 채취한 하비갑개점막을 2.5% glutaraldehyde용액에 2시간 동안 전고정하고 1% OsO4 (0.1M phosphate buffer, pH 7.4)에 2시간 동안 후고정한 후 계열 ethanol로 탈수하여 epon혼합물에 포매하였다. 포매된 조직은 1 μm 두께로 박절하여 alkaline toluidine blue로 염색한 후 광학현미경으로 관찰 부위를 결정하였으며 이를 RMC MT-7000 ultramicrotome(Porter-Blum, Tuson, U.S.A)으로 40∼60μm 두께로 초박절하고 uranyl acetate와 lead citrate로 염색하여 H-7000 투과전자현미경(Hitachi, Katuta, Japan)으로 관찰하였다.
결과
설문지를 통한 비증상의 변화 여부는 코딱지, 무후각증, 비출혈 등의 순으로 Table 2과 같았다.
사카린 이행검사의 결과는 방사선 조사를 받았던 모든 환자에서 음성반응을 나타내었으나 이후 시행한 미각검사에서는 모두 반응을 나타내어 미각이상에 의한 음성반응이 아님을 알 수 있었으며 대조군에서는 모두 양성으로 5분에서 25분까지 측정되었으며 평균 이행시간은 13.88분이었다(Table 3).
주사 및 투과전자현미경 소견상 방사선 조사후 24개월 이전 환자의 비점막 소견으로는 편평상피화된 표면의 양상을 나타내었으며(Fig. 1, 2) 방사선조사 37개월된 환자에서는 섬모세포는 관찰할 수 없었으나 대부분의 세포에서 미세융모를 관찰할 수 있었다. 42개월 이상된 환자에서부터는 숫자는 적으나 섬모상피를 관찰할 수 있었다(Fig. 3, 4).
고찰
비점막은 흡입된 공기의 습도조절, 정화작용과 독성물질로부터 하부기도를 보호하는 등의 역할을 하며 점막섬모수송기능은 외부물질 및 감염에 대한 주 방어작용을 하는 비강내 중요한 기능중의 하나로 이의 장애는 비강, 부비동, 기관지의 만성염증을 야기할 수 있다. 또한여러 인자 즉 염증, 건조한 공기, budesonide, sulfur dioxide, ammonia, nitrous dioxide 등이 비점막섬모수송을 저하시킬 수 있는 것으로 보고 되어있다.7)
동물과 사람에서 방사선 조사 후에 호흡기점막의 점막섬모수송기능의 저하가 초래되었음이 보고된3)6)10)11)12)18) 바 있으나, 사람의 비강내 방사선조사 후의 기능적, 형태학적 변화 및 이들의 회복여부에 대한 연구는 거의없다.
비점막 섬모수송을 측정하는 방법으로는 resin 입자에 Tc99m을 붙여 감마카메라로 관찰하는 것과 알루미늄판을 육안적으로 관찰하거나 saccharine을 이용한 방법15)이 있으며 이중 saccharine 검사법은 1974 Anderson 등2)에 의해 처음 기술된 이후 비점막수송을 측정하는 기본적인 검사법이되고 있다. 장점으로는 즉각적으로 할 수 있고 독성이 없고 방사능동위원소를 사용하지 않으며 환자의 참여가 쉽고 적은 비용으로 쉽게 사용할 수 있으며 결과의 재현성이 높다는 것이다.1)2)4)5)15)17) Saccha rine 검사법의 정상치의 상한치는 20∼30분이며 30분 이상의 시간은 비정상적인 점막수송을 나타내는 것으로 알려져있으며4) 비록 이 연구에서 대조군과 연령별 비교분석은 하지 않았지만 환자군의 검사치는 60분까지 측정하였으나 방사선조사의 총량, 방사선치료 후의 시간경과에 관계 없이 무반응을 나타내어 정상범위를 훨씬 벗어나는 것으로 Stringer 등18)의 결과와 일치하였다.
미세형태학적 변화에 대해서는 Ohashi 등11)이 가토의 비점막에서 방사선조사후 4주에서 편평상피화를 관찰하였고 8주까지 편평상피화된 점막의 재생의 징후를 발견할 수 없었다고 보고하였으며 Ohyama 등12)은 후두암 환자에서 3000에서 4000cGy 이상의 방사선치료 후 후두 점막세포의 섬모소실을 보고한 바 있으며 저자 들의 경우 최소 방사선조사 총량이 4000cGy로 모든 예에서 비점막세포의 섬모소실이 있었을 것으로 생각된다. 본 연구에서는 방사선조사 후 일정한 시간별 및 방사선조사 총량이 동일한 환자군을 선별하여 비점막의 형태학적 변화 여부를 관찰한 결과는 아니나, 관찰 가능하였던 환자중 방사선조사 후 19개월 및 24개월된 환자에서는 편평상피화된 소견을 나타내었으나 37개월 지난 환자에서는 미세융모세포가 관찰되었고 42개월 및 44개월 된 환자에서는 부분적으로 섬모상피세포를 관찰할 수 있었으며 이는 방사선조사 이후 편평상피화된 점막세포가 약40개월 후부터 섬모상피로의 재생을 시사하는 것으로 생각된다. 그러나 섬모상피의 기능을 알아보는 사카린 이행시간 검사에서는 모든 대상군에서 음성반응을 나타내어 점액섬모수송이 단순히 섬모세포의 존재만으로 이루어지는 것이 아니며 점액의 물리학적 특성 등에도 영향을 받으며2)9)13)14)19) 또한 충분한 양의 점액이 없이 섬모운동만으로는 이러한 점액수송이 일어나지 않는다는16)17) 사실 등에 따른 결과로 추정되며 이에 대한 연구가 더 필요할 것으로 생각된다.
방사선치료 전후 임상증상의 변화에 대한 설문지 조사에서 비폐색, 비루, 후비루 등은 그 변화가 미약하여 기존 병변의 영향을 배제할 수 없었으나, 가피, 무후각증, 비출혈, 비내건조감 등은 방사선치료 후 현저히 증가되어 방사선치료의 영향으로 생각된다. 이러한 결과는 비강내의 종양 등을 가진 환자의 방사선 치료시 점액섬모수송기능의 저하로 인한 이차감염 기회의 증가 등 비강내에서 생길 수 있는 부작용과 이들 증상의 회복 가능성 여부를 환자에게 알려주는 데 도움이 되리라 생각된다.
요약
비강내 방사선조사후 비점막의 기능적, 형태학적 영향을 알아보기 위해 방사선 조사를 받았던 18명의 환자를 대상으로 실시한 사카린이행검사, 전자현미경검사 및 설문지조사에서 다음과 같은 결과를 얻었다.
1) 설문지를 통한 비증상의 변화 여부는 가피, 무후각증, 비출혈 등의 순으로 많았다.
2) 사카린이행시간검사에서는 18명 모두에서 음성반응을 나타내었다.
3) 전자현미경검사의 결과는 대상군의 숫자가 적고 일정한 기간별 관찰이 아니어서 명확한
결론을 내릴 수는 없으나 방사선 치료후 편평상피화되었던 비점막이 치료후 약 40개월부터는 섬모상피로 회복되는 양상을 볼 수 있었다.
REFERENCES
1) Lee JG, Park IY, Kim YM, Suh KS, Hyun SJ：Nasal mucociliary clearance by saccharin method in pathologic conditions of the nose. Korean Journal of Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 1988；31：602-608
2) Anderson I, Camner P, Jensen PL, Philipson K, Proctor DF：Nasal clearance in monozygotic twins. Am Rev Respir Dis. 1974；110：301-305
3) Baldetorp L, Huberman D, Hakansson H, Toremalm NG：Effects of ionizing radiation on the activity of the ciliated epithelium of the trachea. Acta Radiol Ther Phys Biol. 1976；15：225-233
4) Corbo GM, Foresi A, Bonfitto P, Mugnano A, Agabiti N, Cole PJ：Measurement of nasal mucociliary clearance. Arch Dis Child. 1989；64：546-550
5) Coromina J, Sauret J：Nasal mucociliary clearance in patients with nasal polyposis. ORL. 1990；52：311-315
6) Fujiwara K, Hakansson CH, Toremalm NG：Influence of ionizing radiation on ciliary cell activity in the respiratory tract. Acta Radiol Ther Phys Biol. 1972；11：513-521
7) Littlejohn MC, Stiernberg CM, Hokanson JA, Quinn FB, Bailey BJ：The relationship between the nasal cycle and mucociliary clearance. Larynoscope. 1992；102：117-120
8) McCollough WM, Mendenhall NP, Parsons JT, Mendenhall WM, STringer SP, Cassisi NJ, Million RR：Radiotherapy alone for squamous cell carcinoma of the nasal vestibule：Mannagement of the primary site and regional lymphatics. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1993；26：73-79
9) Middleton PG, Geddes DM, Alton EWFW：Effect of amiloride and saline on nasal mucociliary clearance and potential difference in cystic fibrosis and normal subjects. Thorax. 1993；48：812-816
10) Ohashi Y, Nakai Y, Ikeoka H, Koshimo H, Onoyama Y：Effects of irradiation on the ciliary activity of the eustchian tube and the middle ear mucosa. Arch Otorhinolaryngol. 1985；242：343-348
11) Ohashi Y, Nakai Y, Ikeoka H, Koshimo H, Esaki Y, Nakata J：Functional and morphological pathology of the nasal mucosa after x-ray. Clin Otolaryngol. 1988；13：435-446
12) Ohyama T：Surface ultrastucture of pathological mucosa of human larynx. In：Stringer SP, Stiles W, Slattery WH, Krumerman J, Parsons JT, Mendengall WM, Cassisi NJ：Nasal mucociliary clearance after radiation therapy. Laryngoscopy. 1995；105：380-382
13) Outzen KE, Knudsen VS：Effect of surface-active substance on nasal mucociliary clearance time：A comparison of saccharin clearance time before and after the use of surface-active substance. Rhinology. 1993；31：155-157
14) Phipps RJ：The airway mucociliary system. Int Rev Physio. 1981；23：213-260
15) Puchelle E, Aug F, Pham Q：Comparison of three methods for measuring nasal mucociliary clearance in man. Acta Otolaryngol. 1983；96：167-173
16) Sade J, Eliezer N, Silberberg A, Neno AC：The role of mucus in transport by cilia. Am Rev Respir Dis. 1970；102：48-52
17) Sakakura Y, Ukai K, Majima Y, Murai S, Harada T, Miyosi Y：Nasal mucociliary clearance under various conditions. Acta Otolaryngol. 1983；96：167-173
18) Stringer SP, Stiles W, Slattery WH, Krumerman J, Parsons JT, Mendenhall WM, Cassisi NJ：Nasal mucociliary clearance after radiation therapy. Laryngoscopy. 1995；105：380-382
19) Warner A：Clinical aspects of mucociliary transport. Am Rev Respir Dis. 1977；116：73-125
|
|
PDF Links
Full text via DOI 
Download Citation 
