학술논문

광학 회절 단층촬영을 이용한 혈액 암세포의 감별 / Differentiation of blood malignant cells using optical diffraction tomography
Document Type
Dissertation/ Thesis
Source
Subject
Holotomography
Refractive index
Nucleolus index
Language
Korean
Abstract
Holotomography (HT) is a microscopy that uses refractive index (RI), an intrinsic optical index of a material, as a contrast medium, and has a differentiation from a conventional microscope. HT provides image of 3-dimensional RI tomogram and quantitative information; morphological parameters (cell volume, surface area, projected area, and sphericity), biochemical parameters (dry mass and concentration), and physical parameters (mean RI and threshold RI). Until now, research on red blood cells and white blood cells has been conducted using HT, but there is no research on malignant cells. Therefore, in this study, malignant cells of various diseases were analyzed with HT to examine the difference between malignant cells and normal cells.Peripheral blood and bone marrow specimens diagnosed according to the World Health Organization 2016 guidelines were used. Body fluids specimens from patients whose pathologic examination confirmed the primary malignancy were used. Only specimens with 50% or more malignant cell fraction were included. Morphological features of malignant cells were confirmed by wright stain, and images were taken with an HT-1H (Tomocube Inc., Daejeon, Korea) microscopy on the day of collection. TomoStudioTM (Tomocube Inc.) was used for the primary analysis. Data satisfying the internal control were compared and analyzed by dividing them into lymphoblasts, myeloblasts, malignant lymphocytes, and metastatic malign cells in body fluids. 5,281 cells data from 73 peripheral blood and bone marrow specimens and 210 cells data from 10 body fluid specimens were included in the analysis. For some cells requiring subcellular structure analysis, secondary analysis was performed on the nucleolus index (NI), which is thought to correspond to the nucleolus region using TomoAnlysis™ (Tomocube Inc.).Compared to lymphocytes, lymphoblasts showed a characteristic that nucleolus was clearly observed in the tomogram. When analyzing lymphoblastic subtypes classified according to immunophenotypes through flow cytometry, all analysis parameters showed statistically significant differences (all p≤0.05). It was found that all parameters including morphological parameters were statistically significant in the blasts of acute promyelocytic leukemia (APL) when compared to the FAB M1, M2 blasts of acute myeloid leukemia, not otherwise specified (AML, NOS) (all p
Holotomography (HT)는 물질의 고유 광학 지표인 RI를 대조 매체(contrast media)로 사용하는 현미경으로, 기존의 현미경과는 다른 차별성을 갖는다. HT는 3차원 RI tomogram과 cell 부피, 표면적, 투영면적, 구형도의 형태학 지표 및 건조질량, 농도의 생화학 지표, 그리고 mean RI, threshold RI의 물리학 지표에 대한 정량 정보를 제공한다. 현재까지 HT를 이용하여 적혈구와 백혈구에 대한 연구가 진행되었으나, 암세포에 대한 연구는 거의 보고된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 다양한 질환의 암세포를 HT로 분석하여, 정상 세포와 암세포의 차이를 확인해 보고자 한다. World Health Organization 2016 진단 기준에 따라 최종 진단된 환자의 말초혈액, 골수 검체와 조직을 이용한 병리학적 검사에서 원발 암이 확인된 환자의 체액 검체 중 암세포의 분획이 50% 이상인 검체를 대상으로 하였다. Wright stain을 통해 암세포의 형태학적인 특징을 확인하고, 채취 당일 검체를 HT-1H (Tomocube Inc., Daejeon, Republic of Korea) 현미경을 통해 촬영하였다. 촬영된 모든 세포의 1차 분석은 TomoStudioTM (Tomocube Inc.)를 이용하였으며, Internal control 조건을 만족하는 데이터의 분석 지표를 림프모구, 골수모구, 악성 림프구, 체액의 전이암세포로 나누어 비교하였다. 분석에는 73개의 말초혈액, 골수 검체에서 5,281개, 10개의 체액 검체에서 210개의 세포 데이터가 포함되었다. 세포 소기관 분석이 필요한 일부 세포에 대해 TomoAnlysisTM (Tomocube Inc.)를 사용하여 핵인 부위에 해당될 것으로 생각되는 nucleolus index(NI) 지표에 대해 2차분석을 실시하였다. 림프구에 비해 림프모구는 tomogram 에서는 핵인이 뚜렷하게 관찰되는 특징을 보였다. 유세포 분석을 통해 면역표현형에 따라 분류된 림프모구 아형 분석 시, 림프모구 아형 간에 모든 분석 지표가 통계적으로 유의한 차이를 보였다(all p≤0.05). Acute promyelocytic leukemia (APL)의 모세포는 FAB M1, M2 형태의 acute myeloid leukemia, not otherwise specified (AML, NOS) 모세포와 비교 시, 형태학적 지표를 포함한 모든 지표가 통계적으로 유의함을 확인하였다(all p