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骨肿瘤病理诊断的进展

http://zhuanti.qm120.com 2007-05-23 14:41:46

关键词:骨肿瘤

       骨肿瘤病理是病理学的一个分支,它研究来源于骨及其附 属组织肿瘤的病因、发病机制及病理形态变化,是一门发展迅 速的基础学科。它的发展一方面是细致的形态学观察所得到 的理论上的进展,另一方面是高度精密的仪器和先进的实验方 法以及多学科间的相互渗透所取得的方法学上的进展。使人 们对骨肿瘤病理从微观到亚微观的组织形态特征、分子生物学 、分子遗传学等诸多方面对骨肿瘤的发生、发展及转归有进 一步的认识,为骨肿瘤的诊断、治疗、转归及预后的评估提供 可信赖的依据。

  一、骨肿瘤病理研究方法的进展

  (一)光镜及电镜

  研究骨肿瘤病理形态的经典方法是依靠肉眼的大体观察以 及光镜下的组织及细胞学观察。组织化学染色是反映细胞和组 织内各种蛋白质、酶、核酸、糖原等化学成分的状况,加深 对形态结构的认识。20世纪中期,超微病理迅速发展将肿瘤的 研究推向亚微观,骨肿瘤的超微结构或多或少具有来源组织的 超微结构特征,因而,可以借助这些特征探测肿瘤的来源。 如在骨的牙釉质瘤中见到上皮性细胞的连接器,推测其来源于 上皮组织。又如恶性小圆细胞肿瘤可能为Ewing肉瘤、恶性淋巴 瘤、骨髓瘤、小圆细胞型骨肉瘤、神经母细胞瘤、胚胎性横 纹肌肉瘤、滑膜肉瘤或低分化癌等,要区别它们有时十分困难 。而它们却有各自的超微结构特征,如Ewing肉瘤细胞内有大量 的糖原颗粒;恶性淋巴瘤有各阶段的淋巴细胞的超微结构特 征,无糖原颗粒,无内分泌颗粒;神经母细胞瘤细胞有树突样 突起,细胞内有微管及神经内分泌颗粒;胚胎性横纹肌肉瘤 细胞胞质内有肌丝、Z带和结构发育不良的肌节;骨髓瘤细胞 内有大量的粗面内质网;低分化癌有时可见细胞连接器。上述 特征均有利于鉴别诊断。

  (二)免疫组织化学技术

  60年代兴起的免疫组织化学技术经过多年的研究已建立起 各类细胞及相应肿瘤的免疫表型,并广泛应用于病理诊断,近 年来也已用于骨肿瘤。骨组织起源于中胚层间叶组织。骨组 织包括骨、软骨、骨膜以及其附属的血管、神经等,因此,原 发于骨的肿瘤来源复杂,其免疫表型除共同表达有别于上皮 来源的波形蛋白外,还有各自的特异性标记物。

  成骨性肿瘤免疫表型表达波形蛋白,Ⅰ、Ⅲ型胶原,骨连 接蛋白,骨钙蛋白和碱性磷酸酶。由于骨钙蛋白只有成骨细胞 分泌,因此可作为成骨性肿瘤的特异性标记物。除骨钙蛋白 外,其余均无肯定的鉴别意义。偶尔,骨肉瘤可表达结蛋白和 a-SMA,说明它向肌组织分化。恶纤组型骨肉瘤还可表达CD68、 AACT和溶菌酶,软骨母细胞型骨肉瘤更表达S-100蛋白。当骨肉 瘤表达角蛋白时说明肿瘤分化极低。
 
        成软骨性肿瘤的免疫表型为波形蛋白、S-100蛋白、Ⅱ型 胶原,但无法与含有软骨成分的其它病变相鉴别,如骨化性肌 炎、骨痂等。间叶性软骨肉瘤还可表达NSE和Leu7;去分化软 骨肉瘤的免疫表型应包括软骨肉瘤和去分化肉瘤组织两部分; 纤维组织性肿瘤表达波形蛋白;非骨化性纤维瘤还表达AAT、A ACT、溶菌酶;神经组织性肿瘤表达S-100蛋白、神经元特异性 烯醇化酶(NSE)、神经丝蛋白(NF)、突触素(synaptophsin)、嗜铬颗粒 蛋白(chromagranin)、胶原纤维酸性蛋白(GFAP);血管组织来源肿瘤 表达第Ⅷ因子相关抗原F8、CD43;组织细胞来源肿瘤表达AAT、A ACT、CD68、溶菌酶,肌肉组织肿瘤表达肌动蛋白、肌球蛋白、 肌红蛋白;Ewing肉瘤表达O13;恶性淋巴瘤表达LCA等。

  免疫表型表达的强弱因肿瘤的分化程度不同而异,低分化 肿瘤免疫表型弱表达或不表达。肿瘤标记物的检测有助于确定 肿瘤的来源及骨内转移性肿瘤的原发部位。现在,坚硬的骨 组织经脱钙后也可做免疫组化染色,仅少数抗原(CEA,EMA)在 强脱钙剂下可能丢失其抗原性。

  (三)流式细胞分析术(flow-cytometry,FCM)

  流式细胞分析术是现代分析细胞学的主要研究方法之一, 通过它可获得细胞成分和细胞生化代谢的定量资料,已在临床 医学中成为快速、有效、客观、多参数和定量单细胞分析研 究的有力工具。骨肿瘤实质性肿瘤细胞DNA倍体类型的研究以及 骨肿瘤细胞增殖特性的定量学研究反映骨肿瘤细胞内在固有 恶性程度,可用于评估患者预后,尤其在肿瘤早期。但目前该 技术要成为临床常规检查项目尚有困难,也不能仅依据流式 细胞分析的结果作出临床诊断,应密切结合病理学的检查。曾 报道应用流式细胞分析术对未经化疗的骨肿瘤石蜡标本细胞D NA进行检测发现良性骨肿瘤和瘤样病变均为二倍体,无异倍体 ,恶性骨肿瘤异倍体发生率高。肿瘤的活检和大体标本、原发 和继发病灶均表现出稳定的倍体类型。骨肉瘤分型、分级在D NA含量上无明显的区别。有意义的是骨巨细胞瘤DNA倍性检测 发现,Ⅲ级骨巨细胞瘤为异倍体,少数Ⅰ级骨巨细胞瘤DNA出 现异倍体,骨巨细胞瘤的DNA含量增高,DI/PI值明显表现出与它 的恶性度呈正相关,这正符合骨巨细胞瘤为一潜在恶性的肿 瘤。骨肿瘤异倍体的发生有其重要意义,可以认为DNA异倍体是 恶性骨肿瘤的特异性标志,潜在恶性与恶性肿瘤有较多机会 出现异倍体,肿瘤的恶性度愈高,异倍体发生的机率愈大,但 二倍体骨肿瘤不否定恶性。
     用流式细胞仪测定骨肿瘤凋亡细胞百分比,发现不同恶性 骨肿瘤患者对不同化疗药物、同一肿瘤的不同个体对同种化疗药物均有不同的肿瘤细胞凋亡比例,说明不同的化疗 药物对恶性骨肿瘤的凋亡诱导作用各不相同。传统的骨肿瘤 化疗敏感检测方法或易出现假阴性,或费时、费力,且易受免 疫排斥反应等因素影响,均不理想。目前,应用流式细胞仪 测定骨肿瘤凋亡细胞百分比,进而推算被测药物的化疗敏感性 ,具有方法简单、快速、灵敏及特异性等优点,可常规用于 指导临床选择敏感的化疗药物,制定更理想的个体化化疗方案 。

  (四)原位分子杂交技术

  原位分子杂交技术是将分子杂交与组织化学结合的一项技 术,它用标记的DNA或RNA探针在原位检测组织细胞内的特定的DN A或RNA序列。电镜原位杂交更具定位精确可靠,又可同时观察 细胞超微结构的特点,从分子生物学的角度认识细胞基因水平 的改变与细胞超微结构变化的关系。原位杂交技术已较广泛 的应用于骨肿瘤的分子病理诊断,探求恶性肿瘤细胞的来源, 研究基因表达、突变、丢失、插入对肿瘤细胞分化、分裂、 受体特性的影响以及恶性变及转移的关系。此外,原位杂交检 测骨肿瘤标记物mRNA,对肿瘤的早期诊断和治疗均有重要意义 。

  掌握上述各种技术,尽可能地避免出现假阳性和假阴性。 多种技术可同时做,也可以先后做。Micram提出,各种技术迭成 金字塔形,金字塔的底部为光镜及电镜,中间层为组织化学 、免疫组织化学和FISH技术,顶层为细胞遗传、流式细胞分析 术和PCR技术。必须要求每种技术的操作标准化,结果准确,否 则会得到矛盾的结果,反而干扰诊断。

  (五)骨肿瘤基因表达的研究

  近年来,骨肿瘤的分子遗传学研究主要集中在骨肉瘤和骨 巨细胞瘤,进展较快,方法先进、精确,包括癌基因的扩增和 抑癌基因的突变等,它们在骨肿瘤的发生、发展的不同阶段 起着不同的作用。

  1.癌基因

  (1)SAS(sarcoma amplified sequence)基因:在一些软组织肿瘤中有明 显的扩增,并与肿瘤的生长、转移有关。骨肉瘤SAS的扩增表明 肿瘤的高度恶性。

  (2)MDM2(muri nedouble minute2):MDM2是一种进化保守基因,具有 转录因子的功能。它与p53蛋白结合使p53功能失活[1]。在骨肉 瘤中MDM2的扩增与p53失活同时存在,研究MDM2在骨肉瘤中的 扩增有助于阐明缺乏p53基因改变的各类遗传机制,并提供诊 断和基因治疗的靶标。MDM2的扩增尤其多见于复发和转移的骨 肉瘤,因此,可以此估计骨肉瘤的预后。
(3)c-myc基因:c-myc基因在恶性骨肿瘤中明显表达。骨肉瘤 中c-myc基因的扩增与肿瘤细胞的生长和分裂有关。恶性、进 展迅速、有转移倾向的骨肉瘤患者c-myc基因扩增伴Rb基因位 点结构的改变,说明c-myc基因扩增和Rb基因结构改变对骨肉 瘤的形成和发展起重要作用。

  (4)ras基因:ras基因在骨肉瘤、软骨肉瘤、骨巨细胞瘤中均 有高表达,提示ras基因激活与促进恶性骨肿瘤细胞的侵润及转 移有关。而ras基因活化又与Ⅳ型胶原酶的高表达有密切联系 ,因此认为这种改变可能是ras基因促进肿瘤细胞侵润转移的分 子调节机制之一。

  (5)c-fos基因:恶性骨肿瘤有强表达的c-fos基因,提示肿瘤 的快速增殖。发现c-fos基因蛋白表达与大部分骨肉瘤的侵润 性生长有关,并促使骨肉瘤细胞产生各种遗传学变化。骨肉 瘤的发生需要一定的c-fos基因水平。

  2.抑癌基因

  随着分子遗传学的迅速掘起,人们逐渐认识到肿瘤的发展 是一个涉及多种基因的复杂过程。特别是与控制细胞正常生长 和分化的基因受到损伤而变异有关。这种损伤积累导致了癌 基因的激活和抑癌基因的丢失或失活,抑癌基因的功能丢失和 癌基因的表达是肿瘤发生的主要原因。

  (1)Rb基因:Rb基因是一种抑癌基因。检测了骨肉瘤、软骨肉 瘤、恶性纤维组织细胞瘤以及骨巨细胞瘤,发现Rb基因缺失、 片段大小改变,以骨肉瘤的变化最为明显,约43%的骨肉瘤显 示Rb基因结构、功能异常。Rb基因功能失活的机制可能有基因 全部或部分丢失、基因重排、点突变等,从而不能正常编码Rb 蛋白;Rb基因结构虽正常,但转录调节、转录后的修饰或翻译 异常,不能产生Rb蛋白或产生异常Rb蛋白;Rb基因活性受到抑制 。应用免疫组化法检测骨肉瘤中Rb基因表达常低于正常骨组织 ,骨巨细胞瘤的Rb基因与其分级呈负相关。Rb蛋白可能是一个 细胞对环境抑制信息作出反应的中间环节,Rb基因丢失使细胞 对外界的抑制信息失去反应能力,造成细胞无

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