孫浩然,李 霄,李 濤,化宏金,范欽和,劉 沖
WHO(2017)血液與淋巴造血組織腫瘤分類將朗格漢斯組織細(xì)胞增生癥(Langerhans cell histiocytosis, LCH)歸為抗原呈遞細(xì)胞所發(fā)生的具有腫瘤屬性的罕見病變,其主要的病理學(xué)特征是LCH細(xì)胞伴有咖啡豆樣細(xì)胞核以及電鏡下細(xì)胞質(zhì)中存在特征性的Birbeck顆粒,表達(dá)CD1a、Langerin、S-100等免疫組化標(biāo)記[1]。該病具有浸潤與破壞周圍組織的特點(diǎn),任何器官均可受累,臨床表現(xiàn)從單一器官到全身性多器官或系統(tǒng)性累及,以骨骼和皮膚多見[2]。部分病例具有自愈現(xiàn)象,但仍有一些難治性病例具有不良的預(yù)后。典型的病變結(jié)合形態(tài)學(xué)和免疫組化標(biāo)記易于診斷,但相對于活檢小標(biāo)本,診斷仍具有挑戰(zhàn)性。近年有文獻(xiàn)報道LCH在發(fā)生、發(fā)展中存在MAPK/ERK通路基因突變的現(xiàn)象[3-5],該通路激活下游效應(yīng)蛋白Cyclin D1的表達(dá),進(jìn)而調(diào)控腫瘤的增殖行為。臨床外檢中大部分骨標(biāo)本均需要經(jīng)過脫鈣處理而導(dǎo)致核酸破壞,以至于不能進(jìn)行分子病理檢測。因此,本文采用免疫組化法檢測Cyclin D1以及主要的通路相關(guān)蛋白(BRAF、p-ERK)在骨LCH中的表達(dá),著重探討LCH中Cyclin D1表達(dá)及臨床意義。
1.1 臨床資料收集2014年1月~2018年12月江蘇省人民醫(yī)院/南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院病理學(xué)部診斷的骨原發(fā)性LCH標(biāo)本,剔除無法獲得完整資料的病例(包括白片或蠟塊以及隨訪信息),合計21例入組,所有病例由高年資病理醫(yī)師重新閱片。篩選28例伴有朗格漢斯細(xì)胞局限性增生的標(biāo)本作為對照組,包括朗格漢斯細(xì)胞微膿腫8例、皮膚苔蘚樣病變16例、皮膚色素沉積癥4例。
1.2 方法(1)標(biāo)本均經(jīng)10%中性緩沖福爾馬林充分固定,5%~10%稀硝酸脫鈣,每間隔1 h觀察脫鈣效果,當(dāng)針刺穿透骨組織后停止脫鈣,流水去酸不少于6 h。標(biāo)本經(jīng)全自動脫水機(jī)處理,石蠟包埋,3 μm厚切片,常規(guī)HE染色,中性樹膠封固。(2)免疫組化采用EnVision兩步法染色,并設(shè)立陰陽性對照,所用一抗包括CD1a(O10)、S-100(4C4.9)、Langerin(CD207)、Ki-67(MIB)、Cyclin D1(SP4)、BRAF(VE1)、p-ERK(E-4)等,具體操作步驟嚴(yán)格按試劑盒說明書進(jìn)行。Cyclin D1陽性標(biāo)準(zhǔn):>5%的LCH細(xì)胞核表達(dá);p-ERK陽性標(biāo)準(zhǔn):>5%的LCH細(xì)胞質(zhì)表達(dá);BRAF陽性標(biāo)準(zhǔn):>20%的LCH細(xì)胞質(zhì)表達(dá)[6-7]。
1.3 統(tǒng)計學(xué)分析采用SPSS 25.0(IBM Corp)軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。LCH組與對照組中Cyclin D1陽性率的差異采用χ2檢驗(yàn)。Cyclin D1、BRAF、p-ERK表達(dá)的相關(guān)性分析采用Spearman相關(guān)分析。不良預(yù)后事件分析采用ROC曲線法,計算陰影下面積AUC值,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 臨床特征21例骨原發(fā)性LCH中男性15例,女性6例;發(fā)病年齡1~50歲,中位年齡27歲;發(fā)病部位:頭面骨8例、肋骨4例、盆骨4例、股骨2例、鎖骨2例、脊柱1例;單發(fā)17例,多發(fā)4例。
2.2 病理特征骨原發(fā)性LCH主要的形態(tài)學(xué)特征是邊界不清,破壞骨質(zhì);LCH細(xì)胞呈圓形或卵圓形,有時可見馬蹄形、花環(huán)狀或多核巨細(xì)胞;細(xì)胞膜多不清晰,細(xì)胞核偏位,可見核切跡或核溝,部分呈咖啡豆樣,核仁和核分裂象可見,且數(shù)量不等,有些病例可以出現(xiàn)假包涵體樣結(jié)構(gòu);背景可見血湖、多量小淋巴細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞浸潤,部分病例出現(xiàn)顯著的纖維化,血管多為小靜脈(表1,圖1~3)。
2.3 免疫表型(1)LCH中通用的診斷抗體CD1a、Langerin、S-100的陽性率分別為100%、100%、95%。(2)LCH組與對照組中Cyclin D1陽性定位于細(xì)胞核(圖4),陽性率分別為100%和3.6%,χ2檢驗(yàn)顯示,Cyclin D1的陽性率在LCH組與對照組間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001),即Cyclin D1的表達(dá)在LCH組中顯著高于朗格漢斯細(xì)胞增生組。
表1 骨原發(fā)性朗格漢斯組織細(xì)胞增生癥病理特征(n=21)
2.4 LCH中Cyclin D1、BRAF、p-ERK表達(dá)的相關(guān)性BRAF(圖5)、p-ERK(圖6)陽性定位于細(xì)胞質(zhì),陽性率分別為57%、76%。Spearman相關(guān)分析顯示,Cyclin D1與BRAF、p-ERK的表達(dá)均無相關(guān)性,BRAF、p-ERK的表達(dá)亦無相關(guān)性(P>0.05)。
①②③④⑤⑥
2.5 預(yù)后及隨訪21例骨原發(fā)性LCH均獲得隨訪資料,隨訪時間15~60個月,無患者死亡。有4例出現(xiàn)系統(tǒng)性多發(fā),其中2例在初次發(fā)病后分別于13個月和23個月出現(xiàn)復(fù)發(fā),2例未出現(xiàn)復(fù)發(fā)。以系統(tǒng)性多發(fā)(包含復(fù)發(fā))作為患者預(yù)后不良事件,同時為了便于重新界定表達(dá)閾值與不良預(yù)后事件之間的關(guān)系,所有免疫組化標(biāo)記按照陽性細(xì)胞數(shù)百分比重新計數(shù)。ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)核分裂象數(shù)、Ki-67、Cyclin D1、p-ERK的不同表達(dá)值對提示不良預(yù)后有參考價值(AUC>0.5,P<0.05),而BRAF參考價值較小(AUC<0.5,P<0.05,表2);核仁、假包涵體、纖維化、多核巨細(xì)胞等與不良預(yù)后之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
表2 ROC曲線分析朗格漢斯組織細(xì)胞增生癥患者預(yù)后
LCH可發(fā)生于各年齡段,以骨組織受累的影響最嚴(yán)重。外檢中通常利用CD1a、Langerin、S-100等標(biāo)記進(jìn)行輔助診斷,但是人體內(nèi)正常的朗格漢斯細(xì)胞以及朗格漢斯細(xì)胞微膿腫、皮膚苔蘚樣病變、皮膚色素沉積癥等病變組織內(nèi)也會出現(xiàn)上述標(biāo)志物的表達(dá)。此外,某些穿刺活檢組織中LCH細(xì)胞數(shù)較少和(或)伴大量的淋巴細(xì)胞浸潤的情況時有出現(xiàn),給明確診斷帶來巨大挑戰(zhàn),迫切需要更為有效的輔助診斷手段。Chatterjee等[6]采用免疫組化標(biāo)記比較了p53、Cyclin D1在LCH和反應(yīng)性朗格漢斯細(xì)胞增生中的表達(dá),研究發(fā)現(xiàn)p53和Cyclin D1可以用于兩者的鑒別,尤其以Cyclin D1特異性更高。該研究結(jié)論得到了本實(shí)驗(yàn)和其他學(xué)者[7-8]的證實(shí),即Cyclin D1是鑒別LCH和反應(yīng)性朗格漢細(xì)胞增生的有效標(biāo)志物。
Cyclin D1的表達(dá)在惡性黑色素瘤、毛細(xì)胞白血病、甲狀腺癌、套細(xì)胞淋巴瘤等疾病中已經(jīng)得到充分的診斷應(yīng)用。其主要作用機(jī)制是Cyclin D1激活后與細(xì)胞周期依賴性激酶4/6(CDK4/6)結(jié)合形成二聚體,促進(jìn)細(xì)胞周期從G1→S期的轉(zhuǎn)變,是MAPK/ERK通路中最重要的下游靶點(diǎn)之一[7]。MAPK通路又稱絲裂原活化蛋白激酶通路,該通路激活后將調(diào)控信號從細(xì)胞表面?zhèn)鲗?dǎo)至細(xì)胞核內(nèi)部,參與細(xì)胞增殖、分化、癌變、轉(zhuǎn)移、凋亡等調(diào)控過程[9],研究證實(shí)該通路基因的激活對CCND1基因的轉(zhuǎn)錄和誘導(dǎo)是必要和充分的[10]。
最近研究發(fā)現(xiàn)部分LCH中存在MAPK/ERK通路基因的突變[2-5],其中40%~60%為BRAF V600E基因突變[3,5],其次20%~25%的病例出現(xiàn)MAP2K1基因突變[3-4]。此外,還發(fā)現(xiàn)了諸如NRAS、ARAF和ERBB3等多種基因的突變[6,11]。本組免疫組化標(biāo)記BRAF蛋白的陽性率為57%,與文獻(xiàn)報道的基因陽性率比較一致,另有研究發(fā)現(xiàn)甲狀腺乳頭狀癌、肺癌、惡性黑色素瘤中BRAF蛋白和基因表達(dá)具有較高的一致性[12-13],因此BRAF抗體可以作為一種補(bǔ)充手段,以彌補(bǔ)經(jīng)脫鈣骨組織標(biāo)本不能進(jìn)行分子病理檢測的難題。研究表明BRAF V600E基因突變可以激活MAKP/ERK通路下游Cyclin D1效應(yīng)蛋白,這條通路也是人類惡性腫瘤的主要驅(qū)動環(huán)節(jié)之一[14]。BRAF V600E基因與MAP2K1基因還具有互斥性[6],但本實(shí)驗(yàn)中Cyclin D1與BRAF、p-ERK的表達(dá)均無相關(guān)性,推測磷酸化的ERK蛋白缺少足夠的穩(wěn)定性,或者參與調(diào)控Cyclin D1效應(yīng)蛋白的通路可能還接受其他的通路調(diào)控導(dǎo)致MAPK/ERK途徑中上游信號基因的突變通過替代途徑激活終點(diǎn)效應(yīng)蛋白Cyclin D1[9]:如有相關(guān)研究表明LCH中存在MDM2過表達(dá)現(xiàn)象,并通過MDM2對p53及RB蛋白結(jié)合使其失活,進(jìn)而影響細(xì)胞周期,導(dǎo)致細(xì)胞生長失控[8]。此外,AKT通路在Cyclin D1的調(diào)控上也起重要作用[15]。盡管存在不同的分子調(diào)控通路,但最終的效應(yīng)蛋白均為Cyclin D1;提示LCH中Cyclin D1的表達(dá)對鑒別LCH和反應(yīng)性朗格漢斯細(xì)胞增生的作用是明確的[6-7],MAPK/ERK通路基因的激活也為MAPK抑制劑治療該病提供了理論依據(jù)[11]。
影響LCH的預(yù)后與受累組織或器官的數(shù)量有關(guān)。該病系統(tǒng)性多發(fā)(含復(fù)發(fā))作為不良預(yù)后事件,ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)核分裂象>3.5個/2 mm2、Ki-67增殖指數(shù)>28%、Cyclin D1>85%、p-ERK表達(dá)>52.5%均提示患者預(yù)后不良(AUC>0.5,P<0.05)。
綜上所述,Cyclin D1對鑒別骨原發(fā)性LCH與反應(yīng)性朗格漢斯細(xì)胞增生是一個有效的生物學(xué)標(biāo)志物,并能夠提示患者預(yù)后不良,其彌漫一致的表達(dá)可能與MAPE/ERK通路激活有關(guān),但具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步分析。