혈청 유리형 전립선항원 (free PSA) 측정을 위한 효소면역측정법의 개발

Development of Enzyme Immuno Assay for Analysis of Free Prostate Specific Antigen in Serum

전립선특이 항원 (PSA: Prostate Specific Antigen)은 전립선 세포에서 분비되는 단백질로서 장기 특이성이 높아 전립선암의 조기진단 및 치료의 예후를 판단하기 위해 임상에서 널리 사용되고 있는 혈청 종양표지검사의 대상항원이다. 그러나 혈청 PSA치는 전립선암 뿐 아니라 양성 전립선질환인 전립선비대증 (BPH), 전립선 경색, 전립선 염증 등에서도 상승될 수 있다. 혈청 내의 PSA는 여러 가지 분자형태로 이루어져 있으며 대표적으로 ${alpha}_1$-antichymotrypsin과 결합된 결합형 PSA(PSA-ACT)와 유리형 PSA (free PSA)로 나눌 수 있다. 전립선 암 환자의 혈청에는 결합형 PSA가 95% 이상으로 매우 높고 유리형 PSA의 분포는 매우 작은 반면 전립성비대증에서는 유리형 PSA의 농도가 높아지므로, 결합형 PSA와 동시에 유리형 PSA를 측정하면 종양표지검사로서의 특이성과 예민도를 높일 수 있다는 보고가 있어, 최근 혈청내의 유리형 PSA의 측정의 중요성이 임상적으로 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 sandwich 원리로 유리형 PSA 효소면역 측정법 (EIA) kit를 개발하고 그 유용성을 검토한 결과, 고, 저 농도에서의 일내, 일간 변이 계수 (CV)는 4% 이하였으며 상품화된 free PSA kit와 비교하였을 때 두 방법간의 상관계수는 0.9965으로 매우 양호하였다. 또한 농도가 높은 세 환자의 검체를 희석하여 직선성 검사를 하였을 때 상관계수가 모두 0.995이상으로 나타났다. 또한 microplate 법에서 문제될 수 있는 hook effect는 유리형 PSA농도가 40 ng/mL까지 나타나지 않았으며, 98.9%~104.1%의 회수율을 나타내었다. 따라서 본 연구에서 개발한 면역측정법 kit는 혈청 중의 유리형 PSA를 정확하고 간편하게 분석할 수 있으므로 임상 실험실에서 전립선암이나 전립선질환의 진단 및 치료효과의 판정에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Recent reports indicate that the clinical usefulness of prostate specific antigen (PSA), particulary in the differentiation of benign prostate hyperplasia from prostate cancer, can be improved by measuring the amount of free PSA in serum. Measuring free PSA is especially useful in attempts to improve diagnositc performance of PSA in the diagnostic gray zone of total PSA. The objective of this study was to develop free PSA assay kit using sandwich microplate enzyme immunoassay format. We chose a test format with polyclonal anti-PSA antibodies coated on the wells and monoclonal anti-free PSA antibodies for quantification to gain higher test sensitivity. We adpoted 10 uL of specimen and 2 hours of first incubation time with detecting antibody for free PSA EIA format using microplate. The within-day and between-day precision (%CV) in the high and low concentration ranges were below 4%. The correlation coefficient between in-house free PSA assay and commercial assay kit was r=0.9965 (slope=0.0984, y intercept=0.0173, N=27). No hook effect was found by 40 ng/mL and correlation coefficient (r) value of the fitted linear regression was over 0.995. The recovery tests were in the range of 98.9∼104.1％ for free PSA. In conclusion, in-house free PSA enzyme immune assay is cost effective, simple and rapid and could be useful for the prognosis after theraphy as well as for the differential diagnosis between prostate cancer and benign prostate hyperplasia.