杜 江,崔 云,蘇玉金,劉朝霞,徐作霖,熊志霞,李桂林
良性脊索腫瘤(benign notochordal cell tumour, BNCT)臨床比較少見,WHO(2013)骨及軟組織腫瘤中將其作為新分類腫瘤被收錄。BNCT和脊索瘤均被認為起源于脊索組織,兩者在影像學、組織學及免疫組化染色上均有重疊[1]。有文獻報道[2]兩種腫瘤可共存,也有觀點認為BNCT可以惡變?yōu)榧顾髁鯷3],是脊索瘤的前期病變[4]。目前,脊索瘤拷貝數的變化表現為染色體1、2、3、5、6、7、9、10、13、14、17、20、22的變化[5],但尚缺乏關于BNCT拷貝數變化的研究。OncoScan全基因組拷貝數分析可用于福爾馬林固定的石蠟包埋標本,其敏感性和特異性較高[6],可用于分析腫瘤組織的拷貝數變化。
1.1 標本收集2009年5月1日~2013年4月31日北京市神經外科研究所神經病理室診斷的1例BNCT,腫瘤復發(fā)2次,最終惡變?yōu)榻浀湫图顾髁觥T摶颊吣行裕?8歲,腫瘤位于鼻咽部、斜坡骨質和鞍區(qū)。第1次行近腫瘤完整切除,術后病理診斷為BNCT,5個月后復發(fā),行部分切除,術后病理仍診斷為BNCT。40個月后,患者再次復發(fā),術后病理診斷為經典型脊索瘤。標本均經10%中性福爾馬林固定,石蠟包埋,由兩位有經驗的病理醫(yī)師進行診斷。
1.2 方法
1.2.1免疫組化 免疫組化染色采用EnVision兩步法,pH 8.0 EDTA高壓鍋抗原修復。一抗采用單克隆抗體工作液[vimentin、CK(AE1/AE3)、CK8/18、EMA、p53、S-100蛋白和Ki-67核抗原]。一抗采用單克隆抗體Brachyury蛋白(稀釋比1 ∶500,Abcam公司,英國),所有工作液的試劑均購自Invitrogen公司(格蘭德艾蘭公司,美國),并應用SuperPicture 3rd Gen免疫組化檢測試劑盒。本實驗分別設立陰、陽性對照,陽性為細胞膜、細胞質、細胞核呈棕黃色顆粒;陰性為細胞膜、細胞質、細胞核未出現棕黃色顆粒。
1.2.2OncoScan拷貝數分析 基因組DNA的提取來自于4 μm厚的石蠟包埋組織切片,經病理組織學證實為腫瘤實質部分。DNA提?。翰捎肣iagen DNA石蠟包埋組織試劑盒(QIAamp DNA FFPE Tissue Kit, Qiagen, 56404)。用Qubit分光光度計和NANODROP分光光度計分別測定DNA的濃度和純度。DNA吸收比A260/A280在1.8~2.0之間,最小濃度為12 ng/μL,總質量為80 ng判定為合格樣本,每份樣本以80 ng腫瘤組織DNA進行分析,采用Mip探針,應用OncoScan檢測進行全基因組拷貝數分析。樣本分析過程依據Affymetrix使用說明書。檢測后生成的文件通過OncoScan Console軟件(Biodiscovery有限公司,加利福尼亞州,美國)和OncoScan Nexus Express軟件3.0版本(Biodiscovery有限公司,加利福尼亞州,美國)進行轉換和分析。
2.1 臨床及影像學特點患者男性,首次發(fā)病年齡38歲,臨床表現為頭痛5個月,隨后出現聽力下降2個月。MRI檢查示腫瘤大小5.7 cm×4.2 cm×6.6 cm,位于鼻咽部、斜坡骨質和鞍區(qū)。病灶表現為T1低信號(圖1A)和T2高信號,且有不規(guī)則增強。行內鏡下鞍區(qū)腫瘤切除術,近完整切除,鼻竇內有少量殘留。術后未采取放療。5個月后患者出現鼻塞,再次行經蝶內鏡下鞍區(qū)腫瘤切除術。40個月后,經復查發(fā)現腫瘤增大?;颊咦笱弁庹故芟薨閺鸵?個月,左側咀嚼無力2個月,MRI檢查顯示T1低信號,T2高信號,手術區(qū)域的邊緣出現明顯的對比增強(圖1B)。術后行放療,24個月時隨訪未見患者復發(fā)。
圖1 A.第1次BNCT術前MRI檢查示腫瘤大小5.7 cm×4.2 cm×6.6 cm,位于鼻咽部、斜坡骨質和鞍區(qū),T1低信號;B.第3次手術切除脊索瘤,術前MRI檢查示手術邊緣部位,腫瘤再生長,T1出現明顯對比增強
2.2 病理特征第1次術后標本,病理診斷為BNCT。鏡下見腫瘤缺乏細胞外基質,瘤細胞空泡狀,細胞核位于邊緣部,無核分裂象(圖2A)。第2次術后標本鏡下顯示腫瘤的絕大部分形態(tài)仍然為BNCT,僅偶見胞質嗜酸的腫瘤細胞。第3次術后標本鏡下顯示絕大部分的腫瘤組織學形態(tài)為經典型脊索瘤。腫瘤細胞胞質空亮或嗜酸,條索狀排列,周圍有豐富的黏液樣間質(圖2B)。此外,仍有部分區(qū)域表現BNCT的特征,但該區(qū)域的空泡細胞密度有所增加,并且空泡細胞大小不一,腫瘤細胞核位于細胞中央。
2.3 免疫表型BNCT中Brachyury呈局灶陽性,脊索瘤中Brachyury呈彌漫強陽性(圖2C)。Ki-67增殖指數為10%(圖2D)。3次手術標本中的CK、CK8/18、EMA、vimentin、S-100、p53表達無差異(表1)。
圖2 A.第1次術后標本,鏡下見BNCT無細胞外黏液樣基質,腫瘤細胞空泡狀,核位于周邊部,類似于成熟的脂肪細胞;B.第3次術后標本,鏡下見經典型脊索瘤結構,腫瘤細胞胞質嗜酸,條帶狀分布于豐富的黏液樣基質中;C.第3次術后標本免疫組化標記Brachyury彌漫強陽性,EnVision兩步法;D.第3次術后標本Ki-67增殖指數為10%,可見陽性的異型細胞,EnVision兩步法
表1 BNCT及其向脊索瘤轉化標本中蛋白免疫表型
2.4 OncoScan檢測第1次手術切除的BNCT標本及第3次手術切除的脊索瘤標本分別進行OncoScan檢測,兩次檢測結果存在一些差異性的拷貝數變化(圖3)。
本例BNCT和脊索瘤同時存在一些拷貝數的獲得,主要包括:1q21.1-q44、6q11.1-q27、7p22.3-q36.3、12p12.3-q24.13、12q24.2-24.33、16p12.3。另外,脊索瘤特有的拷貝數丟失區(qū)域包括:3p25.3-p25.2、3p22.3-p22.2、3p21.31-p12.3、3p12.3-q11.1、3q11.2、3q13.2-q25.1、3q26.1、3q26.33-q27.2、9q21.32-q21.33、21q21.2、21q21.3、21q22.12-q22.3。另外有9p的雜合性缺失,包括9p24.3-p22.3、9p22.1-p21.2、9p21.1-p13.1。
本例BNCT惡變?yōu)榻浀湫图顾髁龅牟±秊閲鴥仁状螆蟮?,也是首次對BNCT惡變病例進行了全基因組拷貝數的檢測。BNCT被WHO(2013)骨及軟組織腫瘤分類所收錄[7],其與脊索瘤的起源相同,預后較好,應與脊索瘤區(qū)分。但有文獻報道,BNCT可以向脊索瘤轉化[3],也有非典型BNCT的報道,提示BNCT和脊索瘤的成分可以混合存在[2]。
BNCT中MRI檢查示T1低信號和T2高信號,與脊索瘤相同,但脊索瘤顯示T1對比增強[8],而大部分BNCT無對比增強[3]。本例惡變?yōu)榧顾髁鰳吮綧RI檢查示明顯的對比增強。
組織學上BNCT最主要的特征是缺乏細胞外黏液樣間質,腫瘤細胞空泡樣[9]。無非典型性,無核分裂和壞死。脊索瘤則為黏液樣間質中散在條索樣的腫瘤細胞,腫瘤細胞胞質透明或嗜伊紅。腫瘤細胞可顯示不同程度的非典型性,可見核分裂象和壞死[7]。隨著腫瘤的復發(fā),本例組織病理學特征顯示從BNCT到脊索瘤的轉變。免疫組化染色示BNCT中Ki-67增殖指數約1%,而脊索瘤中Ki-67增殖指數高達10%,這也提示了腫瘤的惡性進展。Brachyury基因位于6q27,是脊索組織分化過程中重要的T基因轉錄因子,屬于T基因家族成員,其可以調控下游多個信號通路,構成分子網絡[10]。在Miettinen等[11]的研究中,53例脊索瘤中Brachyury蛋白均陽性,目前認為其是脊索瘤高度特異的標志物,有助于脊索瘤與其它間胚葉來源的腫瘤鑒別,包括軟骨肉瘤。在本例脊索瘤中Brachyury顯示為彌漫陽性,BNCT中為局灶陽性,部分區(qū)域陰性。Shen等[12]報道Brachyury在脊索瘤中陽性,但在脊索瘤周邊的BNCT區(qū)域則為陰性,并且在胎兒脊索細胞巢(notochordal cell rests, NCR)中陰性,在組織學上胎兒NCR與BNCT形態(tài)相似,提示在BNCT中Brachyury陰性區(qū)域可能與NCR有關。脊索瘤通常具有較低的突變率,是C類(染色體拷貝數變化)腫瘤,其致癌特征是非隨機多重拷貝數丟失[13]。本實驗OncoScan全基因組拷貝數分析顯示BNCT中拷貝數的獲得更常見。在惡變?yōu)榧顾髁鰰r,則出現比較大片段的拷貝數缺失,這與一些脊索瘤的文獻報道一致,即脊索瘤易表現為拷貝數的缺失[14]。但本例同時保留BNCT拷貝數獲得的特點,在此基礎上出現3p、3q的大片段缺失和9p、9q、21q的部分缺失。一些研究認為脊索瘤的進展可能依賴于拷貝數丟失介導的分子機制[13,15]。本組在3號染色體的大片段缺失涉及的主要基因包括:SRGAP3、FANCD2、VHL、PPARG、RAF1、XPC、MLH1、MYD88、CTNNB1、SETD2、BAP1、PBRM1、FHIT、MITF、FOXP1、CBLB、GATA2、RPN1、FOXL2、WWTR1、GMPS、MLF1、EVI1、PIK3CA、SOX2、ETV5、BCL6、LPP、TFRC。曾有研究認為脊索瘤出現拷貝數變化可能與以下原因有關,在3p21.1-p21.31處的8 Mb段內,3個癌癥相關染色質重塑和推測的抑癌基因位于此處,為SETD2、BAP1和PBRM1基因[13]。在作者觀測的BNCT惡變病例中,也出現了這一區(qū)段的缺失,導致上述基因的缺失。本例BNCT惡變病例中,出現3號染色體多個片段的丟失則與Szuhai等[15]報道一致,認為3號染色體的丟失是脊索瘤發(fā)生中的早期事件。
圖3 第1次手術切除樣本和第3次手術切除樣本的OncoScan染色體拷貝數分析:A.BNCT樣本主要顯示1、6、7、12、16、17號染色體的拷貝數獲得;B.脊索瘤樣本顯示增加了大片段的3號、21號染色體和部分9號染色體的拷貝數缺失;0基線上方線段為拷貝數獲得染色體片段,基線下方線段為拷貝數缺失片段
9號染色體的缺失片段基因包括JAK2、CD274、NFIB、MLLT3、FANCG、PAX5、CDKN2A、CDKN2B,其中CDKN2A/B已經在多種腫瘤中證實與患者預后不良相關,在脊索瘤的研究中也有報道[16]。
本例脊索瘤標本中出現染色體3p、3q的缺失和9p雜合性缺失,提示其可能是脊索瘤發(fā)生的早期事件。同時,也提示BNCT可以惡變?yōu)榧顾髁觯P于3p、3q、9p的缺失在脊索瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用機制尚待進一步分析,可能與其導致眾多基因缺失促進了腫瘤的增殖有關。