Хирургическая патология: история и новые технологии

Хирургическая патология
Хирургическая патология:
история и новые технологии
1, 2
2
1
✑ М.В. Самойлов , О.Д. Мишнев , Н.Г. Гончаров
1
Центральная клиническая больница РАН, Москва
Кафедра патологической анатомии Лечебного факультета
Российского государственного медицинского университета им. Н.И. Пирогова
2
Статья посвящена истории развития хирургической патологии – исследованию биопсийно
го и операционного материала – от ее истоков до наших дней. Основное внимание уделено
необходимости клиникоморфологического анализа материала, а также рациональному
подходу к появляющимся новым методам. Молекулярнопатологические методики должны
не заменять, а дополнять классические традиционные приемы диагностики, находиться с
ними в органичной связи. Это требует от современного специалиста знания как новых тех
нологий, так и классических методов клиникоанатомического анализа биопсийного и опе
рационного материала.
Ключевые слова: биопсия, гистопатология, история развития, молекулярная патология.
В последние десятилетия термином хи
рургическая патология (“surgical pathology”
в англоязычной литературе) в большинст
ве стран обозначают раздел патологичес
кой анатомии (патологии), посвященный
морфологическому исследованию органов
и тканей, прижизненно полученных у па
циентов с диагностической и/или лечеб
ной целью. При этом термин “хирургичес
кая” не ограничивает ее рамки исследова
нием только объектов, поступивших из
собственно хирургических отделений. Хи
рургическая патология имеет дело со всем
тканевым материалом, направленным вра
чами любой специальности: гинеколога
ми, урологами, отоларингологами, дерма
тологами и т.д. Так же и терапевт, выпол
нивший пункционную биопсию печени,
вступает в диагностический процесс, от
носящийся к хирургической патологии.
Применение термина “хирургическая па
тология” представляется целесообразным
Контактная информация: Самойлов Михаил Вла
димирович, [email protected]
и в российском медицинском лексиконе,
хотя на сегодня в отечественной медицин
ской литературе и даже в нормативных до
кументах этот раздел работы патологоана
тома называют поразному: “прижизнен
ное морфологическое (гистологическое)
исследование”, “биопсийная диагности
ка”, “исследование операционного и био
псийного материала”.
Хирургическая патология возникла во
второй половине XIX века как абсолютно
новая технология в клинической медици
не. Причем эвристическое значение ее на
тот момент было несоизмеримо б*ольшим,
чем у многих “революционных” методик,
внедряющихся в лечебнодиагностический
процесс сегодня. Развитие хирургической
патологии было обусловлено насущными
запросами клинической хирургии. Как от
мечал один из пионеров диагностических
биопсий в России Михаил Матвеевич Руд
нев, “мы знаем множество случаев, где без
микроскопа... опытнейшие хирурги при
знавали за рак то, что вовсе не имело рако
вых свойств, и такою диагностикою сму
Лечебное дело 2.2010 89
История медицины
щали больных и в свое терапевтическое
действие вносили крайнее замешательство,
вводя, кроме того, ложное учение о методах
лечения” (“Основания для дифференци
альной диагностики рака”, 1870).
Как и в случае многих других выдающих
ся технологических достижений, трудно од
нозначно определить конкретного пионера
прижизненной гистологической диагнос
тики. Принято считать, что первое упоми
нание о диагностической биопсии (иссле
дование конъюнктивы глаза) имеется у
Р. Вирхова (1858), причем биоптат был взят
у пациента самим патологом. Первое иссле
дование операционного материала и, сле
довательно, прижизненное описание опу
холи также было произведено Вирховым в
1844 г., о чем он упомянул во втором томе
своего “Учения об опухолях” (1867).
Хотя Рудольф Вирхов известен совре
менному медицинскому сообществу в ос
новном как патологоанатом, несоизмери
мо больший вклад на первых этапах разви
тия и внедрения прижизненной гистоло
гической диагностики в повседневную
диагностическую работу был сделан во
многих странах не “академическими пато
логами”, а врачами лечебных специально
стей, в первую очередь – хирургами и ги
некологами. Так, основоположниками си
стематической диагностической биопсии в
Европе считаются берлинские гинекологи
Ruge, Veit (инцизии новообразований
шейки матки, 1878 г.) и Schroder, выпол
нивший в 1876 г. исследование соскоба по
лости матки.
Заслуга развития обязательного систе
матического патологоанатомического ис
следования всего операционного и био
псийного материала в нашей стране во
многом принадлежит Ипполиту Василье
вичу Давыдовскому (с 1931 г. – заведующе
му кафедрой патологической анатомии
2го ММИ). С конца 1920х годов он ис
пользовал для нормативного закрепления
правил работы с прижизненно получен
ным тканевым материалом свой огромный
90 Лечебное дело 2.2010
профессиональный авторитет и задейство
вал все доступные административные ре
сурсы. Это быстро принесло свои плоды.
Если в 1925 г. в клиниках Девичьего поля
было исследовано 52 биопсии, то уже в
1935 г. в Москве было исследовано 20 тыс.
объектов. В 2007 г., согласно отчету патоло
гоанатомической службы Департамента
здравоохранения г. Москвы, в отделениях
патологической анатомии только город
ского подчинения было исследовано более
2,3 млн. единиц биопсийного и операцион
ного материала от сотен тысяч пациентов.
С первых шагов своего развития при
жизненное морфологическое исследова
ние стало методом специальной клиничес
кой диагностики, успех и эффективность
которого невозможны без клиникоанато
мического анализа полученных данных.
Более того, в большинстве первых био
псийных исследований клиническая часть
(операция и взятие биопсий) и морфологи
ческая составляющая (микроскопическое
исследование, а зачастую и приготовление
препаратов) находились в одних руках –
чаще всего в руках лечащего врача. Извест
ный австралийский патолог R. Cooke в
книге, посвященной 100летию Междуна
родной академии патологии, пишет, что
“еще в 20х годах прошлого века собствен
ный микроскоп имел практически каждый
студентмедик, как обязательный атрибут
в течение учебного процесса и, в перспек
тиве, в дальнейшей собственной практи
ке”. Но тут же с грустью отмечает, что
“большинство выпускников … даже не
взглянули в микроскоп со дня окончания
университета”.
Основные технологические процессы, за
ложившие основы сегодняшней рутинной
хирургической патологии, были разработа
ны к началу ХХ века. В области микроско
пической техники были сконструированы
ахроматический (1784), сложный много
линзовый (1824) и, наконец, апохроматиче
ский (1878) объективы. В 1860–1880х го
дах были разработаны физикохимические
Хирургическая патология
технологии, принципиально улучшившие
качество микроскопических препаратов и
позволившие значительно повысить точ
ность и достоверность патогистологичес
кого диагноза. В этот период был создан и
усовершенствован микротом (Гис, Тома,
Райхерт, Юнг, Шанц), была апробирована
парафиновая (Клебс) и целлоидиновая
(Дюваль) заливка тканевых объектов.
В 1890 г. для фиксации препаратов был
впервые использован водный раствор фор
мальдегида (формалин). В 1865 г. Бемером
в гистологической практике для окраски
препаратов был впервые использован ге
матоксилин. Именно на этой методичес
кой основе и по сей день осуществляется
абсолютное большинство повседневных
биопсийных исследований, хотя, конечно,
оснащение современных патогистологиче
ских лабораторий шагнуло далеко вперед.
Таким образом, уже к началу ХХ века
сформировался технологический процесс,
который до сегодняшнего дня использует
ся во всех отделениях хирургической па
тологии всего мира. Он включает: форма
линовую фиксацию тканей, спиртовое
обезвоживание, уплотнение и пропитку
материала путем заливки в парафин, при
готовление срезов толщиной около 5 мкм
и, наконец, исследование препаратов, ок
рашенных гематоксилином и эозином.
Juan Rosai (2004) справедливо отметил, что
большинство новых специальных методов,
дополняющих этот классический путь, за
кономерно проходят три последователь
ных этапа. Сначала – период повального
увлечения, затем обычно следует этап не
менее категоричного критического отно
шения к появившейся технологии, и, на
конец, новый метод находит свое место и
применяется в избранных, более или ме
нее ограниченных ситуациях (что особен
но важно, всегда в сопоставлении с данны
ми традиционной морфологии). Так, еще в
позапрошлом веке метод заморозки ткани
(разработанный даже несколько раньше
парафиновой пропитки) нашел свое более
узкое, но каждодневное применение при
проведении срочных интраоперационных
исследований, где он является оптималь
ным и сегодня.
Место, которое может занять новая
технология в хирургической патологии,
определяется несколькими факторами.
Наряду с основными (смысловой значи
мостью и диагностической информатив
ностью) большую роль играют: адекватная
стоимость, достаточная быстрота, воспро
изводимость, допустимость работы с дли
тельно хранящимся материалом, реальная
возможность для большинства лечебных
учреждений иметь соответствующую тех
нику и персонал для применения данной
технологии.
Первым этапом, расширившим возмож
ности “гематоксилинэозиновой” гисто
логии, стала разработка гистохимических
окрасок, позволяющих с той или иной спе
цифичностью выявлять различные по хи
мическому составу компоненты тканей и
клеток. До середины ХХ века это был
практически единственный способ както
конкретизировать и делать доказательны
ми феномены, видимые в рутинных препа
ратах. Сотни специальных окрасок описа
ны в классическом руководстве B. Romeis,
выдержавшем к 1989 г. 17 (!) изданий. В по
следние годы гистохимические методики в
значительной степени вытеснены намного
более специфичными иммуногистохими
ческими (ИГХ) реакциями, хотя ряд тра
диционных специальных окрасок остают
ся в составе обязательного диагностичес
кого набора любого патологоанатомичес
кого отделения.
Большие надежды в 1950–1980е годы
были связаны с гистоферментохимическими
реакциями, которые внесли большой вклад
в развитие патологоанатомической науки.
Но диагностическое применение энзим
ной гистохимии всегда было лимитирова
но большой технической сложностью, во
многом обусловленной возможностью ра
боты только со свежим тканевым материа
Лечебное дело 2.2010 91
История медицины
лом. Другим препятствием является био
логическая универсальность многих фер
ментативных процессов, а значит, неспе
цифичность многих ферментохимических
реакций. Однако отдельные гистофермен
тохимические методики используются в
практической работе и по сей день. Это ка
сается, например, выявления ряда энзи
мов при диагностике миопатий, ацетилхо
линэстеразы при болезни Гиршпрунга,
кислой фосфатазы.
Серьезные ожидания были связаны с
электронной микроскопией, появившейся в
морфологических исследованиях и в пато
логоанатомической диагностике в сере
дине ХХ века. Однако скоро выяснилось,
что наряду с техническими и финансовыми
трудностями широкому использованию
электронной микроскопии препятствует
ряд ее объективных ограничений как мето
да. Вопервых, это возможность исследо
вать лишь очень мелкие образцы ткани.
Вовторых, небольшой перечень действи
тельно специфичных электронномикро
скопических структурных проявлений.
Втретьих, вытекающая из этого большая
вероятность субъективной ошибочной ин
терпретации наблюдаемых феноменов. По
этому на сегодняшний день в большинстве
областей хирургической патологии ультра
структурное исследование с успехом заме
нено иными методами, в первую очередь
иммуногистохимическими. В то же время
имеются области, в которых решающее
значение электронномикроскопической
диагностики неоспоримо: например, мор
фологическая верификация гломерулопа
тий в биопсийном материале почек. Цен
ную информацию дает использование
трансмиссионной и сканирующей элек
тронной микроскопии в научнопрактиче
ских исследованиях, особенно в комплексе
с другими методиками, что отражают в том
числе и работы, выполненные в наших уч
реждениях.
Важнейшее место в современной хирур
гической патологии заняла иммуногисто
92 Лечебное дело 2.2010
химическая диагностика. Можно сказать,
что разработка ИГХдиагностики стала
первым революционным событием на по
луторавековом пути прижизненной мор
фологической диагностики. Основанная
на блестящей методике Coons с флюорес
цирующей реакцией антиген–антитело,
она приобрела широчайшее распростране
ние благодаря последующим технологиче
ским модификациям. Сегодня высокоспе
цифичные реакции с огромным спектром
поли и моноклональных маркеров (для
визуализации используется универсальная
пероксидазная метка) можно проводить в
препаратах, полученных из рутинно при
готовленных парафиновых блоков (в том
числе архивных любой давности). Усилия
разработчиков и производителей сделали
ИГХисследование достаточно быстрым и
технически доступным. Затраты на
ИГХдиагностику многократно окупаются
высокодостоверной и специфичной ин
формацией, которую можно получить о
клеточной поверхности, ядре, цитоплазме
и внеклеточных структурах. Особое значе
ние ИГХдиагностика приобрела в онко
патологии, где зачастую только этот метод
позволяет выявить само наличие неопла
зии и метастазов, не идентифицируемых
рутинными методиками, получить досто
верные сведения о гистогенезе опухоли,
степени ее злокачественности, пролифера
тивной активности и инвазивных свойст
вах. Назначение таргетной терапии осно
вано на результатах ИГХисследования
биопсийного и операционного материала.
Совместно с клиницистами и фармаколо
гами разрабатываются методы оценки чув
ствительности опухолей и других тканей к
лекарственным средствам (в первую оче
редь – гормональным и химиопрепаратам)
с помощью ИГХреакций с рецепторами
гормонов, HER2/neu, EGFR и др. Приме
нение иммуногистохимии не ограничива
ется онкопатологией. Так, большое прак
тическое значение имеют исследования,
посвященные рецептивности эндометрия
Хирургическая патология
при нарушении репродуктивной функции,
которые проводятся в том числе и в нашей
клинике в ЦКБ РАН.
Список рекомендованных для каж
додневного использования антител в
обычном неспециализированном отделе
нии хирургической патологии США при
ближается к 50. Необходимый набор мар
керов, используемых в онкологических и
онкогематологических отделениях пато
логии, несоизмеримо больше. Перечни
доступных для использования ИГХре
активов составляют увесистые тома.
ИГХдиагностика всё шире распространя
ется и в патологоанатомических отделе
ниях российских больниц, но ситуация
еще далека от совершенства по ряду объ
ективных и субъективных причин.
Несмотря на кажущиеся безграничными
возможности ИГХисследования, практика
показала, что оно невозможно без использо
вания традиционной “гематоксилинэози
новой” гистологии. Анализ результатов
ИГХреакции в принципе недопустим без
параллельного изучения обычных препара
тов. Более того, если результат ИГХокра
шивания входит в очевидное противоречие
с данными, полученными рутинными кли
никоморфологическими методами, это не
всегда требует немедленной переоценки ре
зультатов “классической” гистологии, а
скорее – дополнительного анализа выводов
ИГХреакции.
Следующим революционным событием
в хирургической патологии стала возмож
ность использовать в диагностике методы
молекулярной патологии, позволяющей
идентифицировать на клеточном и ткане
вом уровнях приобретенные мутации и со
ответствующие им изменения генетически
детерминированных продуктов. Высочай
шая чувствительность молекулярнобиоло
гических технологий позволяет распозна
вать отпечатки уникальных молекулярных
повреждений. Это дает возможность мак
симально точной и ранней диагностики,
выявления и верификации отдельных опу
холевых клеток, оценка молекулярных
прогностических факторов может играть
важнейшую роль в клиническом прогнози
ровании у конкретного пациента и назна
чении адекватной индивидуальной тера
пии. Возможен лишь очень краткий обзор
методов молекулярной патологии, доступ
ных современным патологоанатомам.
Метод ДНКгибридизации приобрел для
хирургической патологии особое значение
с появлением методик, позволяющих вы
полнять гибридизацию in situ (гибридиза
ционную иммуногистохимию). Она обес
печивает детекцию определенных последо
вательностей ДНК и РНК в гистологичес
ких срезах, цитологических препаратах, в
культуре ткани и дает возможность судить о
результатах реакции в конкретной клетке.
В тесной связи с этим находится развитие
интерфазной цитогенетики, позволяющей
анализировать хромосомы в покоящихся
(неделящихся) клетках.
Полимеразная цепная реакция, создаю
щая в течение нескольких часов миллионы
копий определенных последовательностей
ДНК, которые интересуют патолога, явля
ется еще более чувствительным методом.
Другим подходом к решению этой пробле
мы стали чиповые технологии (microarray), в
которых пробы с денатурированными ДНК
и РНК наносят на твердые носители с за
крепленными олигонуклеотидами. После
гибридизации с заданными последователь
ностями нуклеиновых кислот пробы меня
ют свои оптические свойства в четко опре
деленных местах их расположения на чипе,
что позволяет одномоментно анализиро
вать многочисленные гены. Однако необ
ходимость гомогенизации ткани сущест
венно ограничивает информативность этих
методов изза невозможности сопоставить
результаты реакции с конкретными клетка
ми. Выходом из этой ситуации стала разра
ботка лазерной микродиссекции, при кото
рой из препарата вырезают микроскопиче
ские участки ткани, группы клеток и даже
отдельные клетки. Эти микрообразцы воз
Лечебное дело 2.2010 93
История медицины
можно подвергать полимеразной цепной
реакции (и другим молекулярным методи
кам) с последующей более достоверной
структурной экстраполяцией ее результа
тов. Наиболее близким для патологоанато
мов может стать метод тканевых чипов (tis
sue microarray), который позволяет анали
зировать множественные микрообразцы
ткани, полученные даже из архивного ма
териала. Образцы располагаются на специ
альной подложке и морфологические про
явления сопоставляются с экспрессией мо
лекулярных маркеров.
Молекулярная патология открыла но
вую страницу в истории хирургической па
тологии и заняла большое место в ком
плексе современных морфологических ме
тодов исследования. Однако, анализируя
данные молекулярных методов, следует
всегда помнить мысль И.В. Давыдовского
(1969), высказанную почти полвека назад
и развитую позднее Д.С. Саркисовым
(1987), о том, что болезнь, как комплекс
клиникоанатомических проявлений, яв
ляется результирующей действия этиоло
гического фактора и сложного комплекса
ответных реакций индивидуума, в том чис
ле – компенсаторноприспособительных
процессов. Поэтому результаты любого
нового высокотехнологичного метода ис
следования должны оцениваться только с
учетом индивидуальных особенностей
больного, а молекулярная патология долж
на обеспечить связь клинических и фун
даментальных дисциплин (Пальцев М.А.
и др., 2006).
Такая же ситуация имеет место и в со
временной хирургической патологии.
Именно традиционная гистология, остава
ясь “золотым стандартом” для оценки ре
зультатов новых высокотехнологичных
диагностических методов, может предо
ставить наиболее полную и объективную
информацию о характере и распростра
ненности тканевого патологического про
цесса у конкретного пациента. Более того,
в значительном числе случаев патогисто
94 Лечебное дело 2.2010
логическое заключение изначально может
иметь форму нозологического диагноза.
Но объективные и специальные (лабора
торные, инструментальные и др.) клини
ческие данные необходимы для правиль
ной интерпретации морфологических
феноменов, поэтому они являются обяза
тельным разделом направления на патоло
гоанатомическое исследование любого
биопсийного и операционного материала.
Результаты высокотехнологичных мето
дик, в первую очередь иммуногистохими
ческих и молекулярнобиологических, до
полняют рутинное патогистологическое
заключение новой уникальной информа
цией, а в ряде случаев позволяют решить
диагностические и прогностические во
просы, недоступные традиционным мор
фологическим методам.
Всё это, а главное – каждодневная прак
тика, убеждает в том, что традиционные
морфологические методы в обозримом
будущем не утратят своего значения, но,
напротив, приобретут новую смысловую
окраску. Поэтому для современного пато
логоанатома так же, как и прежде, требует
ся совершенное знание не только новых
технологий, но и классической гистоло
гии, а для лечащего врача в еще большей
мере, чем ранее, необходимо активное
участие в совместном клиникоанатомиче
ском анализе биопсийного и операцион
ного материала.
Рекомендуемая литература
Гулькевич Ю.В. История патологической анато
мии // Руководство по патологической ана
томии. М.: Медгиз, 1963. Т. 1. С. 17–112.
Давыдовский И.В. Общая патология человека.
М.: Медицина, 1969. 610 с.
Давыдовский И.В. О практической ценности ги
стологического анализа биопсированного
материала // Клин. мед. 1928. № 14. С. 794.
Пальцев М.А., Северин С.Е., Иванов А.А. Патоло
гическая анатомия и молекулярная диагнос
тика // Арх. патол. 2006. Т. 68. № 4. С. 3–7.
Хирургическая патология
Самойлов М.В., Мишнев О.Д., Кудрявцев Ю.В.
Трансформированные и патологические
эритроциты при эндогенной интоксикации
и экстракорпоральной детоксикации // Арх.
патол. 2002. Т. 64. № 5. С. 36–40.
Самойлов М.В., Бессмертная В.С., Мишнев О.Д.
и др. Алгоритм клиникоморфологического
обследования эндометрия при подготовке к
лечению бесплодия методами вспомогатель
ных репродуктивных технологий // Рос. мед.
журн. 2009. № 2. С. 29–32.
Саркисов Д.С. Структурные основы адаптации и
компенсации нарушенных функций. М.:
Медицина, 1987. 448 с.
Rosai and Ackerman’s Surgical Pathology. 9th ed. /
Ed. by J. Rosai. St. Louis: Mosby, 2004. V. 1.
P. 1–92.
Samoylov M., Serebrennikova K., Bessmertnaya V.
et al. Endometrial window of implantation in
infertility // Histopathology. 2008. V. 53.
Suppl. 1. P. 200–201.
Surgical Pathology. History and New Technologies
M.V. Samoylov, O.D. Mishnev, and N.G. Goncharov
Article deals with history of the surgical pathology since it first steps until the present time. Clinicomorphological
analysis is necessary for the correct diagnostic conception. Molecularpathological methods must not exclude tra
ditional one. It is required for modern specialist to be skilled not only in new technologies but also in classic meth
ods of the clinicanatomical analysis.
Key words: biopsy, histopathology, history, molecular pathology.
Книги Издательского холдинга “Атмосфера”
Ультразвуковая диагностика в неонатологии
Монография / Под ред. Дворяковского И.В., Яцык Г.В.
В монографии представлены возможности метода ультразвуковой диа
гностики для оценки состояния головного мозга, органов эндокринной, пи
щеварительной, мочевыделительной, опорнодвигательной систем и сердца
в неонатологии. Описана нормальная ультразвуковая анатомия различных
органов и систем, варианты развития и основные признаки патологических
состояний, характерных для новорожденных и детей первого года жизни. От
дельная глава посвящена применению эхографии при острой хирургической
патологии у новорожденных. Благодаря высокому уровню ультразвуковых
технологий в настоящее время ультразвуковая диагностика стала основным методом визуали
зации в неонатологии, позволяющим своевременно выявлять различные патологические со
стояния и оказывать необходимую помощь ребенку. 168 c., ил.
Для специалистов ультразвуковой диагностики, врачей3педиатров, неонатологов.
Информацию по вопросам приобретения книг можно получить
на сайте www.atmosphereph.ru или по телефону (499) 9731416.
Лечебное дело 2.2010 95