Pleural, pericardial and ascitic fluid cell morphology

 

1. 체강의 해부학적 구조와 여출액

   흉막강(pleural cavity)은 폐와 혈관을 싸고 있는 흉막(visceral pleura)과 가슴벽을 싸는 흉막(parietal pleura) 사이에 있는 소량의 장액성 액체를 가진 구조로 되어 있고 이들 흉막은 한층의 중피세포(mesothelial cell)로 덮혀있다. 심막강(pericardial cavity)은 심장을 싸고 있는 2겹의 장막 사이에 소량의 장액을 담은 구조로 심근의 수축과 이완을 용이하게 한다. 복막강(peritoneal cavity) 역시 내장, 골반 및 복벽을 걸쳐 덮혀진 장막 사이에 소량의 장액을 함유하고 있는 구조로 장기의 원할한 움직임을 돕는다.

   여러 병적인 이유로 이들 체강내 액체가 증가하는 것을 유출(effusion)이라고 하며 이는 다음의 두 가지로 구분할 수 있다. 여출액(transudate)이란 모세혈관의 hydrostatic pressure와 혈장 삼투압의 변화로 인해 혈장이 체강내로 이동하여 생성되며 단백질이나 lactic dehydrogenase의 함유량이 낮다. 삼출액(exudate)이란 모세혈관의 투과성이 증가되어 백혈구와 단백질을 많은 함유한 혈장이 체강내로 이동하여 생기는데 주로 감염, 염증, 창상 및 종양으로 인해 발생한다.  

2. 검체 채취 및 조작

   유출액은 진단 또는 치료 목적으로 바늘을 통해 인위적으로 인체 밖으로 빼내는데 이를 체강천차(thoracentesis, pericardiocentesis, paracentesis)라 한다. 체액세포검사를 위해서는 heparin 또는 EDTA 항응고제를 사용하며 냉장보관하면 48시간까지 세포형태가 보존된다. 세포 감별을 위한 slide 제작은 20배 이상 세포를 농축할 수 있는 세포원심분리(cytocentrifuge) 방법이 wedge smear보다 우수하다. 세포원심분리기 사용할 때는 세포수가 너무 많으면 세포들이 뭉치고 과도하게 염색될 수 있으므로 적절한 세포수(WBC < 500/uL, RBC < 5,000/uL)가 되도록 생리식염수로 희석하는 것이 필요하다. 통상적으로 Wright-Giemsa 염색을 사용하며, 필요시 Papanicolaou 염색이나 cell block을 제작할 수도 있다.

3. 체강액에서 관찰되는 세포

1) 중피세포(mesothelial cell)

   체강을 싸고 있는 중피세포층이 염증으로 증식되면 일부가 체강액내로 떨어진다. 이들은 크기가 15-25 um 정도로 둥글고 중앙에 위치한 핵과 핵소체를 가지며, 세포질은 풍부하고 푸르며 perinuclear pallor zone이 보이기도 한다. 중피세포가 집단으로 관찰될 경우 세포사이에 약간의 간격(windows)을 두고 배열되지만, 때로는 판상(flat sheet), 유두상(papillary) 또는 3차원적 덩어리로 보이기도 하므로 전이암과의 감별이 매우 곤란할 수도 있다. PAS 염색을 시행하면 중피세포는 세포막에 연해서 양성반응을 보이나 전이암 특히 선암의 경우 세포질내에 양성반응을 보이므로 감별에 도움이 된다.

   중피세포의 변성이 일어나면 핵이 농축(pyknosis), 붕괴(karyorrhexis)되며 세포질내 다양한 봉입체(inclusion)를 가진다. 오래 지속된 유출액에서는 중피세포의 세포질내 공포들이 서로 붙어 핵을 한쪽으로 밀어낸 반지모양(signet-ring)의 세포가 보이기도 한다. 중피세포는 폐렴, 폐경색, 악성종양 등 다양한 원인으로 증가하지만 결핵성 늑막염(tuberculous pleurisy)의 경우는 섬유성 삼출액(fibrinous exudate)이 흉막을 덮고 있어 중피세포의 탈락이 잘 일어나지 않는다.  

2) 조직구(histiocyte)

   조직구는 크기가 15-20 um로 둥글거나 엽상, 콩팥모양의 주름진 핵과 경계가 불확실하고 공포가 많은 세포질을 가진다. 단구(monocyte)나 중피세포가 조직구로 변형되는 것으로 생각되고 있으며 중피세포와 조직구와의 감별은 임상적으로 중요하지 않다. 조직구는 이물질을 탐식하는 성질이 있는데 탐식한 물질에 따라 lipophage(지질), neutrophage(중성구), erythrophage(적혈구), siderophage(hemosiderin 색소)로 불린다.        

3) 림프구(lymphocyte), 형질세포(plasma cell)

   성숙림프구가 주를 이루며 크고 풍부하며 호염성 세포질과 뚜렷한 핵소체를 갖는 반응성 림프구(reactive lymphocyte)가 세포분열을 하는 경우도 관찰될 수 있는데 악성종양과 감별이 필요하다. 림프구가 다른 염증세포의 혼합없이 단일세포로 다량 나타나면 결핵, 악성림프종, 림프구성 백혈병을 의심해야하며 이 경우 CD45(leukocyte common antigen) 염색이 도움이 될 수 있다.  형질세포는 류마치스성관절염, 악성종양, 결핵 및 림프구증다증과 동반하여 관찰될 수 있다.

4) 중성구(neutrophil)

   세균성 폐렴, 폐경색, 췌장염 등으로 화농성 삼출액이 발생하는 경우 다수의 중성구가 관찰된다. 삼출액이 지속되면 중성구내 과립이 소실되고 핵이 농축되어 유핵적혈구와 유사하게 보이기도 한다.

6) 호산구(eosinophil), 호염기구(basophil), 비만세포(mast cell)

   유출액내 호산구가 증가하는 경우는 기흉, 기생충감염, 염증, 폐경색, 자가면역질환, 악성종양 등이 있다. 호산구가 증가하는 경우에 호염기구나 비만세포가 함께 관찰되기도 한다.

7) 기타 비종양 세포

   체강액 천자시 바늘이 인접한 장기를 관통했을 경우 이상한 모양의 비종양성 세포를 얻을 수 있다. 간세포(liver cell)는 둥글면서 가운데 위치한 핵과 풍부한 세포질을 가진 큰 세포로 단독 또는 집단적으로 존재하며 세포질에 작은 크기의 녹색으로 염색되는 특징적인 담즙의 침착이 관찰되기도 한다. 기타 내피세포(endothelial cell), 편평상피세포(squamous epithelial cell), 지방세포(fat cell) 등이 관찰될 수도 있다.

8) 악성세포(malignant cell)

   대부분의 악성세포는 크기가 크고, 핵/세포질 비율이 높고, 불규칙하면서 농염된 핵, 크고 불규칙한 핵소체와 왕성한 세포분열을 특징으로 하지만 예외가 많다(Table 1). 세포의 크기가 작은 악성종양으로는 악성림프종(malignant lymphoma), 신경아세포종(neuroblastoma), Wilms 종양, 폐나 유방의 소세포암(small cell carcinoma) 등이며, 점액분비성 선암(mucin producing adenocarcinoma)와 편평세포암(squamous cell carcinoma)에서 세포질은 풍부하다. 드물게 세포분열이 중피세포나 조직구에서도 나타날 수 있으므로 주의를 요한다.

4. 체강내 악성종양

1) 부위별 흔히 발생하는 악성종양

   흉강 -  성인남자 : 폐암, 소화기계암, 악성림프종

           성인여자 : 유방암, 폐암, 난소암, 소화기계암, 악성림프종

   복강 -  성인남자 : 소화기계암, 악성림프종

           성인여자 : 난소암, 자궁암, 유방암, 소화기계암, 악성림프종

   소아 : 백혈병, 악성림프종, small round cell tumor(neuroblastoma, Wilm's tumor, rhabdomyosarcoma, Ewing's tumor)

2) 소세포암(small cell carcinoma)

   폐나 유방의 소세포암은 짧은 사슬 또는 덩어리를 이루어 배열하며 세포의 크기가 비교적 작고(20um이하), 농염된 핵과 접혀진 핵막, 불분명한 핵소체, 적은 양의 세포질을 가지고 있어 신경아세포종이나 림프구성 백혈병과 감별을 요한다. 때로는 핵주위로 blue body라고 하여 변성 또는 탐식된 물질이 보이기도 한다.   

3) 선암(adenocarcinoma)

   선암은 다수의 세포집단을 동반하고 유두상(papillary) 또는 선상(glandular) 구조를 이루며, 세포가 크고 풍부한 세포질내 점액을 갖는 많은 공포가 관찰된다.  

4) 악성중피종(malignant mesothelioma)

    암세포가 하나씩 또는 덩어리로 관찰되며 양성 중피세포와 유사한 것부터 크고 불규칙한 핵을 가진 것까지 다양하게 섞여 있어 선암과 감별이 필요하다. 악성중피종의 경우는 세포질내 작고 불규칙한 크기의 공포가 주로 핵주위에 위치하나 선암에서는 세포질내 공포가 무작위(random)로 분포한다.  

5) 악성림프종(malignant lymphoma)

   악성림프종의 아형에 따라 모양이 다양한데 일반적으로 세포가 하나씩 떨어져있고 세포송이를 이루지 않아 고형암과 감별이 가능하다. Large cell lymphoma는 undifferentiated carcinoma와 감별이 필요한데 CD45 양성인 경우 림프종으로 쉽게 감별이 가능하다. 반응성 림프구 증가와 악성림프종과의 감별이 어려운 경우 유세포분석기를 이용한 면역표현형 검사로 감별할 수 있으며, 악성림프종의 아형까지 분석할 수 있다.

6) 기타

   기타 편평상피암이나 육종(sarcoma) 등이 발견될 수 있으나 특징적인 형태를 가지지는 않는다. 폐암에서 편평상피암은 대부분 nonkeratinized형으로 선암과 유사하여 감별을 요한다. 육종은 다양한 형태로 다핵세포 혹은 방추형 모양의 세포들로 관찰된다.

5. 면역화학염색

   특수염색으로는 PAS 및 mucicarmine 염색이 중피세포와 점액분비성 선암 감별시 유용하게 이용될 수 있다. 중피세포와 악성종양과의 감별을 돕기 위해 여러 단클론항체의 유용성이 보고된 바 있는데, epithelial membrane antigen(EMA), Ber-EP4, MOC 31, CEA, CD15 등은 중피세포에서는 음성이고 선암에서 흔히 양성을 보인다(Table 2). 형태학적으로 유사한 악성림프종과 Ewing 육종, 횡문근육종(rhabdomyosarcoma), Wilms 종양, 신경아세포종을 감별하기 위해서는 leukocyte common antigen, EMA, neuron-specific enolase(NSE) 염색이 유용하다(Table 3).

 

 

 

Table 1. Morphological features distinguishing mesothelial cells from malignant cells

Feature

Mesothelial cell

Malignant cells

Cell size

10-20μm

often large, giant

Cell shape

round to oval

aberrant

Nuclear outline

usually smooth

often irregular

Nuclear molding

usually absent

may be present

Nucleoli

usually small

may be large & angulated

Chromatin

even chromatin pattern

variable chromatin pattern

Cytoplasm

basophilic, perinuclear halo

variable


smooth, ruffled membrane

cytoplasmic tags

Cell clumps

single or flat clusters

three-dimensional clumps


clear space between cells(windows)

(tumor balls)

PAS stain

fine granules at periphery

large droplet

Mucicarmine

negative

positive in adenocarcinoma

Multinucleated cells

sparse

may be seen

 

 

Table 2. Immunocytochemical characteristics of malignant cells and mesothelial cells

 

Cytokeratin

Desmin

EMA

MOC31

Ber-EP4

Adenocarcinoma

+

-

+

+

+

Malignant mesothelioma

+

-

+

-

-

Mesothelial cells

+

+

-*

-

-

    * occasionally weakly positive; EMA, epithelial membrane antigen.


 

Table 3. Immunocytochemical markers in small round cell tumors


Keratin

Vimentin

NF

Desmin

Actin

LCA

NSE

Neuroblastoma

-

+

+**

-

-

-

+

Lymphoma

-

+

-

-

-

+

-

Rhabdonmyosarcoma

-

+

-

+

+

-

+/-

Small cell carcinoma

+

-

+/-

-

-

-

+

Ewing's sarcoma

+*

+

-

-

-

-

+/-

Wilms's tumor

+***

+

-

-

-

-

-

     

    *, rare; **, may be seen on frozen sections only; +/-, variable immunoreactivity;

    ***, positive in tubular component; NF, neurofilament; LCA, leukocyte common

    antigen; NSE, neuron-specific enolase.


 

참고문헌

 

    1. Kjeldsberg CR, et al. Body fluids. 3rd ed. Chicago: ASCP press, 1993:159-253.

    2. Mckenzie SB. Textbook of hematology. 2nd ed. Baltimore: Williams & Wilkins, 1996: 453-75.

    3. Naib ZM, et al. Cytopathology. 4th ed. Little, Brown and Company, 1996:279-310.

    4. 대한임상병리학회. 임상병리학. 3판. 고려의학, 2001:293-9.

    5. Cornbleet PJ. Wright-Giemsa cytology of body fluids. Lab Med 1998;29:26-31.

    6. Chen LM, et al. The role of conventional cytology, immunocytochemistry, and flow cytometric DNA ploidy in the evaluation of body cavity fluids. Am J Clin Pathol 1998;109:712-21.

 

[설명] 2002년 2월 15일 국립암센터 김현경 전문의가 진단혈액연구회에서 발표했던 내용임