CANCER

NEOPLASIA-II

Nam Deuk Kim, Ph.D. 1

EPIDEMIOLOGY

Cancer Incidence

Geographic and Environmental Factors

Age

Heredity

Acquired Preneoplastic Disorders

Carcinogens

2

시대별 평균 수명의 변화 (2008. 3. 17. 동아일보)

자료: 통계청 ‘통계로 속의 재미있는 세상 이야기’(개정증보판)

3

한국인의 평균 수명 변화 (2008. 3. 17. 동아일보)

4

평균수명(Average Life Expectancy)

대한민국: 평균수명 80.8세(2011년 발표) (남 77.2세; 여 84.1세) 1991년 평균수명 71.8세(남 67.74세; 여 75.92세) 2040년 89.38세 일본: 82.5세(남 79세, 여자 86세) 미국인: 77.5세(남자 75세, 여자 80세) 미국인 1900년의 평균 수명: 47세 한국 조선조 역대 왕들의 평균수명: 46세 한국인 1900년의 평균 수명: ?

5

Year of death Data source: Annual Report of Causes of Death, NSO

(%)

12.3%

27.6%

Cancer is the leading cause of deaths!

6

2005 75 82 79

2007 76 83 80

2008 77 83 80

Male Female Total

평균수명까지 생존 시 암 발생 확률

2005 31.9 25.5 29.6

2007 34.4 28.9 32.6

2008 37.2 30.5 34.0

(3명중 1명) (10명중 3명) (3명중 1명)

평균수명까지 생존시 암발생 확률 (%)

평균수명 (통계청)

7

Korea Central Cancer Registry, 2008

Age Specific Cancer Incidence

Female Male

8

< 2010년 주요 암 발생 현황 : 남녀전체 > (2013년 8월 현재)

(단위 : 명, 명/10만명) 9

순위 암종 발생자수 분율(%) 조발생률 표준화발생률*

모든암 202,053 100.0 405.1 304.8

(갑상선암 제외) (166,032) - (332.9) (242.9)

1 갑상선 36,021 17.8 72.2 61.9

2 위 30,092 14.9 60.3 43.5

3 대장 25,782 12.8 51.7 36.9

4 폐 20,711 10.3 41.5 28.4

5 간 15,921 7.9 31.9 22.9

6 유방 14,277 7.1 28.6 22.9

7 전립선 7,848 3.9 15.7 10.7

8 담낭 및 기타담도 4,877 2.4 9.8 6.6

9 췌장 4,637 2.3 9.3 6.4

10 비호지킨 림프종 3,940 1.9 7.9 6.2

(2013년 8월 현재)(단위: 명/10만명)

위(80.8)

대장(62.5)

폐(58.7)

간(47.3)

전립샘(31.4)

갑상샘(24.9)

방광(11.0)

췌장(10.0)

담낭 및 기타 담도(10.1)

신장(10.1)

갑상샘(119.6)

유방(57.1)

대장(40.8)

위(39.8)

폐(24.3)

간(16.5)

자궁경부(15.5)

담낭 및 기타 담도(9.4)

췌[장(8.6)

난소(8.0)

10

2011년 암종별 사망자수 : 남녀전체

폐암 15,867

간암 10,946

위암 9,719

대장암 7,721

췌장암 4,379

담낭 및 기타 담도암 3,701

유방암 2,018

백혈병 1,557

비호지킨 림프종 1,407

식도암 1,507

한국의 사망원인(2011) 1. Cancer (27.8%) 2. 뇌혈관질환 3. 심혈관질환 4. 자살 5. 당뇨병

11

2011년 암종별 사망자수 : 남자

폐암 11,503

간암 8,226

위암 6,321

대장암 4,377

췌장암 2,394

담낭 및 기타 담도암 1,825

전립샘암 1,403

식도암 1,368

백혈병,904

방광암 853

12

2011년 암종별 사망자수 : 여자

폐암 4,364

위암 3,398

대장암 3,344

간암 2,720

췌장암 1,985

담낭 및 기타 담도암 1,876

자궁경부암 989

백혈병 653

난소암 901

유방암 1,999

13

생존율 2010년 12월 29일 조선일보

14

한국인 대장암 2011년 9월 3일 조선일보

15

Cancer incidence and mortality by site and sex (USA)

(Reported in 2012)

*Numbers of cancer patients will be doubled in 2050.

Rank Male Female

1 Lung Lung

2 Prostate Breast

3. Colorectal Colorectal

4. Pancreas Pancreas

5. Liver Ovary

Rank Male Female

1 Prostate Breast

2 Lung Lung

3 Colorectal Colorectal

Incidence Mortality

16

Age-adjusted cancer death rates for selected sites in the USA

(1930 ~2002)

17

조선일보 김철중 기자 2011년 11월 15일

18

Cancer Incidence in P.R.China (2001)

Lanking In City

per 100,000

In Village

per 100,000

1 Lung

(40.31)

Liver

(24.58)

2 Liver

(20.87)

Lung

(20.23)

3 Stomach

(17.00)

Stomach

(19.22)

4 Colon/rectum

(10.25)

Esophagus

(13.08)

5 Esophagus

(7.77)

Colon/rectum

(6.58)

Lung

Stomach

Liver

Colon/rectum Esophagus

other

In City

Lung Liver

Stomach

Colon/rectum Esophagus

other

In Village

Date from: Ministry of Health P.R. China ; Http://www.moh.gov.cn/ statistics/ 19

Cancer Incidence in P.R.China in late eighty and early ninety (2001)

No Male (%) Female (%)

(%)

1 Stomach 24.36 Stomach 21.28

2 Liver 21.53 Liver 14.00

3 Lung 17.76 Lung 13.29

4 Esophagus 16.39 Esophagus 12.39

5 Colon/rectum 4.27 Colon/rectum 6.03

6 Leukia 2.93 Cervix 4.84

7 Nasal/ oropharynx 1.75 Breast 4.41

8 Urinary bladder 1.08 Leukia 4.12

9 Nasal/ oropharynx 1.37

10 Urinary bladder 0.66

20

stomach liver lung esophaguscolon/rectum

Perc

ent(

%)

0

5

10

15

20

25

30

35

80-90 in city

2001 in city

80-90 in village

2001 in village

Cancer incidence in China between in period o

f late 80 to early 90 and in 2001

21

Geographic and

Environmental Factors

Site of

cancer

High

incidence

area

Ratio of

highest to

lowest rate

Low incidence

area

Skin

Esophagus

Liver

Penis

Australia,

Queensland

Iran,

Northeast

Mozambique

Areas in

Uganda

200

300

100

300

India, Bombay

Nigeria

England

Israel: Jewish

22

Breast cancer

in Japanese

23

24

Environmental Factors

Ultraviolet (UV)

Asbestos

Vinyl chloride

2-naphthylamine

Alcohol

Smoking

25

Occupational Cancers

Agents or Groups of Agents Human Cancer Sites

Arsenic and arsenic

compounds

Asbestos

Benzene

Beryllium

Cadmium

Chromium

Ethylene oxide

Nickel compounds

Radon and its decay products

Vinyl chloride

Lung, skin, hemangiosarcoma

Lung, mesothelioma

Leukemia, Hodgkin disease

Lung

Prostate

Lung

Leukemia

Nose, lung

Lung

Angiosarcoma, liver

26

Age

• Aging

• Carcinogens: “Sea of

carcinogens” in the world

• Decreasing in immune

function

27

Inherited Predisposition to

Cancer: 5~10% of All Cancers

Inherited Cancer Syndromes (autosomal dominant)

Familial Cancers

Autosomal Recessive Syndromes of Defective

DNA Repair

28

A. Inherited Cancer Syndromes

(Autosomal Dominant)

Familial retinoblastoma

Familial adenomatous polyps of the colon

Multiple endocrine neoplasia syndromes

Neurofibromatosis types 1 and 2

Von Hippel-Lindau syndrome

29

30

B. Familial Cancers

Breast cancer: BRCA-1 and BRCA-2

Ovarian cancer

Colon cancers other than familial

adenomatous polyps

31

C. Autosomal Recessive Syndromes of

Defective DNA Repair

Xeroderma pigmentosum

Ataxia-telangiectasia

Bloom syndrome

Fanconi anemia

32

Acquired Preneoplastic

Disorders

Endometrial hyperplasia endometrial carcinoma

Cervical dysplasia cervical carcinoma

Bronchial mucosal metaplasia and dysplasia of smokers bronchogenic carcinoma

Precancerous lesion:

Most benign neoplasms do not become cancerous!!!

33

Carcinogenic Agents

Chemical carcinogens: initiators and promoters

Radiation carcinogenesis:

a. UV

b. Ionizing radiation

Oncogenic virus

a. DNA oncogenic viruses

b. RNA oncogenic viruses

Microbial carcinogenesis: Helicobacter pylori

34

Chemical Carcinogenesis (1)

Direct-Acting Carcinogens

Alkylating Agents

-Propiolactone / Dimethyl sulfate

Diepoxybutane / Anticancer drugs

Acylating Agents

1-Acetyl-imidazole / Dimethylcarbamyl chloride

35

Chemical Carcinogenesis (2)

Procarcinogens: Require Metabolic Activation

Polycyclin and Heterocyclic Aromatic Hydrocarbons

Benz(a)anthracene / Benzo(a)pyrene

Dibenz(a,h)anthracene / 3-Methylcholanthrene

7,12-Dimethylbenz(a)anthracene (DMBA)

Aromatic Amines, Amides, Azo dyes

2-Naphthylamine / Benzidine

2-Acetylaminofluorene / Dimethylaminoazobenzene

Natural Plant and Microbial Products

Aflatoxin B1 / Griseofulvin / Cycasin / Safrole / Betel nuts

36

Some Industrial Chemicals Linked

to Cancer

37

Initiators

38

Promoters

39

The initiation and promotion phases of carcinogenesis

40

General schema of

events in chemical

carcinogenesis

41

Smoking Rate in Korea

2001 2002 2010

Male: 70% 55% 44.3%

Female: 3.4% 3.9% 4.1%

Smoking and

Cancer

*OECD 국가 중 담뱃갑 가장 저렴; 흡연율 2위 (1위: 그리스 46.3%) (2012.9.10)

42

코미디언 이주일씨(1940-2002) Comedian Mr. Joo-il Lee

폐암 연관

43

◇니코틴: 담배에 중독되게 해

- 담배를 한 모금 피우면 0.1~0.2㎎의 니코틴이 몸에 들어오고, 폐를 거쳐 7초만에 뇌로 전달

- 니코틴 60㎎(담배 30개비에 해당)이 한꺼번에 몸에 들어오면 그 즉시 사망할 정도로 치명적

- 니코틴은 자율신경계를 자극해 일시적으로 쾌감이나 안정감을 느끼게 하지만, 과하면 신경을 마비시켜 환각 상태에 이르게 함.

- 강력한 습관성 중독을 유발하기 때문에 의학적으로는 마약으로 분류됨

- 담배에 중독되는 것도 니코틴 때문

- 니코틴의 중독성은 헤로인이나 코카인과 비슷한 수준

- 니코틴은 심혈관 질환과도 관련

- 담배 한 개비를 피우면 혈압이 일시적으로 20~30mmHg 증가, LDL콜레스테롤은 증가하고 HDL콜레스테롤은 감소

(조선일보 2013년 1월 10일) 44

http://inside.chosun.com/site/data/html_dir/2013/01/09/2013010900656.html

◇타르: 60%가 폐로 들어감

- 담배 한 개비를 피울 때 2~3.3㎎의 타르가 발생

- 타르에는 2000여 종의 독성 물질과 20종류의 발암물질이 포함

- 독성이 강해, 재래식 화장실의 구더기를 잡는 구충제나 제충제로 이용됨

- 담배가 불에 타면서 생기는 타르는 작은 입자

- 크기가 10㎛ 이상이면 가래와 함께 몸 밖으로 배출

- 하지만 60%는 1㎛ 내외의 크기여서 배출되지 않고 폐로 들어감

- 하루에 한 갑씩, 1년 동안 담배를 피우는 사람은 한 컵 분량의 타르가 몸속에 들어있다고 보면 됨

- 이렇게 몸 안으로 들어간 타르는 호흡기 점막과 폐포에 손상을 입혀서 폐에 비정상적인 세포가 자라도록 만들고, 그게 폐암임

45

◇일산화탄소: 기억력 감퇴 등 유발 -담배를 많이 피우거나 담배 연기가 가득 찬 방에 있을 때 머리가 아프고 정신이 멍해지는 것은 일산화탄소 때문

-흡연을 통해 일산화탄소가 우리 몸에 들어오면 혈액의 산소 운반 능력이 떨어짐

-이는 모든 신체 기관의 기능을 떨어뜨리고 저산소증을 유발하며 노화가 빨리 진행되도록 만듦

-연자의 산소 이용률은 비흡연자보다 20~30% 낮은데, 이로 인해 흡연자는 기억력 감퇴·시력 저하·호흡 곤란·현기증 등을 겪을 가능성이 큼

-하루에 담배를 한 갑 정도 피우는 사람의 혈중 이산화탄소 함량은 2~5%이며, 이때는 지각력이 약간 감소함

-두 갑을 피우면 5~10%로 운동을 할 때 호흡 곤란을 느낌

-세 갑 이상을 피우면 10~20%로, 만성적인 두통과 가벼운 운동 시에도 호흡 곤란에 시달리게 됨

Oral Cancer

Laryngeal ca.

Renal ca.

Bladder ca. Pancreas ca.

Lung ca.

Esophageal ca.

46

47

"健保料 지출 3.4%(年1조5633억원)가 흡연 탓… 담배회사도 책임“ 조선일보(2013.4.11)

48

METAPLASIA 49

DYSPLASIA

50

15세이상 남성 흡연률 44.3%…OECD國 2위

(1위: 그리스 46.3%; 2012.9.10. 조선일보)

51

Tobacco Use and Lung Cancer Deaths (June 22, 2011)

52

53

54

"이래도 안끊어?" 각국 흡연규제 百態 (2004. 11. 17.)

미국: 캘리포니아주는 전 세계에서 가장 강력하고 광범위하게 금연법 시행. 1993년부터 공공건물에서 1.5m 이내의 지역에서 담배를 피우는 것이 금지. 최근엔 이 거리가 6m로 늘어남. 식당, 술집, 닫힌 공간, 해변도 금연구역.

영국: 정부가 2004년모든 공공장소에서의 흡연 금지 결정

부탄: 세계 최초로 국가 전체가 금연구역(2005년). 전국 어디서든지 담배 판배 금지법 제정. 가게, 호텔, 음식점, 술집 등에서의 담배 판매를 불법으로 규정. 위반시 벌금과 영엉허가치소. 부탄인에게 담배를 파는 외국인은 형사처벌

프랑스: 2003년 10월 담배 가격을 20% 전격 인상. 흡연율을 낮추고, 65억유로(약 82조 1450억원)의 국민건강관련 예산을 확보하기 위함.

55

부탄, 담배 소지 승려에 3년 징역 선고(2011. 3. 6)

세계 최초의 금연국가를 선언한 왕정국가 부탄에서 최근 한 불교 승려가 약 3천원 상당의 씹는 담배를 소지한 혐의로 3년형을 선고받았다고 타임즈 오브 인디아가 2011년 3월 6일 보도함.

신문에 따르면 소남 체링(23) 승려는 지난 1월 인도에서 귀국하던 중 국경지대에서 담배 소지 혐의로 체포돼 구속됐음.

부탄은 지난 2005년 담배 판매를 법으로 전면 금지한 데 이어 지난해 2010년 강력한 담배 통제법을 공포한 바 있음.

이 법률에 따르면 경찰이 흡연 단속과 밀수 담배 적발을 위해 가택수색까지 할 수 있으며, 흡연자나 담배 판매자가 마약 통제기구에 의해 적발된 뒤 담배 관련 제품 수입 관세 신고서를 제출하지 못하면 5년 이상의 징역형을 살게 되는 것으로 알려지고 있음. 56

아일랜드: 지난 2004. 3월 모든 식당과 술집, 건물 내부에서의 흡연을 금지하는 법률을 제정. 위반 때는 3000유로(약 376만원)의 벌금.

네덜란드: 2004. 1월 1일부터 공공장소에서의 흡연을 금지. 내년에는 호텔과 식당·술집 등에도 확대 적용, 3년 내에 현재 30%선인 흡연율을 5%로 낮출 방침.

노르웨이: 2004. 6월 1일부터 식당·술집·카페에서 흡연을 금지. 지난 30년 동안 담배광고가 금지됐었고, 담배 한 갑 가격이 70크로네(약 1만2000원)에 달하지만 흡연율은 아직도 30%를 넘는다.

몬테네그로: 흡연율이 40%에 달해 유럽에서 가장 높은 국가 중 하나. 지난 8월 내년 초까지 한시 시행되는 흡연금지법이 도입됐다. 공공장소 흡연과 담배광고는 물론, TV에서 담배를 피우거나 보여주는 것도 금함.

"이래도 안끊어?" 각국 흡연규제 百態 (2004. 11. 17.)

57

58

Periodic classification of the elements.

Squares (human); Circles (lower animals)

59

Radiation Carcinogenesis

Ultraviolet rays

a. UVA (320 – 400 nm)

b. UVB (280 – 320 nm) : carcinogenic

c. UVC (200 – 280 nm) : mutagenic

Ionizing radiation

a. Electromagnetic (x-rays, rays)

b. Particulate ( particles, particles, protons,

neutrons)

60

Radiation Carcinogenesis: UV

Ultraviolet rays

a. UVA (320 – 400 nm)

b. UVB (280 – 320 nm) : carcinogenic

c. UVC (200 – 280 nm) : mutagenic

61

UV – 2003. 4.

aberrant expression of a gene known as Grm1.

The gene was not previously known to be an oncogene.

"It is only in a melanocyte skin cell when the expression of this particular gene is turned on that it leads to the development of melanoma," Chen notes.

"While in the brain, where it is expressed normally, its functions are associated with learning and memory."

62

The direct and indirect

Actions of radiation

Ionizing

Radiation

63

Radiation-induced lesions in DNA

64

65

66

http://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=1hbtv5noDW-uLM&tbnid=6E9l1GaeOZHTlM:&ved=0CAUQjRw&url=http://sosradon.org/2011-poster-contest-winners-story&ei=zdg2U9axFOj_iAfSiYGAAQ&bvm=bv.63808443,d.aGc&psig=AFQjCNG5K5gmzvj4Gf7zZE1Y1fDD_Agl8A&ust=1396189728243693http://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=7SkhakWUDcmFHM&tbnid=dXGrFdxvlImXgM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.grundyhealth.org/newsite/radon.shtml&ei=89g2U5GXF7CfiAet24GACg&bvm=bv.63808443,d.aGc&psig=AFQjCNG5K5gmzvj4Gf7zZE1Y1fDD_Agl8A&ust=1396189728243693http://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=3b8VBaSuJDNJJM&tbnid=1dFKmmwH4fATvM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.spectruminspects.com/radon.html&ei=H9k2U6SRFamXiQeFj4AY&bvm=bv.63808443,d.aGc&psig=AFQjCNG5K5gmzvj4Gf7zZE1Y1fDD_Agl8A&ust=1396189728243693

Viral Carcinogenesis

DNA oncogenic viruses

a. Human papillomavirus: HPV 16 & 18

Squamous cell ca. of the cervix

b. Epstein-Barr viruses (EBV):

Burkitt lymphoma

c. Hepatitis B virus Hepatocellular ca.

RNA oncogenic viruses

a. Human T-cell leukemia virus type 1 (HTLV-1) HPV in cervical epithelium Credit: MRC NIMR, Wellcome Images

67

EBV-induced

Burkitt lymphoma

68

Pathogenesis of human

T-cell leukemia virus

type 1 (HTLV-1)-induced

T-cell leukemia/lymphoma

69

Microbial Carcinogenesis

Helicobacter pylori

Gastric lymphomas

Gastric carcinomas

Scanning

electron

micrograph

of H. pylori

H. pylori colonized

on the surface of

regenerative

epithelium (image

from Warthin-

Starry's silver stain) 70

//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/EMpylori.jpg//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/46/Helicobacter_pylori.jpg//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Pylorigastritis.jpg

유전자 변형 사료 먹은 쥐 '충격의 결과‘ (Chosun.com; 2012.9.20)

GMO (genetically modified

organism)

Genetically modified food

제초제에 내성을 갖추도록 고안된 미국산(産) 유전자 변형(GM) 옥수수가 암을 유발할 수 있다는 연구 결과

프랑스 캉대학 길레스-에릭 세랄리니 분자생물학과 교수 연구팀

암수 쥐 100쌍, 총 200마리 71

http://focus.chosun.com/nation/nationView.jsp?id=56

연구팀은 쥐를 암수 10마리씩 10개 그룹으로 분류한 뒤 이들에게 각기 다른 음식을 줬다. 암수 각각 한 그룹에게만 정상적인 음식과 물을 주고 나머지 그룹에게는 미국 몬산토사의 GM 옥수수인 NK603을 먹이거나 이 옥수수가 내성을 갖고 있는 몬산토사의 제초제 '라운드 업'을 물에 희석해 조금씩 먹게 한 것이다. 그 결과 옥수수와 제초제 모두 문제를 일으켰으며 특히 암컷에 미치는 영향이 치명적이라는 결론을 얻었다.

14개월쯤 지났을 때까지 정상 그룹에선 아무런 증상도 나타나지 않은 데 비해 GM 옥수수나 제초제를 먹은 그룹의 암컷 쥐 가운데 10~30%에게서 종양이 발견됐다. 24개월이 됐을 때는 정상 그룹 암컷의 종양 발생 비율이 30% 수준이었던 데 비해 그렇지 않은 그룹에선 그 비율이 50~80%로 높아졌다. 종양 크기도 GM 옥수수 등을 먹인 그룹이 정상 그룹보다 2~3배 정도 컸다.

그동안 GM 농작물의 안전성 연구는 해당 작물을 먹인 쥐를 90일 동안 관찰한 결과를 토대로 이뤄졌다. 90일을 주기로 한 실험에서는 GM 농작물의 안전성에 문제가 없는 것으로 결론이 났다. 이번처럼 실험 대상 쥐의 수명에 해당하는 기간(이번에는 2년)에 걸쳐 연구를 진행한 것은 처음이다.

72