曹 宸,余思菲,郭雪雪,周宇濤,李春煒,陳合新
(中山大學(xué)1.附屬第一醫(yī)院耳鼻咽喉醫(yī)院;2.中山醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室,廣東 廣州 510080)
鼻乳頭狀瘤是鼻腔鼻竇最常見的上皮組織性良性腫瘤,其中,鼻內(nèi)翻性乳頭狀瘤(nasal inverted papilloma,NIP)約占乳頭狀瘤的70%,約占全部鼻腔鼻竇腫瘤的0.5%~4.0%[1];人群中,鼻內(nèi)翻性乳頭狀瘤的患病率為0.2/105至0.6/105,男女比例約為3∶1~5∶1[2]。內(nèi)翻性乳頭腫瘤(inverted papilloma,IP)多發(fā)于鼻腔外側(cè)壁和鼻中隔,主要侵犯上頜竇和篩竇,癥狀表現(xiàn)為鼻塞,流黏膿涕時帶血,伴有頭痛和嗅覺異常;其主要的臨床特征為:復(fù)發(fā)傾向(20%~47%)[3],破壞周圍解剖結(jié)構(gòu),與惡變相關(guān)(惡變率約為6%~13%)[1-4]。目前,NIP的具體致病機(jī)制及主要影響因素暫不明確,有學(xué)者提出腫瘤組織的慢性炎癥在該病發(fā)生發(fā)展過程中參與重要作用,局部上皮改變與腫瘤復(fù)發(fā)有關(guān)[5]。因此,本研究擬通過對腫瘤組織局部炎癥細(xì)胞浸潤類型及程度進(jìn)行分析,探討NIP的臨床病理學(xué)特征與局部炎癥細(xì)胞表達(dá)相關(guān)性,為NIP發(fā)病機(jī)制中的慢性炎癥假說提供新的理論依據(jù)。
本實驗收集2016年6月至2018年6月在中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科住院的接受腫瘤切除術(shù)的50例NIP患者腫瘤組織;并收集接受單純鼻中隔偏曲矯正手術(shù)的20例患者鼻腔鼻竇粘膜作為正常對照組。NIP患者均接受鼻竇CT與鼻內(nèi)鏡檢查,并根據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)行Krouse分級。其余臨床指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)包括:①吸煙:患者術(shù)前一年內(nèi)仍有吸煙行為,每日吸煙20根煙及以上;②復(fù)發(fā):患者入院前接受鼻部腫物切除手術(shù),術(shù)后病理診斷為內(nèi)翻性乳頭狀瘤;③伴發(fā)息肉:腫物切除術(shù)后病理診斷存在息肉樣變。④Krouse分級:Ⅰ級:腫物局限于鼻腔內(nèi);Ⅱ級:腫瘤局限于篩竇、上頜竇內(nèi)側(cè)壁和中鼻道;Ⅲ級:腫瘤侵犯范圍至上頜竇外側(cè)壁和下壁并侵犯蝶竇、額竇;Ⅳ級:包括鼻腔鼻竇外侵犯或腫瘤惡變。 本研究已通過院倫理委員會批準(zhǔn),病例組與正常對照組均已簽署知情同意書。
中性樹脂(懿洋,上海)、組織固定液(鼎國昌盛,北京)、檸檬酸抗原修復(fù)液(鼎國昌盛,北京)、蘇木素伊紅染色試劑盒(索萊寶,北京)、蘇木素染色液(索萊寶,北京)、Anti-Neutrophil Elastase antibody(Abcam,美國)、Anti-CD68 antibody(Abcam,美國)、Anti-CD4 antibody(Abcam,美國)、CD8α(C8/144B)(CST,美國)、APC/Cy7 anti-human CD3(biolegend,美國)、PerCP/Cy5.5 anti-human CD4(biolegend,美國)、FITC anti-human CD8(biolegend,美國)、APC anti-human IFN-γ(biolegend,美國)、過氧化物酶/DAB 兔/小鼠(DAKO,丹麥)、膠原酶Ⅰ(Sigma-Aldrich,美國)、DNA酶Ⅰ(Takara,日本)、淋巴細(xì)胞分離液(浩陽生物,天津)、細(xì)胞破膜固定試劑盒(BD,美國)、流式刺激劑與阻斷劑(Gibco,美國)、光學(xué)顯微鏡(Leica-SFL4000,德國)流式分析儀(Beckman Coulter-CytoFLEX,美國)、液相芯片分析系統(tǒng)(Luminex magpix,RD,美國)、多因子檢測試劑盒(Human luminex screening assay,RD,美國)。
HE染色:嗜酸性粒細(xì)胞觀察與計數(shù)采用HE染色法。染色方法:取腫瘤或鉤突粘膜組織于多聚甲醛中固定24 h后,脫水蠟塊包埋后連續(xù)切片,片厚5 μm。65°C烘片30 min;二甲苯脫蠟10 min;100%、95%、85%、75%乙醇各浸洗1 min;HE染色3 min;鹽酸乙醇分化30 s;2%稀氨水返藍(lán)30 s;伊紅染色3 min;階梯濃度乙醇浸洗脫水1 min;二甲苯10 min;中性樹脂封片。在400倍視野下觀察組織切片中嗜酸性粒細(xì)胞呈圓形,胞質(zhì)內(nèi)有均勻分布的嗜酸性顆粒,細(xì)胞核主要表現(xiàn)為雙葉核或多個圓核,隨機(jī)選取5個不同視野,計算陽性細(xì)胞平均數(shù)。
免疫組化染色:嗜中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、CD4+T淋巴細(xì)胞、CD8+T淋巴細(xì)胞均通過免疫組化染色進(jìn)行細(xì)胞計數(shù)與觀察。染色方法:取腫瘤或鉤突粘膜組織于多聚甲醛中固定24 h后,脫水蠟塊包埋后連續(xù)切片,片厚5 μm。第1天,65°C烘片30 min;二甲苯脫蠟10 min;100%、95%、85%、75%乙醇各浸洗1 min;檸檬酸鈉高壓熱修復(fù)15 min;100 mL/L羊血清封閉抗原0.5 h;一抗過夜;第2天,二抗孵育0.5 h后,DAB顯色5 min;蘇木素復(fù)染30 s;階梯濃度乙醇脫水1 min、二甲苯脫水10 min;中性樹脂封片后鏡下觀察。在400倍鏡視野下,隨機(jī)選取5個不同視野,計算陽性細(xì)胞平均數(shù)。
組織單核細(xì)胞分離:剪碎新鮮腫瘤或鉤突粘膜組織至1~2 mm,于膠原酶Ⅰ、DNA酶Ⅰ中37°C孵育40 min;消化組織混合液過100 μm濾網(wǎng)得細(xì)胞混合液;往淋巴細(xì)胞分離液上層緩慢加入細(xì)胞混合液,500×g,5 min離心,取中間單核細(xì)胞層;PBS清洗離心,得到組織分離單核細(xì)胞。
流式細(xì)胞染色:細(xì)胞表面染色:取組織單核細(xì)胞PBS重懸,4°C避光孵育流式表面抗體30 min;PBS清洗離心,調(diào)整細(xì)胞數(shù)至106/mL,上機(jī)檢測。胞內(nèi)因子染色:取組織單核細(xì)胞PBS重懸,加入流式細(xì)胞刺激劑與阻斷劑37°C,體積分?jǐn)?shù)為5%CO2條件下孵育6 h;PBS清洗離心重懸后進(jìn)行細(xì)胞表面染色;PBS清洗離心后進(jìn)行細(xì)胞破膜固定;4°C避光孵育流式胞內(nèi)因子抗體30 min;PBS清洗離心,調(diào)整細(xì)胞數(shù)至106/mL,上機(jī)檢測。
IFN-γ蛋白表達(dá)水平:新鮮腫瘤組織與正常對照組織4°C勻漿,離心后收取上清液。按多因子蛋白檢測試劑盒Human luminex screening assay(RD,USA)說明進(jìn)行分步驟加樣;上機(jī),利用液相芯片分析系統(tǒng)(Luminex magpix,RD,美國)檢測勻漿液中IFN-γ表達(dá)水平變化。
所有數(shù)據(jù)均使用SPSS 18.0軟件進(jìn)行分析處理。病例組與對照組兩組之間炎癥細(xì)胞及IFN-γ表達(dá)差異用曼-惠特尼U檢驗分析;NIP病例組內(nèi)Krouse分級與腫瘤復(fù)發(fā)特性相關(guān)性分析用卡方檢驗分析;不同程度臨床病理特征之間炎癥細(xì)胞浸潤數(shù)差異性分析用曼-惠特尼U檢驗。雙側(cè)檢驗,取α=0.05,P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
基線資料:通過耳鼻喉住院部收集NIP患者50例、正常對照組20例。NIP患者中,男41例,女9例;平均年齡 52(95%CI,41-60.5)歲;吸煙患者∶不吸煙患者=23∶27;初發(fā)患者31例,復(fù)發(fā)2次及以內(nèi)患者13例,復(fù)發(fā)2次以上患者6例。正常對照組中,男15例,女5例;平均年齡30.5(95%CI,26-39)歲,吸煙患者:不吸煙患者=17∶3;所有對照組均為初次入院。
鼻內(nèi)鏡檢查50例NIP患者中,45例表現(xiàn)為單側(cè)腫塊,5例表現(xiàn)為雙側(cè),腫物表面均呈現(xiàn)粗糙不光滑樣改變;40例鼻腔粘膜可見水腫與大量粘液膿性分泌物,5例有粘液血性分泌物,余病例未見明顯鼻腔鼻竇分泌物。根據(jù)Koruse評分,術(shù)前鼻竇CT檢查提示,30例患者主要表現(xiàn)為KrouseⅡ級(篩竇、上頜竇內(nèi)側(cè)壁和中鼻道受累);14例患者主要表現(xiàn)為KrouseⅢ級(上頜竇外側(cè)壁和下壁并侵犯蝶竇、額竇);僅少數(shù)病例表現(xiàn)為KrouseⅠ級或KrouseⅣ級。術(shù)后病理檢查提示,16例患者伴同側(cè)息肉,1例患者伴發(fā)對側(cè)息肉生;所有NIP患者均伴有同側(cè)或雙側(cè)慢性鼻竇炎。
對50例NIP病例組與20例正常對照組組織切片進(jìn)行HE染色與免疫組化染色與分析,可見NIP腫瘤組織局部可見明顯炎癥細(xì)胞浸潤。HE染色提示:NIP患者表現(xiàn)為上皮組織高度增生伴不同程度鱗狀化生,上皮下間質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密,存在不同程度炎癥表現(xiàn)。
運用曼-惠特尼U檢驗分析每高倍視野下(400倍)炎癥細(xì)胞浸潤數(shù)提示:相對于正常粘膜對照組,NIP組嗜酸性粒細(xì)胞(P<0.001)、嗜中性粒細(xì)胞(P <0.001)、巨噬細(xì)胞(CD68+;P <0.001)、TH細(xì)胞(CD4+T淋巴細(xì)胞;P=0.005)數(shù)量均明顯增多,差異有統(tǒng)計學(xué)意義,TC細(xì)胞(CD8+T淋巴細(xì)胞;P=0.990)未見明顯差異性表現(xiàn)。NIP中,嗜中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞與巨噬細(xì)胞主要聚集于增厚上皮內(nèi)與上皮下間質(zhì)近基底膜處;TH細(xì)胞與TC細(xì)胞主要浸潤于遠(yuǎn)離上皮間質(zhì)區(qū)域,呈大面積散在分布或不規(guī)則團(tuán)塊狀聚集(圖1),主要炎癥細(xì)胞浸潤數(shù)據(jù)見表1。
50例NIP組織與20例正常對照組織進(jìn)行局部淋巴細(xì)胞流式細(xì)胞學(xué)分析提示,相對于正常對照組,NIP組表現(xiàn)為CD4+T淋巴細(xì)胞比例升高,CD8+T淋巴細(xì)胞比例下降,CD4+T細(xì)胞/CD8+T細(xì)胞比值1.81,明顯高于正常對照組CD4+T細(xì)胞/CD8+T細(xì)胞比值0.63(圖2)。
運用曼-惠特尼U檢驗比較NIP病例組與正常對照組內(nèi)CD4+IFN-γ+T淋巴細(xì)胞(TH1細(xì)胞)與CD8+IFN-γ+T淋巴細(xì)胞(TC1細(xì)胞)表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)TH1細(xì)胞相對于正常對照組存在高表達(dá),差異有統(tǒng)計學(xué)意義;TC1細(xì)胞相對于正常對照組未見明顯表達(dá)差異(圖3),流式細(xì)胞檢測局部T淋巴細(xì)胞數(shù)據(jù)見表2。
表1 NIP與正常對照組組織局部炎癥細(xì)胞浸潤程度組化分析Table 1 The Analysis of Immunohistochemical Cell Intensity in NIP and Controls
圖2 NIP組與正常對照組織中T淋巴細(xì)胞表達(dá)情況及所占比例流式結(jié)果分析Fig.2 Expression and percentages of different T cells in nip and control samples by flow cytometry
圖3 NIP組與正常對照組中胞內(nèi)因子IFN-γ表達(dá)情況流式結(jié)果分析Fig.3 The cellular source of IFN-γ in NIP and control samples by flow cytometry
表2 NIP與正常對照組組織局部T淋巴細(xì)胞浸潤程度分析Table 2 The analysis of T cells in NIP and controls
圖4 NIP組與正常對照組組織中IFN-γ蛋白水平表達(dá)情況及NIP組內(nèi)復(fù)發(fā)組與非復(fù)發(fā)組中IFN-γ蛋白水平表達(dá)情況Fig.4 Expression of IFN-γ protein level in NIP and control samples,recurrence and non-recurrence in NIP
取30例NIP組與16例正常對照組組織勻漿液,用luminex magpix檢測勻漿液內(nèi)IFN-γ表達(dá)水平提示,NIP組相對于正常對照組,IFN-γ呈現(xiàn)明顯高表達(dá);且NIP組內(nèi)初發(fā)組相對于復(fù)發(fā)組,IFN-γ表達(dá)呈現(xiàn)明顯高表達(dá),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(圖4)。
在不同程度NIP臨床病理特征(吸煙、伴發(fā)息肉、Krouse分級等)間比較腫瘤組織局部炎癥細(xì)胞(嗜中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、TH1細(xì)胞、TC1細(xì)胞)浸潤程度,未發(fā)現(xiàn)明顯差異性。
NIP組內(nèi)Krouse分級與腫瘤復(fù)發(fā)特性相關(guān)性分析,未見明顯相關(guān)性(χ2=1.438,P=0.230)。
NIP屬于良性上皮來源性腫瘤,被覆為分化良好的柱狀上皮或纖毛呼吸上皮,并伴有鱗狀上皮化生;上皮不同程度向腫瘤基質(zhì)層內(nèi)翻性生長,同時保持基底膜完整[6]。NIP的發(fā)生發(fā)展過程受到諸多因素影響,主要包括:人乳頭狀瘤病毒感染、EB病毒感染、慢性炎癥、吸煙飲酒等不良飲食習(xí)慣、環(huán)境污染等,目前該病主要致病原因及其發(fā)生發(fā)展機(jī)制暫不明確[7]。
國外學(xué)者通過對NIP與鼻竇局部炎癥關(guān)系研究認(rèn)為慢性炎癥是NIP發(fā)生發(fā)展的重要影響因素[8-9]。國內(nèi)外學(xué)者Suh、房高麗等學(xué)者發(fā)現(xiàn)NIP一般起源部位為鼻腔鼻竇慢性炎癥常見發(fā)生部位,且鼻息肉與NIP常發(fā)生于相同部位,較少起源于鼻中隔或下鼻甲,普通鼻竇CT往往難以明確區(qū)分炎性鼻息肉與瘤體組織[9-11]。Yoon等[12]學(xué)者通過對96例NIP患者術(shù)后病理分析發(fā)現(xiàn),21.9%腫瘤伴有同側(cè)鼻息肉,且均伴有慢性鼻竇炎。在該病上皮與上皮下微結(jié)構(gòu)研究中,Zhao[5]、Roh等[13]學(xué)者發(fā)現(xiàn)腫瘤局部有大量炎癥細(xì)胞浸潤,主要浸潤細(xì)胞類型為中性粒細(xì)胞,且相對于鼻外翻型乳頭狀瘤與鼻嗜酸性乳頭狀瘤,NIP炎癥細(xì)胞浸潤更為明顯,局部慢性炎癥浸潤也為后續(xù)HPV病毒感染創(chuàng)造了有利局部微環(huán)境。有學(xué)者在研究內(nèi)翻性乳頭狀瘤復(fù)發(fā)相關(guān)因素中發(fā)現(xiàn)90%NIP附著處骨質(zhì)存在不同程度的骨炎與病理性骨重塑,鼻腔鼻竇慢性炎癥有助于腫瘤附近骨質(zhì)破壞,從而加速腫瘤對周圍組織結(jié)構(gòu)的入侵[14]。
本研究通過對NIP組織進(jìn)行染色分析,發(fā)現(xiàn)相對于正常對照組,嗜中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及淋巴細(xì)胞均有明顯高表達(dá)。該研究結(jié)果與之前Zhao等[5]學(xué)者在NIP中觀察結(jié)論一致。然而,本研究對炎癥細(xì)胞在腫瘤組織局部分布特征進(jìn)行分析時發(fā)現(xiàn),腫瘤組織不同區(qū)域主要浸潤細(xì)胞類型不一致:上皮及上皮下近基底膜基質(zhì)區(qū)域(遠(yuǎn)腫瘤根部區(qū)域)主要表現(xiàn)為嗜中性粒細(xì)胞浸潤;遠(yuǎn)基底膜基質(zhì)區(qū)域(近腫瘤根部區(qū)域)主要表現(xiàn)為淋巴細(xì)胞團(tuán)塊狀浸潤。該現(xiàn)象產(chǎn)生原因暫時不明,但提示NIP在不同發(fā)生發(fā)展階段主要參與炎癥反應(yīng)類型不同。
本研究對NIP腫瘤組織內(nèi)單核細(xì)胞進(jìn)行流式染色分析,發(fā)現(xiàn)主要浸潤淋巴細(xì)胞類型為CD4+T淋巴細(xì)胞(TH細(xì)胞)及CD8+T淋巴細(xì)胞(TC細(xì)胞)。在腫瘤組織中,最主要淋巴細(xì)胞類型為TH細(xì)胞,而在正常對照組中,最主要淋巴細(xì)胞類型為TC細(xì)胞。進(jìn)一步對組織局部淋巴細(xì)胞分泌因子分析,發(fā)現(xiàn)TH細(xì)胞與TC細(xì)胞均可分泌γ-干擾素(IFN-γ),在NIP中,TH細(xì)胞為最主要IFN-γ因子細(xì)胞來源,且相對于正常對照組,TH1細(xì)胞(CD4+IFN-γ+T淋巴細(xì)胞)呈現(xiàn)明顯高表達(dá),而TC1細(xì)胞(CD8+IFN-γ+T淋巴細(xì)胞)未見明顯變化。TH1淋巴細(xì)胞數(shù)目增多或功能亢進(jìn)可導(dǎo)致局部炎癥的慢性遷移及病理性損傷;IFN-γ高表達(dá)可活化巨噬細(xì)胞增強(qiáng)其吞噬病原體功能,同時可促進(jìn)初始CD4+T細(xì)胞向TH1細(xì)胞分化,從而導(dǎo)致慢性炎癥的持續(xù)進(jìn)行[15]。TC1細(xì)胞主要作用在于清除細(xì)胞內(nèi)病原體,TC1細(xì)胞通過釋放顆粒酶、穿孔素等細(xì)胞毒性分子進(jìn)入免疫突觸,通過分泌IFN-γ、TNF-α等細(xì)胞因子殺死攜帶靶抗原的的細(xì)胞,從而加速對胞內(nèi)病原體的先天性與適應(yīng)性免疫反應(yīng)[16]。腫瘤組織內(nèi)TC1細(xì)胞相對于正常對照組未存在顯著高表達(dá),提示NIP組織局部以細(xì)胞毒性T細(xì)胞介導(dǎo)的粘膜炎癥不是主要的炎癥反應(yīng)。
針對慢性炎癥在NIP發(fā)生發(fā)展過程中參與的作用,目前主要有“炎癥微環(huán)境”與“腫瘤占位”兩類假說[9]。在“炎癥微環(huán)境”理論中,慢性炎癥微環(huán)境為組織內(nèi)病毒感染與復(fù)制或微生物的入侵創(chuàng)造了有利的生存條件,病毒或微生物致癌基因的表達(dá)與炎癥因子的分泌可參與異常腫瘤形成過程;“腫瘤占位”理論中,單側(cè)的腫瘤占位性阻塞可導(dǎo)致鼻腔鼻竇引流不暢引起同側(cè)粘膜炎癥,產(chǎn)生的炎癥介質(zhì)同時作用于雙側(cè)鼻腔鼻竇,從而引起雙側(cè)慢性鼻竇炎的發(fā)生,該現(xiàn)象與本研究中單側(cè)NIP患者往往伴有雙側(cè)鼻腔鼻竇炎癥現(xiàn)象一致。
本研究也對NIP患者臨床特征與組織病理學(xué)變化之間關(guān)系進(jìn)行了分析探討。NIP具有明顯復(fù)發(fā)特性,以往研究報道復(fù)發(fā)率可達(dá)29.2%~62%[17-18]。本研究中,復(fù)發(fā)患者占38%,初發(fā)患者占62%。后期對局部組織勻漿上清液中IFN-γ蛋白表達(dá)水平進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn),NIP組相對于正常對照組呈現(xiàn)明顯高表達(dá),NIP組內(nèi)初發(fā)組相對于復(fù)發(fā)組呈現(xiàn)明顯高表達(dá),提示NIP的發(fā)生機(jī)制可能與局部IFN-γ表達(dá)有關(guān),IFN-γ低表達(dá)可能與腫瘤復(fù)發(fā)特性有關(guān)。然而,其他臨床病理特征(吸煙、飲酒、伴發(fā)息肉、Krouse分級等)與鼻內(nèi)翻性乳頭狀瘤局部炎癥細(xì)胞浸潤程度無明顯相關(guān)性,且腫瘤占位性阻塞程度特征(Krouse分級)與腫瘤復(fù)發(fā)特性未見明顯相關(guān)性,該研究結(jié)果與之前新加坡學(xué)者Zhao等[5]研究結(jié)果相一致。鑒于本研究未收集復(fù)發(fā)患者初發(fā)標(biāo)本,復(fù)發(fā)與初發(fā)組織均來源于不同個體,因此不能完全排除局部慢性炎癥對該病其余臨床病理特性的影響。Krouse分級系統(tǒng)是一種常見額CT分期系統(tǒng),主要為臨床醫(yī)生在手術(shù)路徑的選擇與預(yù)后治療提供相應(yīng)指導(dǎo)。本研究暫未發(fā)現(xiàn)局部炎癥細(xì)胞浸潤程度與Koruse分級之間有明顯相關(guān)性。
NIP致病原因及發(fā)生發(fā)展的具體機(jī)制仍不明確,本研究通過對腫瘤局部炎癥細(xì)胞浸潤程度與分布特征進(jìn)行分析,為NIP致病原因中慢性炎癥假說提供了一定的理論依據(jù)。然而,炎癥細(xì)胞及因子在NIP發(fā)生發(fā)展過程中參與的具體調(diào)控機(jī)制仍需擴(kuò)大樣本量進(jìn)行深入研究與探討。