Актуальные аспекты патоморфологической диагностики опухолей семейства саркомы Юинга

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность проблемы. В последние годы на основании данных классической морфологии и результатов, полученных с помощью новых методов исследования (культура клеток, молекулярная генетика, иммуногистохимия), выделена группа низкодифференцированных мелкокруглоклеточных опухолей нейроэктодермальной природы, развивающихся в мягких тканях и костях у детей и лиц молодого возраста [Hancock J.D. et al., 2008; Kavalar R. et al., 2009]. С конца 1990-х гг. в мировой литературе стал общепринятым термин «опухоли семейства саркомы Юинга» (ОССЮ), объединяющий классическую саркому Юинга кости (КСЮ), её экстраскелетный аналог - периферическую примитивную нейроэктодермальную опухоль мягких тканей (pPNET) и злокачественную мелкокруглоклеточную опухоль торакопульмональной зоны (опухоль Аскина) [Иванова Н.М., 2008]. Прогресс в понимании гистогенеза опухолей семейства саркомы Юинга стал возможным с развитием современных методов иммуногистохимической и молекулярно-биологической диагностики [Folpe A.L. et al., 2005].

На сегодня количество иммуногистохимических биомаркеров, рассматриваемых в качестве прогностически значимых, увеличивается лавинообразно, отражая достижения и находки в области изучения механизмов регуляции пролиферации и апоптоза опухолевых клеток [Кушлинский Н.Е. и др., 2002; Трапезников Н.Н. и др., 2001]. Ввиду обилия сведений об этих факторах и в связи с наличием расхождений мнений авторов об их прогностической ценности, выбор тактики лечения, основанный на биологических характеристиках опухоли, остается затруднительным [Rodriguez-Galindo C. et al., 2007]. Проблема имеет весьма существенное практическое значение для осуществления дифференциальной диагностики в ряду формально похожих злокачественных мелкокруглоклеточных опухолей костей и мягких тканей [Bacci G. et al., 2007]. Опухоли семейства саркомы Юинга имеют нейроэктодермальный гистогенез, носят, как правило, первично-диссеминированный характер поражения и по-разному проявляются клинически [Krasin M.J. et al., 2007]. Серьезные дифференциально диагностические трудности при исследовании группы злокачественных мелко-круглоклеточных опухолей мягких тканей и костей, а также неопределенность в вопросах номенклатуры и классификации данных новообразований явились причиной выделения этих вопросов в современной морфологической литературе в особую самостоятельную проблему [Berghuis D. et al., 2009].

В связи с указанными аспектами проблемы нами сформулированы цель и задачи исследования.

Цель исследования - определить морфологические, иммуногистохимические и молекулярно-биологические свойства опухолей семейства саркомы Юинга, оптимизировать критерии их дифференциальной диагностики с оценкой прогностической значимости в клинико-морфологическом сопоставлении.

Задачи исследования:

1. Охарактеризовать патоморфологические особенности опухолей семейства саркомы Юинга с использованием иммуногистохимического метода исследования.

2. Определить молекулярно-биологические особенности опухолей семейства саркомы Юинга с использованием полимеразной цепной реакции.

3. Провести сравнительную качественную и количественную оценку иммуноморфологических характеристик опухолей семейства саркомы Юинга с учетом возрастных и гендерных признаков.

4. Оптимизировать алгоритмы дифференциальной морфологической диагностики опухолей семейства саркомы Юинга.

5. Сопоставить результаты экспрессии биомаркеров, контролирующих процессы пролиферации и апоптоза, с вариантами клинического течения опухолей семейства саркомы Юинга для определения индивидуального прогноза. саркома полимеразный биомаркер

Научная новизна. Впервые проведено комплексное сравнительное исследование морфологических, иммуногистохимических, молекулярно-биологических характеристик и ряда показателей клинического течения опухолей семейства саркомы Юинга у пациентов в возрасте старше 20 лет.

Проведенная количественная оценка пролиферативной активности и апоптоза в опухолях семейства саркомы Юинга по данным иммуногистохимического исследования продемонстрировала прогностическую значимость ряда признаков при клинико-морфологическом сопоставлении.

Впервые при сравнительном морфометрическом изучении выявлены иммуногистохимические особенности опухолей семейства саркомы Юинга с учетом различия возрастных и гендерных факторов.

Научно-практическая значимость. Полученные в работе результаты существенно расширяют имеющиеся представления об опухолях семейства саркомы Юинга у пациентов в возрасте старше 20 лет. В работе обоснованы иммуногистохимические прогностические критерии клинического течения злокачественных опухолей семейства саркомы Юинга (ОССЮ). Оптимизирован алгоритм дифференциальной диагностики ОССЮ в ряду злокачественных мелкокруглоклеточных опухолей костей и мягких тканей с использованием высокоинформативных иммуногистохимических и молекулярно-биологических методов, в том числе с количественной оценкой уровней пролиферативной активности и апоптоза.

Положения, выносимые на защиту:

1. Идентичные по патоморфологическим, иммуногистохимическим и молекулярно-биологическим свойствам опухоли семейства саркомы Юинга у пациентов старше 20 лет имеют количественные различия при иммуногистохимическом исследовании экспрессии биомаркеров, характеризующих нейроэктодермальную дифференцировку, контролирующих процессы апоптоза и пролиферации с учетом различий возрастных и гендерных факторов.

2. При сравнительной оценке иммуногистохимических характеристик опухолей семейства саркомы Юинга в различных возрастных и гендерных группах установлено, что наиболее значимыми в прогностическом плане является исследование экспрессии биомаркеров: S-100, хромогранин А, синаптофизин, bax, p53 и bcl-2. Частота обнаружения экспрессии и удельное количество иммунопозитивных клеток в опухолях семейства саркомы Юинга для ряда иммуногистохимических биомаркеров являются схожими прогностическими критериями, коррелирующими с рецидивированием опухолей и их метастазированием.

3. Для дифференциальной диагностики опухолей семейства саркомы Юинга внутри гетерогенной группы злокачественных мелкокруглоклеточных опухолей костей и мягких тканей необходимо использование комплекса иммуноморфологических и молекулярно-биологических методов.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации изложены на научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы костной патологии у детей и взрослых» (Москва, 2008), 66-й открытой научно-практической конференции молодых ученых и студентов с международным участием «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины» (Волгоград, 2008), Всероссийской научной конференции посвященной 150-летию кафедры патологической анатомии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова «Современные проблемы общей и частной патологической анатомии» (Санкт-Петербург, 2009), 67-й открытой научно-практической конференции молодых ученых и студентов с международным участием «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины» (Волгоград, 2009), 68-й открытой научно-практической конференции молодых ученых и студентов с международным участием «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины», посвященной 75-летию ВолГМУ (Волгоград, 2010).

Апробация работы осуществлена на совместном заседании кафедр патологической анатомии, гистологии, цитологии и эмбриологии, анатомии человека, судебной медицины Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе - 4 статьи - в журналах, из перечня рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации для публикации результатов кандидатских диссертаций.

Реализация и внедрение результатов исследования.

Работа выполнена на базе патологоанатомического отделения Московской городской онкологической больницы №62 (главный врач, д.м.н., профессор А.Н. Махсон), кафедры патологической анатомии (заведующий кафедрой, д.м.н., доцент А.В. Смирнов) Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ректор - академик РАМН В.И. Петров).

Полученные данные о морфологических, иммуногистохимических, молекулярно-биологических характеристиках саркомы Юинга, алгоритмах дифференциальной диагностики используются в работе патологоанатомического отделения ГУЗ «Московской городской онкологической больницы №62, г. Москва», ГУЗ «Волгоградское областное патологоанатомическое бюро, г. Волгоград», патологоанатомического отделения ГУЗ «Волгоградский областной клинический онкологический диспансер №1». Результаты данного исследования внедрены в учебный процесс на кафедре патологической анатомии Государственного образовательного учереждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, научно-исследовательскую работу лаборатории патоморфологии ФГУ "Главный военный клинический госпиталь имени академика Н.Н. Бурденко Министерства обороны Российской Федерации" (начальник госпиталя - д.м.н., проф. И.Б. Максимов).

1. Материал и методы исследования

Исследования проводили на биопсийном и операционном материале патологоанатомического отделения Московской городской онкологической больницы № 62, полученном от 84 больных, находившихся на лечении в Московской городской онкологической больнице № 62 с 1998 по 2010 гг. Исследованный материал был разделен на 2 группы:

1 группа (основная) - биопсийный материал, полученный от 35 больных с морфологически верифицированным диагнозом ОССЮ (24 мужчины, 11 женщин, медиана возраста составила 26,8 лет. Больные с ОССЮ (n=35) были разделены на 1-ю возрастную группу, которую составили пациенты от 20 до 30 лет (n=24), и 2-ю возрастную группу - пациенты старше 30 лет (n=11). В зависимости от наличия признаков прогрессирования заболевания (наличие отдаленных метастазов, продолженный рост опухоли, местный рецидив) данная группа больных была разделена на следующие подгруппы: n - число пациентов, при отсутствие метастазов (период наблюдения составил от 2 до 12 лет) n=17 и наличии метастазов n=18, ремиссия заболевания n=18, прогрессирование заболевания n=17. В исследуемую группу вошли: 25 случаев первичной саркомы Юинга кости, 8 случаев периферической примитивной нейроэктодермальной опухоли (pPNET) мягких тканей, включая забрюшинное пространство и внутриорганную локализацию (яичники), 2 случая злокачественной мелкокруглоклеточной опухоли торакопульмональной зоны (опухоль Аскина) - с локализацией опухоли в переднем средостении.

В локализациях представленных забрюшинным пространством, внутриорганной локализацией, мягкими тканями и средостении опухоль имела строение идентичное саркоме Юинга при локализации в костях, поэтому, учитывая сходство морфоиммунофенотипа, генетических нарушений в опухолевых клетках, и с позиций современной классификаций ВОЗ, эти случаи были нами учтены в работе и включены в исследуемую группу.

2 группа (контрольная) - биопсийный материал, полученный от 49 больных с морфологически верифицированными диагнозами злокачественных опухолей костей и мягких тканей, имеющих сходный с ОССЮ морфологическую картину и иммунофенотип (32 мужчин, 17 женщин, медиана возраста составила 32,6 лет). Локализация опухолей пациентов группы 1: длинные трубчатые кости (n=14), кости таза (n=7), крестец (n=20), лопатка (n=1), забрюшинное пространство (n=2), мягкие ткани различной локализации (n=8), средостение (n=1). Распределение контрольной группы по гистологическим вариантам опухоли представлено в табл. 1.

Длительность наблюдения за больными составила от 2-х до 12 лет (в среднем - 7 лет).

Таблица 1. Распределение пациентов контрольной группы по видам опухолей

Методы исследования.

Проведено изучение архивных материалов (истории болезни) для проведения анализа связей между иммунофенотипом опухоли и клиническими данными о прогрессировании заболевания (продолженный рост опухоли, рецидив) и наличии отдаленных метастазов.

Гематологические и биохимические исследование количество лимфоцитов в периферической крови и активность лактатдегидрогеназы (ЛДГ) - по данным из клинической истории болезни больных (общий и биохимический анализ крови).

Морфологическое исследование фрагментов ткани опухоли, фиксированных забуференным формалином, включало в себя микроскопическое исследование серийных срезов окрашенных рутинными методами (гематоксилин-эозин) с применением в части случаев декальцинации.

Для гистологического исследования биопсийного материала использовали традиционный метод парафиновой заливки (не менее 8 образцов опухоли в каждом случае, взятых, в том числе на границе с окружающими тканями, а также из краев резекции). Гистологические срезы толщиной 3-4 мкм окрашивали гематоксилином и эозином с применением дополнительных методик окрашивания опухолевых клеток (окрашивание по Гимза) и гистохимических методов (ШИК или PAS - реакция) [Llombart-Bosch A. et al., 2004].

Иммуногистохимическое исследование осуществляли на срезах с парафиновых блоков толщиной 3-4 мкм авидин-биотин-пероксидазным методом по стандартной методике [Kumar G.L. et al., 2009], с использованием первичных антител («Dako», Novocastra™): bax, bcl-2, PCNA, Ki-67, p53, CD99, CD45, CD20, EMA, pan-CK, Vimentin, Desmin, Myogenin, Osteonectin, MyoD1, Synaptophysin, Neuron Specific Enolase, Chromogranin A, S-100 Protein. В качестве вторичных антител использовали биотинилированные антитела к иммуноглобулинам мыши и кролика (EnVision, «Dako», Novocastra™).

Оценивали частоту обнаружения исследуемых иммуногистохимических маркеров в ткани опухоли, рассчитанную как величину, выраженную в процентах и характеризующую количество случаев больных с ОССЮ, в образцах опухолевой ткани которых обнаружены иммунопозитивные клетки с использованием формулы х=n№/n*100 (х - частота обнаружения иммуногистохимического маркера, n№ - количество случаев больных с ОССЮ, в образцах опухолевой ткани которых обнаружены иммунопозитивные клетки для исследуемого иммуногистохимического маркера, n - общее количество больных исследуемой группы).

Оценивали удельное количество позитивно окрашенных опухолевых клеток, экспрессирующих следующие маркеры клеточной пролиферации и апоптоза: bax, bcl-2, PCNA, Ki-67, p53.

Удельное количество позитивно окрашенных клеток оценивали в 10 полях зрения (х400, минимум в 1000 клетках препарата) стандартизированными методами морфометрии в иммуногистохимии [Satoh K. et al., 2003; Sun Y. et al., 2006; Srivastava A. et al., 2009; Hatanaka K. et al., 2010] с помощью системы анализа изображений, программы «Видеотест-Морфо-4» (Россия, ГУ «Волгоградский медицинский научный центр»). Микрофотосъемку гистологических препаратов проводили на микроскопе «Axio Scope A1», Carl Zeiss™ (Германия) с использованием цифровой фотокамеры «Canon PowerShot», программного обеспечения AxioVision LE, Carl Zeiss™ (Германия).

Молекулярно-генетическое исследование. Для выявления трех наиболее характерных для опухолей семейства саркомы Юинга химерных онкогенов (EWS/FLI1 type1, EWS/FLI1 type2, EWS/ERG) использовался метод полимеразной цепной реакции в реальном времени (Real Time PCR). Материалом для молекулярного исследования служила тотальная РНК, выделенная из биопсийного материала больных саркомой Юинга (n=30) после фиксации забуференным формалином и парафиновой заливки.

Выделение тотальной РНК из парафиновых блоков. Выделение тотальной РНК производили из 2-3 микротомных срезов толщиной 10 микрон с парафиновых блоков, в зоне, содержащей опухолевый материал, после предварительного просмотра гистологических препаратов, окрашенных гематоксилин-эозином.

На первом этапе проводили депарафинизацию материала о-ксилолом и поэтапная регидратация этанолом в концентрации от 70 до 95 %. После инкубации регидратированной ткани в буфере ТЕ в присутствии протеиназы К (200 мкг/мкл) в течение 12 часов (ночи) в термостате при 650 С проводили фенол-хлороформную экстракцию РНК по методике Chomchinsky. После осаждения равным объемом изопропилового спирта в присутствии 0,1 объема 2М раствора ацетата Na (рН 2,5) и инкубации при -700С в течение 2 ч, осадок РНК дважды промывали 80 % этанолом, высушивали и растворяли в буфере ТЕ. Оценку концентрации РНК проводили на спектрофотометре (Genesys10, USA).

Реакция обратной транскрипции. К раствору РНК (1мкг) добавляли 2мкл гексамеров (концентрация 110 пМ), проводили отжиг в течение 30 с при температуре 95°С. Проводили реакцию обратной транскрипции в растворе, содержащем 5х буфер (75мМ KCl, 50мМ Трис, 10мМ DTT, 3мМ MgCl2; Fermentas, Латвия), 1мМ каждого из четырех дезоксирибонуклеотидов (dNTP), 20 ЕД активности ингибитора РНКаз (Ribolock, Fermentas, Латвия), 100 ЕД активности обратной транскриптазы M-MLV (Fermentas, Латвия) в течение 1 ч при t 37°С. Объем реакционной смеси составлял 20 кл.

Полимеразная цепная реакция в реальном времени для выявления химерных онкогенов EWS/FLI type1, EWS/FLI1 type2, EWS/ERG. Выявление экспрессии химерных онкогенов EWS/FLI1 type1, EWS/FLI1 type2, проводили методом Real-time ПЦР по технологии TaqMan, EWS/ERG - Real-time ПЦР в буфере с интеркалирующим красителем SYBR Green на амплификаторе CFX 96 (BioRad). В качестве контрольного гена для подтверждения успешного выделения РНК использовали ген ABL.

Для проведения Real-time ПЦР в лаборатории молекулярной диагностики Московской городской онкологической больницы № 62 использовали амплификатор CFX 96 (BioRad). Для каждого образца ПЦР-реакция проводилась в двух повторах. Объем реакционной смеси составлял 10 мкл. В состав смеси входили 1 мкл кДНК, полученной в реакции обратной транскрипции, а также 1Х буфер (Синтол), 100 nМ каждого праймера, 50 нМ флюоресцентного гидролизуемого зонда для генов EWS/FLI1 type1 и EWS/FLI1 type2, 2,5 мМ MgCl2, 1 мМ dNTP, 0,2 ед. Taq-ДНК-полимеразы. В реакционную смесь для определения экспрессии гена EWS/ERG входили 1 мкл кДНК, 1х буфер, содержащий интеркалирующий краситель SYBR Green (Синтол), 100 nМ каждого праймера, 2,5 мМ MgCl2, 1 мМ dNTP, 0,2 ед. Taq-ДНК-полимеразы.

Температурные условия амплификации при Real-time ПЦР для химерных онкогенов EWS/FLI1 type1, EWS/FLI1 type2 составляли: 950 - 5 мин, затем 40 циклов: 950 - 20 с, 600 - 20 с, 720 - 20 с; для EWS/ERG - 950 - 5 мин, затем 40 циклов: 950 - 20 с, 560- 20 с, 720 - 20 с. Фрагменты, полученные в результате успешной амплификации, выборочно проверялись на специфичность в реакции прямого секвенирования.

Статистическая обработка материала. В препаратах опухоли с помощью системы «Видеотест-Морфо-4» (Россия) оценивали выраженность экспрессии различных маркеров, определяли удельное количество позитивно окрашенных клеток. Статистическую обработку проводили на ПК с использованием программ Excel Microsoft Office XP и STATISTICA 6.0 (Statsoft, USA). Анализ параметров при нормальном распределении значений проводили с помощью критерия Стьюдента, анализ непараметрических количественных признаков - с помощью критерия Манна-Уитни. Для сравнения качественных признаков использовали критерии ч2 и Фишера. Значимыми считали различия, если вероятность ошибки p была меньше 0,05.

2. Результаты исследования и их обсуждение

Морфологические и иммунофенотипические особенности опухолей семейства саркомы Юинга. Макроскопически это мягкая многоузловая, серовато-белого цвета на разрезе опухоль, часто с очагами некроза и кровоизлияний. Цитологически первичная саркома Юинга кости характеризуется мелкими округлыми клетками. Ядра, преимущественно округлой, иногда овальной формы, занимают почти всю клетку. В ядре точечный, равномерно распределенный хроматин, в отдельных ядрах различимы гиперхромные нуклеолы. Гистологическое исследование показало, что саркома Юинга кости представлена в виде бесструктурных агрегатов мелких опухолевых клеток, разделенных фиброзными прослойками. Клетки имеют правильную форму, содержат округлые или овальные ядра. Заключенная в клеточных ядрах дисперсия хроматина имеет характерный «зеркальный» вид. В некоторых ядрах видны фигуры митоза. PAS реакция обычно положительна (в 80 % случаев) и указывает на присутствие гликогена [Llombart-Bosch A. et al., 2004]. В исследуемой группе первичной саркомы Юинга кости преобладающим был классический гистологический вариант строения опухоли (20 наблюдений, в 3 - установлен атипичный вариант, в 2 - «эндотелиальный» вариант гистологического строения). Волокнистый каркас в опухолевой ткани развит очень незначительно, аргирофильные волокна часто отсутствуют или выражены только вокруг кровеносных сосудов, иногда соединительнотканные прослойки делят солидную массу опухоли на неравномерные дольки, очень редко ретикулярная ткань окружает каждую клетку, как при лимфоме [Lucas D. et al., 2001].

В нашем исследовании периферическая примитивная нейроэктодермальная опухоль (pPNET) локализовалась преимущественно в мягких тканях и не сопровождалась поражением кости (8-наблюдений, включая забрюшинное пространство и внутриорганную локализацию (яичники)). Макроскопически - это мягкая узлового строения опухоль, серовато-белого цвета на разрезе. Микроскопическая картина, как и при костной локализации саркомы Юинга, характеризуется выраженным дольчатым рисунком, образованным солидным скоплениями округлых или овальных мономорфных клеток. Ядра отчетливы, содержат нежно дисперсный хроматин; цитоплазма скудная, плохо очерченная. Митотические фигуры редки. Коллагеновые и ретикулярные волокна определяются в фиброзных перегородках, разделяющих опухоль на дольки [Robert C. et al., 2010]. В опухолевых клетках содержится гликоген, больше в периферических отделах опухоли, обнаруживаемый при PAS-реакции.

При морфологическом исследовании опухоль Аскина (2 случая в исследуемой группе больных, с локализацией опухоли в переднем средостении) характеризуется преимущественной локализацией в грудной стенке, париетальной или висцеральной плевре, перикарде, диафрагме или периферических отделах легочной паренхимы. Новообразование может сопровождаться болевым синдромом. Поражение ребер, как правило, носит эрозивный характер. Макроскопически опухоль представляет собой узел дольчатого вида, который чаще всего исходит из мягких тканей грудной стенки, как правило, связи опухоли с нервными стволами не определяется. Микроскопически опухоль представлена мономорфными округлыми или овальными клетками, основную массу которых занимают ядра. Митотическая активность умеренная. Клетки PAS- и пирониннегативны [Krassas A. et al., 2011]. Они располагаются компактными гнездами, полями, разделенными прослойками соединительной ткани с сосудами.

Различные вариации морфологической картины в клетках саркомы Юинга, и внескелетных вариантов данного заболевания, являются связующим звеном в установлении родства между типичным фенотипом саркомы Юинга и рядом нозологических форм: опухолью Аскина, периферической примитивной нейроэктодермальной опухолью. Проведенные ранее в мировой литературе исследования показали, что опухоль Аскина, периферическая примитивная нейроэктодермальная опухоль (pPNET - peripheral primitive neuroectodermal tumor), представляются биологически схожими с первичной саркомой Юинга кости [Bernstein M. et al., 2006]. Так, они схожи по цитогенетическим, биохимическим и онкогенетическим свойствам. Дальнейшие исследования позволили выявить дополнительные особенности опухолей семейства саркомы Юинга, заключающиеся в том, что опухолевые клетки экспрессируют маркеры нейроэктодермальной и мезенхимальной дифференцировки.

Исследования показали, что патоморфологические особенности ОССЮ, выявляемые при гистологическом исследовании, являются недостаточными для установления окончательного диагноза [Ushigome U. et al., 2002]. Наибольшие сложности возникают при проведении дифференциальной диагностики с другими мелкоклеточными злокачественными опухолями (нейробластомой, рабдомиосаркомой, неходжкинской лимфомой и др.). У подростков и взрослых сходная патоморфологическая картина характерна для некоторых мягкотканных сарком, таких как рабдомиосаркома, синовиальная саркома, неходжкинская лимфома [Wagner L. et al., 2001].

Таким образом, данные классической морфологии свидетельствуют о значительной гетерогенности и фенотипическом сходстве злокачественных мелкокруглоклеточных опухолей костей и мягких тканей, что не позволяет без дополнительных современных методов исследования включающих в себя иммуногистохимический и молекулярно-биологический, достоверно провести дифференциальную диагностику этих опухолей с ОССЮ.

Иммуногистохимическое исследование показало, что маркер CD99 выявлялся у всех больных с ОССЮ в 100 % случаев, превышая средний уровень частоты выявления данного иммуногистохимического признака при всех других видах злокачественных мелкокруглоклетончых опухолей. Также во всех случаях ОССЮ была выявлена экспрессия виментина. Высокой была и частота обнаружения в ОССЮ нейронспецифической енолазы - в 70,4+4,8 % случаев, а также - синаптофизина: частота обнаружения данного маркера составила 65,7+13,8 %. Маркер S-100 был выявлен в 74,9+14,4 % случаев в ОССЮ, хотя несколько реже, чем при нейробластоме и круглоклеточной липосаркоме, в связи с чем, частота обнаружения данного маркера в опухолях семейства саркомы Юинга не может являться основополагающей в иммунофенотипической дифференциальной диагностике ОССЮ [Meera H. et al., 2007]. Показано, что S-100 протеин выявляется в отдельных, часто единичных, клетках, однако может обнаруживаться в группах клеток, формирующих компактные скопления.

Иммуногистохимический маркер CD99 (клон 12E7), который также может обозначаться в литературе как НВА71 или 013-антиген, экспрессировался во всех случаях ОССЮ исследуемой группы: соответствующие антитела «окрашивают» структуры клеточных мембран, включая цитоплазматические отростки клеток. Экспрессия нейроэндокринных иммуногистохимических маркеров, таких как синаптофизин, хромогранин А, нейрофиламенты, глиальный фибриллярный кислый протеин, могут встречаться, по мнению отдельных авторов, лишь в единичных клетках [Cui S. et al., 1999]. Есть мнение, что нейронспецифическая энолаза как диагностический маркер нейроэктодермальной дифференцировки клеточных элементов опухолей утрачивает в настоящее время свое значение [Folpe A. et al., 2005]. В нашем исследовании относительно редко были обнаружены в ОССЮ ПАН-цитокератины и Десмин - лишь в 5,1+2,2 и 10,4+4,8 % случаев. Другие иммуногистохимические маркеры - CD45, остеонектин, миоD1, миогенин и десмин в ОССЮ обнаружены не были.

По нашим данным, в целом в ОССЮ (первичная саркома Юинга кости, pPNET, опухоль Аскина) наиболее частыми иммуногистохимическими дифференциально-диагностическими признаками являются одновременная коэкспрессия в 100 % случаев маркера CD99, виментина, нейроэндокринных маркеров - нейронспецифической енолазы, S-100 и синаптофизина.

Оценка гематологических и биохимических показателей выявила, что уровень активности ЛДГ у больных саркомой Юинга был несколько повышен (табл. 2), но не отличался достоверно относительно референсных значений и составил в среднем 852,7+284,6 Ед/л, показатель лимфоцитоза также был в пределах нормативных величин - 39,8+9,3 %.

Таблица 2. Количество лимфоцитов, активность ЛДГ и иммуногистохимические показатели у больных с ОССЮ (n=35)

Оценка удельного количества иммунопозитивных клеток для иммуногистохимических маркеров у всех больных составила для S-100 - 10,7+2,9 %, хромогранина А - 6,5+1,3 %, синаптофизина - 54,9+5,9 %, нейронспецифической енолазы - 30,0+6,4 %. Оценка удельного количества иммунопозитивных клеток для вышеперечисленных маркеров показала, что наибольшим данный показатель был для маркеров Ki-67 и PCNA, соответственно - 30,4+3,4 и 43,9+5,7 % (табл. 3). Относительно низкий уровень удельного количества иммунопозитивных клеток был у больных с ОССЮ для маркера p53 - 14,7+3,9 %, значение данного показателя для маркера bcl-2 составило лишь 12,9+4,1 %. Самым низким в исследуемой группе ОССЮ был уровень экспрессии маркера bax - удельное количество позитивно окрашенных клеток составило лишь 6,9+2,5 %.

Таблица 3. Иммунофенотипическая характеристика ОССЮ, % (n=35)

Иммунофенотипическая характеристика ОССЮ в различных половозрастных группах больных. Сопоставление частоты обнаружения биомаркеров (% случаев) в зависимости от пола показало, что более высокие значения показателей обнаружены были у женщин. Так, если для S-100 частота обнаружения у мужчин составила 9,6+3,7 % случаев, то у женщин значение данного показателя было более чем в 1,5 раза выше, составляя 15,0+5,1 %. Частота обнаружения хромогранина А была достоверно (p<0,05) выше у женщин, чем у мужчин, значения показателей составили, соответственно 10,8+2,6 и 5,4+1,1 % случаев. Примерно на треть было больше и значение частоты обнаружения нейронспецифической-енолазы у женщин с ОССЮ - 72,5+7,0 % случаев, тогда как у пациентов - мужчин этот показатель был достоверно (p<0,05) ниже - 50,5+5,8 %. Следует отметить, что достаточно полное иммуногистохимическое исследование клеток опухолей нейроэктодермального гистогенеза провел Cavazzana A.O. (1989, 1992), в его работах показано, что нейронспецифическая энолаза (NSE) положительна в 95% случаев, 2-микроглобулин - в 77%, синаптофизин - в 73%, S-100 протеин - в 67%. Эпитоп MIC2 гена (CD99) определяется в подавляющем большинстве случаев. Исследованиями Schmidt D. et al. (1991) показано, что присутствие нейрональных маркеров у больных с ОССЮ является неблагоприятным прогностическим фактором [Bacci G. et al., 2000]. У женщин выявлено достоверно более высокое удельное количество иммунопозитивных клеток, экспрессирующих белок p53 (21,7+1,8 %) в ОССЮ (p<0,05), тогда как у мужчин значение данного показателя составило 14,1+1,9 %. У мужчин удельное количество иммунопозитивных клеток, экспрессирующих белок bcl-2, обеспечивающий блокаду апоптоза, составило 13,7+2,5 %, что более чем в 3 раза превышает уровень соответствующего показателя у женщин 4,2+0,8. Уровень экспрессии фактора bax у мужчин (удельное количество позитивно окрашенных клеток) также был достоверно (p<0,05) выше такового у женщин, значения показателей составили, соответственно 8,5+1,0 и 5,0+1,1 %.

Сравнительная характеристика экспрессии иммуногистохимических биомаркеров показала, что у больных от 20 до 30 лет (1-я возрастная группа) частота обнаружения S-100 и хромогранина А составила соответственно 7,1+0,8 и 5,7+1,0 %, а у пациентов 2-ой возрастной группы значения этих показателей были достоверно выше (p<0,05), составляя, соответственно 17,0+3,6 и 7,5+1,8 %. Частота обнаружения синаптофизина у больных 2-ой возрастной группы составила 36,5+4,2 %, что было достоверно (p<0,05) выше соответствующего значения у пациентов до 30 лет - 27,1+3,9 %. Оценка возрастных отличий частоты выявления маркеров показала, что они также в первую очередь характерны для мутантного проапоптозного белка р53 и фактора, блокирующего апоптоз, bcl-2. Так, если фактор клеточной пролиферации Ki-67 и ядерный фактор PCNA обнаруживались у больных обеих возрастных групп, то маркер р53 достоверно (p<0,05) чаще был выявлен в 1-ой возрастной группе больных с ОССЮ (в 68,4 % случаев), в то время как во 2-ой возрастной группе больных (старше 30 лет) маркер p53 обнаруживался реже - у 50 % больных. Наиболее выраженным было отличие по частоте обнаружения маркера bcl-2, данный фактор апоптоза был выявлен у 70,0 % больных 2-ой возрастной группы и лишь у 21,1 % пациентов больных в возрасте до 30 лет. Частота обнаружения другого фактора апоптоза - bax была примерно на одном уровне - его выявили у 36,8 % пациентов 1-ой возрастной группы и у 30 % больных 2-ой возрастной группы.

Резко выраженными были различия удельного количества иммунопозитивных клеток для маркера bcl-2 в сравниваемых возрастных группах. Так, если в 1-ой возрастной группе пациентов значение данного показателя составило лишь 2,9+1,8 %, то у больных с ОССЮ 2-ой возрастной группы, значение показателя удельного количества позитивно окрашенных клеток для этого маркера апоптоза было больше на порядок, составив 32,0+5,1 %. В последние годы по данным современной литературы экспрессия белков р53 и bcl-2 была исследована в различных злокачественных новообразованиях, установлено, что частота обнаружения маркера p53 в ОССЮ составила 66,6% (44 из 66 случаев) [Kavalar R. et al., 2009], что в целом совпадает с результатами нашего исследования, однако экспрессия белка bcl-2 была выявлена у 70,1 % больных (в 47 из 66 случаев), что отличается от полученными нами результатов (37,8%). Скорее всего, данные различия объясняются неодинаковыми выборками больных по количеству, возрастному составу и свидетельствуют о большей воспроизводимости результатов при изучении экспрессии проапоптозного мутантного белка p53 в исследуемой группе опухолей.

Сравнительная характеристика возрастных особенностей показателей периферической крови (уровень лимфоцитоза абс %, уровни лактатдегидрогеназы Ед/л) в исследуемой группе больных с ОССЮ.

Анализ уровня лимфоцитоза периферической крови показал его более высокое значение у пациентов с ОССЮ до 30 лет - 42,0+5,1 %. У больных 2- ой возрастной группы значение этого показателя составило 33,0+4,7 %, хотя достоверных отличий при этом выявлено не было. Установлена была также более высокая активность ЛДГ у молодых пациентов (1-ая возрастная группа) - значение данного показателя составило 900,7+108,2 Ед/л, тогда как во 2-ой возрастной группе активность фермента была достоверно (p<0,05) меньше, составив 734,2+65,0 Ед/л.

Оценка исследуемых показателей у больных с прогрессированием (продолженный рост опухоли, местный рецидив) и без прогрессирования заболевания. Сопоставление показателей пациентов с прогрессированием саркомы Юинга (n=18) и у больных, у которых наблюдалась ремиссия (n=17), показало, что несколько чаще прогрессия опухоли наблюдалась у женщин, большей была вероятность неблагоприятного течения заболевания у пациентов 2-ой возрастной группы.

Сравнительная оценка экспрессии иммуногистохимических маркеров при различном течении заболевания показала некоторые отличия, наиболее выраженным из которых был уровень удельного количества иммунопозитивных клеток для маркера S-100 (табл.4). Так, у пациентов с относительно благоприятным течением заболевания значение этого показателя составило 16,3+4,4 %, тогда как у больных с прогрессированием заболевания уровень этого показателя в 3 раза ниже (p<0,05), составив 5,0+0,8 %.

Таблица 4. Иммунофенотипическая характеристика ОССЮ больных с ремиссией или прогрессированием заболевания, %

Достоверно ниже было значение удельного количества иммунопозитивных клеток для маркера хромогранина А (4,3+1,1 %) у больных с прогрессией заболевания по сравнению с пациентами, у которых наблюдалась ремиссия - 8,7+4,3. Уровни данного показателя для нейронспецифической енолазы и синаптофизина в подгруппах больных не различались в зависимости от характера течения заболевания.

Оценка удельного количества иммунопозитивных клеток изучаемых маркеров в ОССЮ показала, что для маркера пролиферации Ki-67 при прогрессировании значение данного показателя составило 31,8+6,5 %, у больных с ремиссией значение данного показателя было практически на том же уровне - 29,8+4,4 %, хотя достоверных отличий межгрупповых значений установлено не было. В то же время значения показателя удельного количества иммунопозитивных клеток для маркеров p53 и bcl-2 составили у пациентов с прогрессией заболевания соответственно 21,3+6,3 и 17,7+5,0 %, что достоверно (p<0,05) превышало соответствующие значения у пациентов с ремиссией - 7,5+4,8 % для белка p53 и 7,9+5,1 % маркера апоптоза bcl-2. Уровень иммунопозитивных клеток для маркера bax в клетках опухолей пациентов с относительно благоприятным течением заболевания был более выраженным, составив 11,8+3,5 %, что достоверно (p<0,05) превышало соответствующее значение удельного количества иммунопозитивных клеток в подгруппе пациентов с прогрессированием заболевания - 2,7+2,0 %. Согласно полученным нами данным выявлены прямые корреляционные связи между ростом удельного количества p53 и bcl-2-иммунопозитивных клеток и частоты их обнаружения в ОССЮ в группе больных с прогрессированием заболевания, по сравнению с пациентами в состоянии ремиссии. Несмотря на установление связей между степенью выраженности экспрессии ряда белков и клиническим течением ОССЮ, согласно данным современной литературы. показано, что исследование, одного какого-либо иммуногистохимического маркера не обеспечивает необходимой базы для прогнозирования течения заболевания [Scotlandi K. et al., 2009].

Сравнительная иммунофенотипическая характеристика ОССЮ больных при наличии или отсутствии метастазов, показало незначительные отличия между подгруппами больных с ОССЮ (табл.5). Значение показателя удельного количества иммунопозитивных клеток различалось достоверно лишь для маркера S-100, составляя 8,8+1,2 % у больных с обнаруженными метастазами, что было достоверно (p<0,05) меньше соответствующего уровня удельного количества положительно окрашенных клеток у тех больных с ОССЮ, у которых не было выявлено метастазов - 12,9+1,8 %. Уровни удельного количества иммунопозитивных клеток для маркеров: хромогранина А, нейронспецифической енолазы и синаптофизина не различались достоверно у пациентов в зависимости от выявления метастазов.

Сравнение уровня лимфоцитов также не выявило отличий по данному показателю у пациентов с ОССЮ с метастазами и без таковых. Что же касается уровня активности ЛДГ, то его значение было существенно (примерно в 1,5 раза) больше у пациентов с метастазами, составив 1015,8+172,9 Ед/л относительно соответствующего показателя у больных без метастазов - 693,0+69,6 Ед/л.

Таблица 5. Иммунофенотипическая характеристика ОССЮ больных при наличии или отсутствии метастазов, %

Результаты молекулярно-биологического исследования. Достаточное количество биопсийного материала для выделения тотальной РНК было получено от 30 больных, вошедших в исследование. 3 образца из 30 были исключены в связи с низким качеством выделенной РНК. В 5 случаях из 27 (18,7%) не удалось выявить транскриптов ни одного из исследуемых генов, что, в целом, соответствует мировым данным: устойчивые транслокации выявляются в среднем у 85% пациентов с доказанным диагнозом саркомы Юинга/ ПНЭО [Yoshino N. et al. 2003].

В 21 из 22 (95,4%) позитивных случаев определялась транслокация EWS/FLI1 type1, в одном случае - транслокация EWS/FLI1 type2. Транслокация типа EWS/ERG в данной группе больных выявлена не была.

Полученные данные отличаются от литературных: химерный онкоген EWS/FLI1 type2, как правило, обнаруживается у 15%-30% пациентов, EWS/ERG - у 5-10% [Parija T. et al., 2005]. Возможно, указанные различия объясняются малой выборкой больных, либо генетическими особенностями данных опухолей у пациентов старше 20 лет. В связи с этим, влияние типа транслокации на течение заболевания не исследовалось. Тем не менее, согласно полученным данным, выявление специфических транслокаций при саркоме Юинга/ПНЭО с помощью Real-time ПЦР является надежным диагностическим методом, позволяющим подтвердить или установить диагноз, как минимум, в 80% случаев.

Проведенные исследования подтвердили, что современные молекулярно-биологические и иммуногистохимические методы исследования помогают провести дифференциальную диагностику опухолей семейства саркомы Юинга с другими злокачественными мелкокруглоклеточными опухолями костей и мягких тканей, имеющих сходное строения, при светооптической микроскопии которых могут возникнуть диагностические трудности. Установлено, что характер экспрессии ряда маркеров, участвующих в регуляции процессов пролиферации и апоптоза, обнаруживаемых в опухолевых клетках является прогностическим критерием в оценке клинического течения опухолей семейства саркомы Юинга.

Заключение

ВЫВОДЫ.

1. При патоморфологическом исследовании определены характерные структурные особенности опухолей семейства саркомы Юинга: рост опухоли в виде солидных полей из мелких, округлых мономорфных клеток с тонкодисперсным хроматином, придающим ядрам опухолевых клеток «матовый» вид, внутрицитоплазматический гликоген, обнаруживаемый при проведении PAS-реакции.

2. При иммуногистохимическом исследовании биомаркеры пролиферации Ki-67 и PCNA обнаружены во всех образцах опухолей семейства саркомы Юинга. Экспрессия проапотозного мутантного белка p53 и антиапоптозного митохондриального белка Bcl-2 характеризовалась меньшей частотой обнаружения и низким удельным количеством иммунопозитивных опухолевых клеток при достоверных различиях значений данных параметров, что свидетельствует о гетерогенности исследуемых опухолей по механизмам повреждения апоптоза.

3. У 85% пациентов с морфологически доказанным диагнозом саркомы Юинга характерным является обнаружение устойчивой транслокации EWS/FLI1 type1 [t (11; 22) (q24;q12)] между EWS-геном на хромосоме 22 и FLI1-геном на хромосоме 11, что приводит к синтезу химерной РНК и нарушению регулирования роста и дифференцировки клеток.

4. У пациентов с относительно благоприятным течением заболевания удельное количество позитивно окрашенных клеток и частота их обнаружения для биомаркера bax были достоверно выше, чем у пациентов с прогрессированием заболевания. Напротив, достоверно высокие значения удельного количества иммунопозитивных клеток и частоты их обнаружения в опухолях семейства саркомы Юинга для биомаркеров p53 и bcl-2 продемонстрировали прямые корреляционные связи с прогрессированием заболевания. Для прогнозирования течения опухолей семейства саркомы Юинга необходимо использовать иммуногистохимическое исследование экспрессии биомаркеров bax, p53 и bcl-2, дополненное определением удельного количества иммунопозитивных клеток.

5. Удельное количество иммунопозитивных клеток при проведении реакции с антителами к белкам S-100, синаптофизину и хромогранину А достоверно выше на 9,1%, 9,4% и 1,8% в группе больных старше 30 лет по сравнению с пациентами первой возрастной группы (от 20 до 30 лет). Экспрессия белка р53 в опухолях семейства саркомы Юинга у больных 1-ой возрастной группы обнаружена в 1,4 раза чаще, у мужчин - реже, чем у женщин. Белок bcl-2, выявлялся в 3,1 раза чаще у больных 2-ой возрастной группы и более чем в 3 раза чаще у мужчин.

6. При проведении дифференциального диагноза опухолей семейства саркомы Юинга с другими злокачественными мелкокруглоклеточными опухолями костей и мягких тканей (нейробластомой, рабдомиосаркомой, неходжкинской лимфомой) дифференциально-диагностическими критериями являются одновременное выявление иммуногистохимических биомаркеров CD99 и виментина (в 100% случаев), нейронспецифической енолазы (в 70,4+4,8% случаев), S-100 (74,9+14,4%) и синаптофизина (65,7+13,8%), а также обнаружение устойчивой транслокации EWS/FLI1 type1, или EWS/FLI1 type2 при проведении полимеразной цепной реакции.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Патоморфологическое исследование при злокачественных мелкокруглоклеточных опухолях костей и мягких тканей следует дополнять современными диагностическими методами - молекулярно-биологическим и иммуногистохимическим с количественной обработкой полученных результатов, что позволит существенно улучшить дифференциальную диагностику опухолей семейства саркомы Юинга с другими мелкокруглоклеточными саркомами (рабдомиосаркомой, нейробластомой, круглоклеточной липосаркомой, мезенхимальной хондросаркомой и др.).

2. При оценке прогнозировании течения опухолей семейства саркомы Юинга следует учитывать возраст, пол, удельное количество иммунопозитивных опухолевых клеток при исследовании ряда иммуногистохимических биомаркеров (Bax, S-100, Хромогранин А, p53 и Bcl-2).

3. Выявление специфических транслокаций EWS/FLI1 type1, или EWS/FLI1 type2 с помощью полимеразной цепной реакции в режиме реального времени является надежным диагностическим методом, позволяющим подтвердить или установить диагноз опухолей семейства саркомы Юинга.

Литература

1. Буланов Д.В. Мелкокруглоклеточные опухоли костей и мягких тканей (Саркома Юинга/PNET), основные критерии морфологической и дифференциальной диагностики. / Буланов Д.В., Булычева И.В., Махсон А.Н.// Актуальные проблемы костной патологии у детей и взрослых: Материалы научно-практической конференции с международным участием ФГУ «Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Приорова Росмедтехнологий». - Москва. - 2008. - С.48-50.

2. Буланов Д.В. Мелкокруглоклеточные опухоли костей и мягких тканей. /Буланов Д.В., Булычева И.В., Махсон А.Н.//Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины: Материалы 66-й открытой научно-практической конференции молодых учёных и студентов с международным участием. - Волгоград. - 2008. -С.198-199.

3. Буланов Д.В. Опухоли костей и мягких тканей группы PNET/Саркомы Юинга, основные критерии морфологической и дифференциальной диагностики. / Буланов Д.В. // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. - Курск. - 2009. - №1. - С.107-109.

4. Буланов Д.В. Изучение прогностической значимости маркеров клеточной пролиферации и апоптоза в опухолях группы саркомы Юинга/PNET. / Буланов Д.В. // Аспирантский вестник Поволжья. - Самара. - №3-4 - 2009. - С.83-87.

5. Буланов Д.В. Злокачественные мелкокруглоклеточные опухоли костей и мягких тканей группы PNET/саркомы Юинга, основные критерии морфологической и дифференциальной диагностики. / Буланов Д.В. // Медицинские науки - Москва - 2009. - №2. - С.27-29.

6. Буланов Д.В. Примитивная нейроэктодермальная опухоль (PNET/саркома Юинга), основные критерии морфологической и дифференциальной диагностики. / Буланов Д.В. // Современные проблемы общей и частной патологической анатомии: Материалы Всероссийской научной конференции посвященной 150-летию кафедры патологической анатомии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова. - Санкт-Петербург - 2009. - С.21-23.

7. Буланов Д.В. Прогностическая значимость иммуногистохимических маркеров саркомы Юинга. / Буланов Д.В., Махсон А.Н. // Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины: Материалы 67-й открытой научно-практической конференции молодых учёных и студентов с международным участием. - Волгоград. - 2009. - С.218.

8. Буланов Д.В. Иммуногистохимическая характеристика и критерии прогноза саркомы Юинга/PNET. / Буланов Д.В., Махсон А.Н. // Российский онкологический журнал. - Москва. - №1 - 2010. - С.17-19.

9. Буланов Д.В. Патологическая анатомия и молекулярно-генетическая характеристика саркомы Юинга. / Буланов Д.В., Романов И.Ю., Антошкин О.Н. // Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины. Материалы 68-й открытой научно-практической конференции молодых ученых и студентов с международным участием, посвященной 75-летию ВолгГМУ. - Волгоград. - 2010. - С.213-215.

10. Буланов Д.В. Прогностическая и дифференциально-диагностическая значимость иммуногистохимических и молекулярно-биологических свойств опухолей семейства саркомы Юинга. / Буланов Д.В., Смирнов А.В. // Врач-аспирант. - Воронеж. - №1.3 (44) - 2011. - С.349-355.

11. Буланов Д.В. Иммуногистохимические и молекулярно-биологические характеристики опухолей семейства саркомы Юинга. / Буланов Д.В., Смирнов А.В., Загребин В.Л. // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. - Волгоград. - Выпуск 1 (37) - 2011. - С.76-80.

Размещено на Allbest.ru