pp. 223-229 , 1 990 Jou m al of Korean Rad iol ogica l Society. 26 (2) 223-229, 1 990 VX-2 • • • L - Abstract- Hematogeneous Pulmonary Metastasis: An Experimental Study by Using VX-2 Carcinoma in Rabbit Jung-Gi 1m, M.D" Eun Chu\ Chung, M.D.* , Moon Hee Han , M.D. Man Chung Han , M.D. , Eui Keun Ham, M.D.*' Department o[ Radiology, Col1ege o[ Medicine, Seoul National University To evaluate radiological changes and detectability of various radiological modalities in hematoge neous pulmonary metastasis we performed an experimental study by using VX-2 carcinoma in rabbits . Hematogeneous pulmonary metastasis was induced by injecting suspension of VX-2 carcinoma through the vein of the ear. Five rabbits in each group were sacrificed after 3 , 7 , 14 , 21 and 30 days of injection. Sequential follow-up chest radiography in vivo state and soft tissue radiography , high resolution CT , microradiography of the in f1 ated and fixed lungs were done. Gross pathological and radiological evidence of pulmonary metastasis were seen in all rabbits sacrificed after 21 days. Chest radiographic evide nc e of pulmonary metastasis began to appear after 14 days of injection and showed well defined nodules about 4 mm in diamete r. High resolution CT of the in f1 ated and fixed lung showed metastatic nodules at 7th day of injection as tiny nodules about 1 mm in diamete r. Besides the nodules , HRCT and microradiography showed clearly peribronchovascular a nd perinodular lym- phangitic tumor spread in all five rabbits sacrificed after 30 days . ln conclusion , even with a guinuine hemotogeneous pulmonary metastasis , lymphangitic metastasis is associated in late stage of the disease and HRCT provides early detection of the nodules . Index Words: Lung neoplasms 60.33 Lung neoplasms , CT 60 .1211 Lung neoplasms , secondary Neoplasms , experimental t • Department o[ Radiology, College o[ Medicine, Ewha Woman s University .. •• Department o[ Pathology. College o[ Medicine. Seoul Nation a1 University •
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혈행성 전이 폐암: 가토 VX-2 Carcinoma를 이용한 실험 방샤선학적 연구 · 2016-12-29 · rabbit after intravenous injectlon of VX.2 carci. norna. a. Chest radiograph
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Transcript
大 함 放 껴↑ 線 형 쩔 會 誌 第26卷 第 2 號 pp. 223-229 , 1990 Joumal of Korean Radiological Society. 26(2) 223-229, 1990
혈행성 전이 폐암:
가토 VX-2 Carcinoma를 이용한 실험 방샤선학적 연구
서울대 학교 의과대 학 방사선과학교실
입 정 기 • 정 은 칠* 한 문 흐I • 한 만 청 • 함의 二그** L
- Abstract-
Hematogeneous Pulmonary Metastasis:
An Experimental Study by Using VX-2 Carcinoma in Rabbit
Department o[ Radiology, Col1ege o[ Medicine, Seoul National University
To evaluate sequenti외 radiological changes and detectability of various radiological
modalities in hematogeneous pulmonary metastasis we performed an experimental study
by using VX-2 carcinoma in rabbits . Hematogeneous pulmonary metastasis was induced
by injecting suspension of VX-2 carcinoma through the vein of the ear. Five rabbits in
each group were sacrificed after 3 , 7, 14, 21 and 30 days of injection. Sequential
follow-up chest radiography in vivo state and soft tissue radiography, high resolution CT ,
microradiography of the in f1ated and fixed lungs were done.
Gross pathological and radiological evidence of pulmonary metastasis were seen in all
rabbits sacrificed after 21 days. Chest radiographic evidence of pulmonary metastasis
began to appear after 14 days of injection and showed well defined nodules about 4 mm
in diameter. High resolution CT of the in f1ated and fixed lung showed metastatic nodules
at 7th day of injection as tiny nodules about 1 mm in diameter. Besides the nodules ,
HRCT and microradiography showed clearly peribronchovascular and perinodular lym
phangitic tumor spread in all five rabbits sacrificed after 30 days. ln conclusion , even
with a guinuine hemotogeneous pulmonary metastasis , lymphangitic metastasis is
associated in late stage of the disease and HRCT provides early detection of the nodules .
Index Words: Lung neoplasms 60.33
Lung neoplasms , CT 60.1211
Lung neoplasms , secondary
Neoplasms , experimental
t 이 화대학교 의 과대학 방사선과학교실
• Department o[ Radiology, College o[ Medicine, Ewha Woman s University .. 서 울대 학교 의 과대학 병리학교실
•• Department o[ Pathology. College o[ Medicine. Seoul Nationa1 University • 본 논문은 1989년도 서 울대 학교병 원 대 단위 연구비 의 지원을 받은 것임 이 논문은 1 990년 l 월 1 5 일 접수하여 1 990년 2월 20일에 채택되었음
잃
- 大韓放射線훌훌學會誌 : 第 26 卷 第 2 號 1990 -
1. 서 론
폐장은 풍부한 모세혈관의 결집 체로서 전신으로부
터 유입 되 는 정맥혈내의 이물질이 일차적으로 걸러지
는 곳이며, 이로 인해 혈행성 암 전이의 주된 표적 기
관이기도 하다1) 폐로 전이된 암의 방사선학적 소견
으로 혈행성 전이의 경우 다발성의 폐결절로, 링프행
성의 경우 망상결절형의 병변으로 나타나는 것으로 알
려져 있다2 . 3 1 그러나 실제 임상 환자의 경우 양자의
소견 이 병 발되어 나타나는 경우가 많으며 이러한 경우
선행 요인을 파악하기는 실제적으로 불가능하다. 따
라서 순수한 혈행성 경로를 통한 폐전이의 모댈은 이
론적으로 실험적 동물을 이용할 수 밖에 없으나, 이와
같은 실험적 전이폐암에 관한 연구는 저자가 아는 한
발표된 바가 없다.
저자 등은 인체의 암과 병리생태학적 특성이 유사한
VX-2 carc inoma4 - 6 1 를 현탁액 상태로 가토의 귀정 맥
에 주입하여 폐에 혈행성 전이암이 발생함을 예비검사
로 확인하였으며, 이 를 바탕으로 순수한 혈행성 전이
폐암의 시기에 따른 방사선학적 소견의 변화와, 특히
병발되는 림프행성 전이 여부, 전이 폐암의 방사선학
적 검사 방법에 따른 검출능을 구명하기 위하여 본 연
구를 시행하였다.
II. 대상 및 방법
3-4 kg의 New Zealand 숫토끼를 정상대조군, 종
양세포 주입 후 3일 ( 제 1군) , 7일 ( 제 2군 ) , 14일 ( 제
3군) , 21 일 ( 제 4군) 및 30일 ( 제 5군)에 희생시킨 군
으로 각 군에 5마리씩 총 30마리를 사용하였다.
Chl orpromazine (Sepamin) 20-25 mg을 대 퇴 부 근육
주사로 진 정 한 후 0.5 mg penthotal sodium을 40ml
생리식염수에 희석하여 kg당 3 ml를 천천히 정맥 주사
하여 마취하였다.
VX-2 carcinoma 종양은 냉동상태로 일본 국립암센
터에서 제 공받았다. 토끼의 양측 대퇴부 외측에 털을
제 거 소독한 후 종양 조각을 배 양액 RMPI -1640 (Ro
sewell Park Memorial Institute , Roswell Park , New
York)에 섞 어 근육에 주사하였다. 주사 후 종양이 2-
4cm에 도달하면 (1 4일 내지 21 일) 종양을 분리하여
새로운 토끼에 근육 주사하여 보존하였다. 종양 세포
현탁액의 준비는 외과적으로 제거된 종양을 calcium
and magnesium-free Hank ’s balanced salt solution
(이하 HBSS로 약함 Grand Isl and Biological Co .,
Grand Is land , New York)에 넣은 후, 종양 조직을 죽
상태가 될 때까지 가위로 잘라 배양액에 넣어 침전시
킨 후 상층 액체만을 덜어내어 원심 분리하였으며, 이
의 침전물만을 분리하여 다시 배 양액에 넣은 후 세찬
plpe ttmg으로 종양 세포가 잘 섞이도록 하였 다. 이 용
액 0.5 ml를 trypan blue 0.5 cc와 혼합하여 hemocy
tometer를 사용 종양세포 농도가 20-30X107/ mm3
가 되도록 RPM I-1640 배 양액으로 희석하였다. 이와
같은 현탁액 1 ml를 토끼의 귀 정맥 에 서서히 주사하
였다.
종양세포 주입 직전과 주입 후 2일 간격으로 각 군
별로 희생시키기 직전까지 흉부 X선 촬영을 하였다.
각 군별로 정해진 시기에 희생시킨후 기관(trachea )과
함께 양폐 를 적 출한 후 Heitzman의 방법 을 1 0 1 이 용 폐
를 생존시의 용적과 유사하도록 공기에 의 하여 펴진
상태에서 고정시켰다. 이때 과팽창에 의한 폐포 파열
을 방지 하기 위하여 폐내로 유입되는 공기 압력은 20
25 cm H20를 넘지 않도록 하였다.
적출 및 고정된 폐를 연조직 X선 촬영, 고행상 CT
및 CT 영상 해당부를 1. 5mm 두께로 횡절단한 절편
의 미세방사선촬영 (microradiography)을 시행하
였다. 고해상 CT는 GE CT/T 9800 스캐너 (General
E lectric Medical System, Milwaukee )를 사용 1 cm
간격으로 스캔하였다(5 1 2 X 512 matrix , 1.5 mm Colli
mation , 140 k Vp , 170 mA, 3 sec , bone algorithm ,
Field of View, 12 .5 cm)1l .12 1. 이때 스캔 부위를 펜으
로 표시하여 후에 시행될 미세방사선촬영시 통일 부위
절편을 얻을 수 있도록 하였다. 연조직 X선 촬영은
Mammorex-XR 촬영 기 (Pi cker International Inc. ,
Ohio)를 사용하였다_ CT 스캔시 표시된 부위를 1. 5
mm 두께 의 절 편 으로 자른 후 Faxi tron 43850 N
(Hewlett-Packard)을 사용 미세 촬영을 하였다(20-30
kVp , 30 mA , 30 minute). High resolution glass plate
2A (Kodak)를 필름으로 사용하였다13 )
병리조직 검사는 미세방사선 촬영이 끝난 각 절편을
일상적 방법으로 병리표본 슬라이드를 제작하였으며,
전이된 결절의 양상, 수효 및 크기를 측정하였다.
-224-
- 엄정기 외 : 혈챙성 션이 폐앙-
m. 결 과
흉부 X선 소견
종양 현탁액 주입 후 추적 검사상 16일째에 10마리
중 1마리에서 결절이 발견되었으며, 그 이후 18일 (3
/9) , 20일 (3/8) 및 22일 (2/2 ) 째에는 급속히 출
현 빈도가 증가하였다(Fig. 1, 2). 사진상 발견되는 결
절의 직경은 4 mm 이상의 것이었고 그 이하의 결절은
정상구조물이나 인공산물(artifact)과 감별이 어려
웠다. 병변의 양상은 대부분 경계가 분명한 결절로 나
타났으며, 주입 21 일 이후의 군인 제 4 및 제 5군에서
는 일부 경색에 의한 경결 및 늑막삼출, 국소적 늑골
파괴가 있는 경우도 있었다.
적출된 폐 표면의 육안적 소견
주입 후 7일째인 제 2군부터 평균 1. 4 mm 크기의 회
백색 결절이 관찰되었으며 결절의 평균 직경은 제 3군
3.3 + 1. 4 mm, 제 4군 6.6+2.9mm , 및 제 5군 7.0+5.
1 mm로 증가하였으며 , 결절의 수효도 제 4군으로 갈
수록 증가하였다(Fig. 3 , 4). 제 3군에서 1마리 , 제 4군
에서 l마리가 폐 경색의 소견을 보였으며, 제 5군 중 1
마리는 종격동 종괴 외에도 심낭 및 횡격막 침습 소견
이 있었다.
고해상 CT 소견
적출된 폐의 고해상 CT에서 제 2군의 3마리, 그리
고 제 3군부터는 전예에서 결절이 관찰되었다. 결절의
크기 및 수효는 육안적 소견과 같이 주입 후 오래된 군
일수록 증가하였다(Fig. 5A , C). 결절 주위 또는 기관
지나 혈관 주위로 선상의 침윤으로 간질올 통한 종괴
의 확산 소견이 제 2군에서 1마리, 제 3군에서 3마리 ,
그리고 제 4군 이후에는 전예에서 나타났다(Fig. 2).
연조직 X선 촬영 소견
제 2군의 1마리에서 1.5 mm , 제 3군의 3마리 에서 2
-3mm의 결절을 관찰할 수 있었으며, 선상의 간질성
침윤 소견은 제 3군에서 1마리, 제 4군에서 2마리, 제
5군에서 3마리에서만 관찰되었다(Fig. 2, 3).
Fig. 1. Sequential chest radiographic changes in a rabbit after intravenous injectlon of VX.2 carci. norna. a. Chest radiograph taken at 20th day of !njection shows no significant abnorrnality. b . At 30th day of injection, there are rnultlple well rnarginated pulrnonary nodules (white arrowheads) as well as band like atelectasis (black arrows) and rnediastinal rnass (black arrowheads).
미세 방사선 촬영술 소견
높은 해상력으로 1 mm 이하의 결절을 뚜렷하게 영
상화였으며 (Fig.5B) , 특히 제 4 및 제 5군의 표본에서
는 결절 주위의 기관지나 혈관을 따라서 선상 혹은 관
상으로 확산되고 있는 종양을 뚜렷하게 보여, 선행된
혈행성 전이에 2차적 립프행성 전이가 있음을 강력히
시사하였다(Fig . 5D).
-225-
- 大韓放射線훌훌學會誌 : 第 26 卷 第 2 號 1990 -
No. 01 Rabbits
6 1- eHRCT
Fig. 2. Comparison of detectability of tumor nodules by three radiological modalities on sequential examlnation. Number of rabbits that show metastatic pulmonary nodules increases with increasing days after Intravenous tumor iniection. Note HRCT Is most sensitive In detecting nodules. CXR: chest radlograph. HRCT: high resolution CT
g1 야갖찢:::::::=====--= o 7 14 21 28
Days after iniection
a b
c d
Fig. 3. !nflated and fixed lung with Gross speclmen photograph (a. c) and soft tlssue technique radlograph (b. d) . Gross inflated lung taken at 21 th day of i띠ection shows variable slzed tumor nodules subpleurally (a) . and specimen radiograph of the same lung shows also multiple small nodules (b). Specimen taken at 30th day of i미ection (c. d) shows increased pulmonary nodules both in size 며ld number. Specimen radiograph shows not only pulmonary nodules but also linear infiltration suggesting interstltial tumor spread (arrowheads).
폈
m 매 M
U
m 8
6
--=동
-t
냉 ←냉 동〈-{】
DIAMETER
NUMBER
- 엄정기 외 : 혈행성 션이 폐암 -
4.5
4.0
3.5
3.0
Fig. 4. Sequential changes in diameter and number of tumO l" nodules with 1.5 cmX 1.5 cm grid of gross lung specimen. Note steep increase both in diameter and number of nodules between 14 to 21 days after 띠ection of VX-2 carcinoma.
2.5 co:
‘“ 2.0 똘 =그
1.5 z:
1.0
0.5
Fig. 5. High resolution CT of the inflated and fixed lung (a, c) and microradiography of the sliced lung section at corresponding level (b. d). a . High resolution CT of the lung sacrificed at 2 1th day of i띠ection shows variable sized round nodules throughout the lung. Nodules less than 1 mm are visible. White bar in right lower indicates 5 mm. b. Microradiography of the sliced specimen at corresponding level to (a) shows tiny well marginated nodules. Nodules less than 0.5 mm are sharply demonstrated. c . High resolution CT of the lung sacrificed at 30th day of i미ection shows m비tiple nodules containing nodules bigger than 5 mm in diameter. There are linear extension of the tumor creeping bronchovascular bundle (arrowhead) , a이acent to a big nodule (arrowl. seen in left upper lobe. d. Microradiography of the sliced lung at corresponding level to (c) shows the band like tumor extension along the bronchovascular bundle (arrowhead) adjacent to a nodule (arrow) , as was seen on (c) , but more clearly. Note a lso thickened bronchial wall by tumor infiltration in the right lung (black arrow).
E
- 大韓放射線훌훌學會誌 , 第 26 卷 第 2 號 1990 -
광학 현미경적 소견
혈행성 전이 결절 이외에 국소적으로 파급된 기관지
및 혈관 주위 결체 조직에 종양세포 침윤이 있었으며,
기관지점막, 폐포 및 기관지강 내에서도 유두상의 암
세포 성장을 관찰할 수 있었다(Fig.6).
Fig. 6. Mlcroscoplc flndlngs of hematogenously Induced metastatlc VX-2 carclnoma of the lung showIng evldence of intertitial (or lymphangitic) spread Bronchial wall is infiltrated by the tumor cells (straight arrows) and a paplllary growing of tumor mass is seen within the lumen (curved arrow). Sacrificed at 2 1th day of injection. H & E. X200)