제 1 장 진단 세포학의 개요
1. 진단 세포학의 범주
생물학 biology 은 생물을 대상으로 연구하는 학문으로 형태적 생물학 morphological biology 과
기능적 생물학 functional biology 으로 구분된다. 형태적 생물학은 해부학 anatomy 이 포함되며 기
능적 생물학은 생리학 physiology, 생화학 biochemistry, 약리학 pharmacology 등으로 세분할 수
있다.
해부학은 육안으로 형태와 구조를 관찰하는 육안적 해부학 gross or macroscopic anatomy, 현미
경으로 형태와 구조를 관찰하는 현미경적 해부학 microscopic anatomy, 그리고 생식세포의 결합으
로 부터 개체가 완성되는 과정을 연구하는 발생학 developmental anatomy 으로 크게 대별된다.
현미경적 해부학은 다시 조직학 histology 과 세포학 cytology 으로 구분한다 (요약 1-1).
따라서 진단세포학은 크게 생물학의 한분류이며, 현미경을 통해서 인체의 세포를 형태학적으로
검경하여 질병의 진단을 부여하는 학문이다.
+- 형태학적 생물학 ------- 해부학
| morphological biology anatomy
| |
| +- 육안적 해부학
| | gross anatomy
| +- 발생학
생물학 -+ | developmental anatomy
biology | +--현미경적 해부학
| microscopic anatomy
| |
| +- 조직학
| | histology
| +- 세포학
| cytology
| +- 생리학
| | physiology
| +- 약리학
+- 기능적 생물학 ----+ pharmacology
functional biology +- 생화학
| biochemistry
+- 혈청학 etc.
serology
(요약 1-1) : 세포학의 범주.
임상적으로는 조직학 histology 과 세포학 cytology 은 병리학 pathology 에 포함되는 분야이다.
병리학은 인간 질병의 발생에서 부터 진단, 예후까지 모든 과정의 원리를 연구하는 학문으로 임
상병리학 clinical pathology (C.P.) 과 해부병리학 anatomical pathology (A.P.) 으로 구분된다.
임상병리학은 혈액학 hematology, 뇨화학 urinalysis, 생화학 biochemistry, 혈청학 serology, 미생
물학 microbiology, 면역학 immunology 등이 포함되며 해부병리학은 조직학 histology, 세포학
cytology 이 포함된다.
2. 조직학 및 세포학의 임상적 의의
진단 diagnosis 에는 임상진단 clinical diagnosis 과 최종진단 final diagnosis 으로 구분된다.
임상진단은 임상진료의사에 의해서 환자의 증세, 소변검사나 혈액검사 등의 일반 임상병리검사
결과, 그리고 방사선 검사결과 등의 다른 분야의 검사결과 들이 종합적으로 판단되어 이루어지는
진단이다. 따라서 질병에 따라서는 임상진단은 다소 주관적인 진단이 될 수도 있고 환자를 진료한
임상진료의사에 따라 진단명이 달라질 수도 있지만 결핵 tuberculosis 과 같은 임상진단은 임상병리
검사에서 결핵균이 발견된다면 객관적 검사결과이므로 조직검사결과 없이도 확정적 최종진단이
될 수도 있다.
최종진단은 악성종양 malignant tumor 이나 충수염 appendicitis 과 같은 많은 임상진단이 일반
적인 검사결과에 의해서는 객관적인 증명이 불가능 하므로 반듯이 조직학적 검사결과에 의해서
이루어 지는 진단이다. 그러나 조직학적 검사는 검사결과의 정확성 및 확진성 등 그 장점에 반해서
환자에게 정신적, 육체적 그리고 경제적인 부담을 주게된다. 즉 조직검사물 채취에 따른 마취나 수
술에 대한 공포감과 통증, 진료비 등이 환자나 가족에게 부담을 줄 수있으며 더구나 검사결과에 따
라 재수술 및 확장수술을 하여야 하는 경우가 많고 검사결과을 얻는데도 수일 소요됨으로 인해서
진료의 원활성이 감소되는 것이 단점이랄 수 있다.
세포학적 검사는 조직검사와는 달리 수술에 의하지 않고 각종 분비물과 같이 인체에서 자연탈락
exfoliation 된 세포나 단순한 주사기에 의해 체내에서 채취된 세포검사물을 이용한다. 그러므로 세
포검사물 채취에 따른 고통이나 큰 부담이 없고 비교적 간단한 검사과정에 비해서 얻어지는 검사
결과가 조직검사결과와 거의 동등한 것들은 장점이랄 수있다. 따라서 수술을 결정하기에 앞서 확인
가능한 모든 부위에서 세포학적 검사를 실시해서 수술의 여부,방법,범위를 결정하여 필요없는 수술
이나 중복수술을 피할 수있다. 그러나 검사물의 채취는 이상이 있는 병소에서 정확히 채취되어야
한다.
세포검사 결과가 이상으로 나왔다 하더라도 체내에서 정확한 병소의 위치와 크기, 종양의 진행
정도 등의 확실성은 질병에 따라서 난이 할때가 있다. 여성 생식기에서 탈락된 세포의 세포학적 검
사의 경우는 간단한 검사방법에 의해 악성종양의 조기진단 및 악성종양의 전단계를 미리 알 수있
다는 점에서 매우 효용성 있는 검사방법 이라고 말할 수있다.
3. 진단세포학의 역사
진단세포학 diagnostic cytology 과 조직병리학 tissue pathology 의 발달역사는 기본적으로 의
학의 발달과 맥을 같이 한다. 특히 HIPPOCRATES 와 CESUS 이론은 인체의 성분의 이상과 그에
따른 인체성분의 변화형태를 표현하였다. 즉 의학의 아버지 father of medicine 라 불리우는
HIPPOCRATES (460-361 B.C.) 는 모든 질병은 인체의 4가지 체액 humors (혈액 blood, 황담즙
yellow bile, 흑담즙 black bile, 가래 phlegm) 사이의 불균형에 의해서 발병하고 진행된다고 하였
다.
로마시대의 AURELIUS CORNELIUS CESUS (30 B.C.- 38 A.C.) 는 염증의 4가지 증상을
CALOR (열 heat), DOLOR (통증 pain), RUBOR (발적 redness), TUMOR (종기 swelling) 들로 표
현 하였다. 이러한 생각들은 인체를 구성하는 어느 일부분의 이상 abnormality 에 의한 국소적 반
응 reaction 을 육안적 관찰 grossly observation 과 연구에 의해 설명한 것으로 상당히 발전적 이
론이라고 할 수있다.
1) 현미경의 발달
의학발달과 더불어 현미경 micrscope 의 발명은 진단세포학과 조직병리학을 급진적으로 발전 시
켰다. 현미경이 없다면 두학문의 존재가치도 무의미 하다는 사실도 전혀 무리는 아닐것이다.
GALILEO (1564-1642) 는 천문학자로서 망원경을 발명하였는데 의학용 광학 현미경의 원리를
제공한 근원이 되었다. ATHANASIUS KIRCHER (1602-1680) 는 32 배율의 현미경을 가지고 질
병의 원인은 " WORMS " 이라고 서술하였으며 JAN SWAMMERDAM (1637-1680) 은 적혈구에
대해 최초로 기술하였다. GALILEO 의 광학원리는 더욱 발달하여 근래의 현미경에 거의 근접된
현미경은 ANTONI VAN LEEUWENHOEK (1632-1723) 에 의해서 제작되어 정자 spermatozoa 을
관찰하여 기술하였다. 이탈리아의 MARCELLO MALPIGHI (1628-1694) 는 개구리의 폐 lung 와
사람의 피부구조를 현미경으로 관찰하여 MALPIGHI 층을 발견하여 자신의 이름으로 명명하여 조
직학의 기초를 세웠다.
현미경의 성능을 판단하는 기준은 해상력 resolving power 으로 떨어진 두점의 사이를 판별할
수있는 능력을 말한다. 보통 광학 현미경이 구분할 수있는 두점 사이의 최소 간격은 0.2 um 이다.
따라서 의학과 더불어 병리학의 발달은 해상력이 더욱 높은 현미경을 요구하게 되었고 이에따라
1931년 독일의 MAX KNOLL 과 JULIUS RUSKA 는 전자현미경 electron microscope 을 발명하였
다. 전자현미경의 출현은 광학현미경으로 관찰할 수 없는 조직 세포내의 미세 구조물, 소기관, 성분
등을 볼 수있어 진단세포학을 포함한 모든 의학분야에 공헌하였다. 이외에도 기능에 따라서 암시야
현미경 dark field microscope, 자외선 현미경 ultraviolet microscope, 위상차 현미경 phase contrast
microscope, 형광 현미경 fluorescent microscope, 간섭 현미경 interference contrast microscope 이
있으며 각 현미경의 특징은 (요약 1-2) 와 같다.
+--------------------+-----------+-----------------+-----------------+
| 현미경의 종류 | 해상력 | 용도 | 특이장치 |
+--------------------+-----------+-----------------+-----------------+
| 광학 현미경 | 0.2 um* |일반적 형태 관찰 | 일반적 장치 |
+--------------------+-----------+-----------------+-----------------+
| 전자 현미경 | 0.001 um |세포내 미세구조 | ELECTRON BEAM |
+--------------------+-----------+-----------------+-----------------+
| 암시야 현미경 | 0.1 um |SPIROCHAETA 관찰 |암시야 CONDENSER |
+--------------------+-----------+-----------------+-----------------+
| 자외선 현미경 | 0.1 um |해상력을 증가시킴| QUARTZ LENS |
+--------------------+-----------+-----------------+-----------------+
| 위상차 현미경 | 0.2 um | LIVING CELLS |위상차 CONDENSER |
+--------------------+-----------+-----------------+-----------------+
| 형광 현미경 | 0.2 um |TISSUE IMMUNOLOGY| FLUOROCHROME |
+--------------------+-----------+-----------------+-----------------+
| 간섭 현미경 | 0.2 um | LIVING CELLS | 광 간섭 장치 |
+--------------------+-----------+-----------------+-----------------+
* 1 mm = 1,000 um 1 um = 1,000 mu 1 mu = 10 A
(요약 1-2) : 현미경의 종류 및 기능.
2) 초기 진단세포학의 발달
현미경의 발달과 더불어 세포에 대한 관찰이 시작되었는데 1665년 영국의 ROBERT HOOKE
(1635-1703) 는 MICROGRAPHIA 라는 그의 저서에서 "세포 cell, cella, cellular) 라는 용어를 처
음 사용하였다. 이단어의 원 뜻은 작은 방 small room 혹은 좁은 공간 little cavity 의 뜻을 지녔으
며 CORK의 구조를 현미경으로 관찰하여 기술한 최초의 세포에 대한 기록이다. 1831 년 영국의
ROBERT BROWN (1773-1858) 은 세포속의 핵 nucleus 에 대하여 기술하였는데 이것은 ROBERT
HOOKE 의 세포라는 구조보다 진일보하여 세포속에는 핵이라는 다른 구조가 존재한다는 것을 언
급한 것이다. 따라서 인체의 가장 작은 구조인 세포의 형태적 윤곽은 ROBERT HOOKE 와
ROBERT BROWN 에 의해서 비로서 정의 되었다고 할 수있다.
1838년 MUELLER 는 탈락세포 exfliative cell 를 가지고 악성세포의 모양을 기술하여 탈락세포
학의 기초를 만들었다.
1856년 영국의 WILLIAM PERKIN (1838-1907) 는 18세의 나이에 ANILINE 염색시약을 발견하
여 염색에 의한 검경이 시작되었다.
1858년 에는 RUDOLF VIRCHOW (1821-1902) 가 그의 저서 CELLULAR PATHOLOGY 에서
"모든 세포는 다른 세포들 에서 온다 all cells come from other cells" 라는 학설을 남겨 세포분열
을 암시하였다. 이어서 1876년 독일의 WALTHER FLEMMING (1843-1905) 은 동물세포에서 세포
분열을 최초로 정의하였다.
3) 근대 진단세포학의 발달
1909년 이탈리아의 GIOVANNI MARINI 는 알카리 용액을 이용해서 위세척을 실시하고 얻어진
탈락세포를 염색하여 검경하였다. 그리고 많은 수의 악성세포을 발견하여 기술하였다.
탈락세포학에 대해 체계적이고 확실한 개념을 정립한 학자는 GEORGE N.PAPANICOLAOU
(1883-1962) 이다. 1920년 그는 쥐의 자궁에서 탈락된 세포를 가지고 연구한 결과 홀몬평가
hormonal evaluation 에 대해 발표하였다. 이어서 그는 1928년에 여성생식기에서 채취된 탈락세포
가 자궁경부의 암종진단에 가치가 있다는 논문을 발표하여 학계에 많은 주목을 받았다. 1943년에는
PAPANICOLAOU METHOD 에 의한 염색법과 질도말에 의한 자궁암 진단 uterine cancer by the
vaginal smear 법이 발표되어 세계적으로 공인된 검사법으로 정립되었다. 1954년에는 ATLAS OF
EXFOLIATIVE CYTOLOGY 까지 출판되어 PAPANICOLAOU 는 현재가지 탈락세포학의 대부로
서 추앙을 받게되었다.(그림 1-1)
그림 1-1 : GEORGE N. PAPANICOLAOU,1883-1962.
