Сравнительная цитологическая характеристика

Îíêîëîãè÷åñêèé æóðíàë, Ò.4, N¹4 (16), 2010; Ò.5, N¹1 (17), 2011
ÑÐÀÂÍÈÒÅËÜÍÀß ÖÈÒÎËÎÃÈ×ÅÑÊÀß ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ
ÃÀÑÒÐÎÈÍÒÅÑÒÈÍÀËÜÍÛÕ ÑÒÐÎÌÀËÜÍÛÕ ÎÏÓÕÎËÅÉ
È ÃËÀÄÊÎÌÛØÅ×ÍÛÕ ÍÎÂÎÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÉ
Ñ.Í. Ðÿáöåâà
ÃÓÎ «Áåëîðóññêàÿ ìåäèöèíñêàÿ àêàäåìèÿ ïîñëåäèïëîìíîãî îáðàçîâàíèÿ»,
ã. Ìèíñê
Ключевые слова: гастроинтестинальная стромальная опухоль, лейомиома, дифференциальная диагностика.
В статье представлена сравнительная цитологическая характеристика гладкомышечных новообразований и
гастроинтестинальных стромальных опухолей, основанная на данных гистологического и морфометрического исследования клеток указанных неоплазий. Описаны различия и сходство цитологических параметров клеток опухолей, выявлены диагностические критерии.
COMPARATIVE CYTOLOGYCAL FEATURES OF GASTROINTESTINAL STROMAL
TUMORS AND SMOOTH MUSCLE
S.N. Rjabceva
Key words: gastrointestinal stromal tumors, smooth muscle tumors, diagnosis.
The present review focuses principally on the various cytological appearances of gastrointestinal stromal tumors and
smooth muscle tumors. There are described the most significant diagnostic histological criteria of these tumors cells.
Г
астроинтестинальные стромальные опухоли (ГИСО) представляют собой гетерогенную группу преимущественно CD117-позитивных мезенхимальных новообразований, гистогенез и характер биологического поведения которых
дискутируется до настоящего времени.
ГИСО ранее диагностировали как новообразования гладкомышечного или нейрогенного
происхождения. О чем свидетельствуют многие
авторы. Так, среди 300 мезенхимальных новообразований желудочно-кишечного тракта (ЖКТ)
M. Miettinen и J. Lasota (2003) отметили, что в зависимости от локализации большинство лейомиом и лейомиосарком органов ЖКТ при повторной
гистологической верификации расценены как гастроинтестинальные стромальные опухоли [10].
Проводя ретроспективный анализ 1091 случаев
гладкомышечных новообразований тонкой кишки, в 906 (83 %) наблюдениях M. Miettinen и соавт
соавт.
(2006) диагностировали гастроинтестинальные
стромальные опухоли [7]. Аналогичные данные
были получены О.А.
А. Ануровой и соавт
соавт., согласно
которым из мезенхимальных опухолей желудочно-кишечного тракта было выделено более 90 %
гастроинтестинальных стромальных опухолей.
[2]. По мнению Е.А.
А. Дубовой и соавт
соавт. учитывая,
что на долю ГИСО приходится более 80 % всех
мезенхимальных гастроинтестинальных опухолей, большинство “лейомиосарком” данной
локализации на сегодняшний день, видимо, следует классифицировать как гастроинтестинальные стромальные опухоли [1]. Таким образом,
до момента выделения гастроинтестинальных
стромальных опухолей (1984 год) данные новообразования расценивались как гладкомышечные
[8]. С момента первого упоминания о гладкомышечных новообразованиях (60-е года 20 столетия)
до настоящего времени накоплены значительные
данные о морфологической характеристике лейомиом и лейомиосарком желудочно-кишечного
тракта и описана их «классическая» гистологическая структура [3–5, 12, 13]. Учитывая, что ГИСО
ранее расценивались как гладкомышечные новообразования желудочно-кишечного тракта и представляли в подавляющем большинстве данную
группу новообразований указанной локализации,
возникает вопрос, что из «классической» гистологической картины гладкомышечных новообразований относится к истинным лейомиомам и
лейомиосаркомам желудочно-кишечного тракта,
а что характерно для гастроинтестинальных стромальных опухолей.
Таким образом, цель данного исследования
заключалась в оценке цитологических характери-
81
Îðèãèíàëüíûå èññëåäîâàíèÿ
стик гастроинтестинальных стромальных опухолей и гладкомышечных новообразований для выявления их диагностически значимых различий.
ÌÀÒÅÐÈÀË È ÌÅÒÎÄÛ
Проведена морфологическая оценка гистологического материала 74 гастроинтестинальных
стромальных опухолей, 14 лейомиом и 5 лейомиосарком. Гистологические срезы опухолевой ткани были окрашены гематоксилином и эозином по
стандартной методике. На светооптическом уровне оценивались морфологические параметры клеток: форма клеток, характер цитоплазмы, вакуолизация клеток, клеточный состав опухоли. Для морфометрического исследования микропрепараты
фотографировали в 5 полях зрения (объектив 40) с
разрешением 2270 на 1700 пикселей при помощи
микроскопа «Carl Zeiss» Axiostar Plus и цифровой
камеры «Canon Power Shot G3». Площадь исследуемых полей зрения составила 107352 мкм². Для
морфометрического исследования были выбраны
поля зрения с отсутствием стромального компонента или минимальным наличием стромы. Из
морфометрического исследования были исключены случаи с выраженной цитологической атипией. Определение размеров ядра проводили при
помощи приложения «Countour measurements»
программы «Bioscan NT» следующим образом:
посредством курсора вручную были обведены
контуры 10 ядер в 5 произвольно выбранных полях зрения при большом увеличении (×400). Для
веретеновидных клеток гастроинтестинальных
стромальных опухолей и гладкомышечных новообразований оценивались следующие параметры:
средняя площадь, максимальная длина, максимальная ширина ядра клетки. В наблюдениях с
эпителиоидно-клеточным составом анализу подвергались следующие параметры ядра: средняя
площадь, максимальный диаметр ядра.
При помощи анализатора изображений
«Bioscan NT» и его приложения «Point measurements» проводилось исследование ядерной плотности
в гастроинтестинальных стромальных опухолях и
гладкомышечных новообразованиях следующим
образом: в трех произвольно выбранных участках
опухоли площадью в 10000 мкм2 подсчитывалось
количество ядер. Ядерная плотность расчитывалась по формуле:
ря = (n1 + n2 + n3)/3,
где n1, n2, n3 — количество ядер на 10000 мкм2 в
каждом исследованном участке.
На основании полученных данных о площади
ядра клетки и ядерной плотности опухоли была
рассчитана площадь цитоплазмы клеток исследованных новообразований по формуле:
82
Sц= (10000 – Sя × ря)/р
)/ я,
где Sц – искомая средняя площадь цитоплазмы
клетки, Sя — средняя площадь ядра опухолевой
клетки данного новообразования, ря — ядерная
плотность данного новообразования.
С учетом полученных данных проводилась
оценка ядерно-цитоплазматического отношения в
опухолевых клетках новообразований по формуле:
Sя / Sц,
где Sц — средняя площадь цитоплазмы клетки данного новообразования, Sя — средняя площадь ядра
опухолевой клетки данного новообразования.
Для статистической обработки данных применялись непараметрические методы.
ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ È ÎÁÑÓÆÄÅÍÈÅ
Цитологическая и морфометрическая характеристика гастроинтестинальных стромальных опухолей.
В 39 (52,7 %) наблюдениях гастроинтестинальные стромальные опухоли были представлены веретеновидными клетками, в 10 (13,5 %) —
эпителиоидными клетками, в 25 (33,8 %) ГИСО
наблюдался смешанно-клеточный или бифазный
вариант гистологического строения.
Веретеновидные клетки гастроинтестинальных стромальных опухолей были вытянутой, напоминающей веретено, формы с нечеткими границами. Ядра веретеновидных клеток гастроинтестинальных стромальных опухолей были удлиненной
или овальной формы с тупыми («форма сигар»),
закругленными или заостренными концами с гомогенным дисперстным или зернистым хроматином. Для полигональной или округлой формы
эпителиоидных клеток ГИСО было характерно
эксцентричное или центральное расположение
ядра, периферическое просветление цитоплазмы
(вблизи мембраны клеток), концентрация цитоплазматического содержимого клетки вокруг ядра
и четкие границы клеток. Ядра эпителиоидных
клеток ГИСО характеризовались овальной или
округлой формой с дисперстным или зернистым
хроматином и эксцентричным или центральным
расположением в клетке. В исследованной группе гастроинтестинальных стромальных опухолей
цвет цитоплазматического окрашивания опухолевых клеток варьировал от базофильного (8/10,8 %)
и бледно-базофильного (17/22,9 %) до бледноэозинофильного (22/29,7 %) и эозинофильного
(27/36,5 %). В 27 (32,4 %) наблюдениях отмечено
наличие эозинофильных микрофибрилл в цитоплазме клеток, в 47 (63,5 %) случаях цитоплазма
опухолевых клеток была гомогенной. В 65 (87,8 %)
наблюдениях отмечена вакуолизация цитоплаз-
Îíêîëîãè÷åñêèé æóðíàë, Ò.4, N¹4 (16), 2010; Ò.5, N¹1 (17), 2011
мы клеток гастроинтестинальных стромальных
опухолей. Выраженность вакуолизации варьировала от тонкого перинуклеарного просветления
цитоплазмы до формирования крупных вакуолей
со смещением ядра на периферию клетки, вследствие чего последняя напоминала перстневидную
клетку или липоцит. В 16 (21,6 %) наблюдениях
отмечен особый характер формирования внутриклеточных вакуолей, которые характеризовались
моно- (с одного конца ядра) или биполярным
(с двух концов ядра) расположением по отношению к ядру клетки и имели округлую форму и
четкие границы. При этом отмечалось сдавление
ядерной мембраны. Данные вакуоли в совокупности с ядром клетки напоминали форму «шарика
мороженого в вафельном конусе» или «гантелей»
(рис. 1) и не описаны ранее в литературе.
Согласно M. Miettinen и соавт. опухолевая
ткань ГИСО характеризуется повышенной клеточностью по сравнению с гладкомышечными новообразованиями, что, по их мнению, обусловлено
высокой ядерной плотностью и скудностью цитоплазмы. Общая площадь, максимальная длина
и ширина ядра клетки ГИСО, ядерная плотность,
площадь цитоплазмы и размах ядерно-цитоплазматического отношения представлены в табл. 1.
В ходе анализа морфометрических параметров клеток ГИСО разной локализации статистических значимых различий не выявлено (тест
Манна-Уитни, р > 0,05), аналогичный результат
получен при сравнении морфометрических характеристик клеток гастроинтестинальных стромальных опухолей разной степени злокачественности
(тест Манна-Уитни, р > 0,05).
А
Б
×400
×400
Ðèñóíîê 1 – Öèòîëîãè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà ãàñòðîèíòåñòèíàëüíûõ ñòðîìàëüíûõ îïóõîëåé: îïóõîëü
ïðåäñòàâëåíà âåðåòåíîâèäíûìè êëåòêàìè ñ áëåäíî-ýîçèíîôèëüíîé âîëîêíèñòîé öèòîïëàçìîé è
íàëè÷èåì òèïè÷íûõ âàêóîëåé (À) èëè êëåòêàìè ñ áëåäíî-áàçîôèëüíîé ãîìîãåííîé öèòîïëàçìîé è
íàëè÷èåì òèïè÷íûõ âàêóîëåé (Á)
Òàáëèöà 1
Ìîðôîìåòðè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà êëåòîê ãàñòðîèíòåñòèíàëüíûõ ñòðîìàëüíûõ îïóõîëåé
Морфометрические параметры
Тип клеток
Ветеновидные (n = 57)
Эпителиоидные (n = 14)
Средняя площадь ядра, мкм
52,9 ± 2,86
47,72 ± 4,32
Максимальная длина ядра, мкм
15,53 ± 0,42
–
Максимальная ширина ядра, мкм
6,22 ± 1,70
–
–
8,66 ± 0,37
60 ± 3,0
45 ± 4
140,32 ± 10,36
1:3
1:9,1–1:0,9
192,39 ± 15,70
1:4
1:6,9–1:2
2
Максимальный диаметр, мкм
Ядерная плотность
Средняя площадь цитоплазмы, мкм
Ядерно-цитоплазматическое отношение,
min – max
2
83
Îðèãèíàëüíûå èññëåäîâàíèÿ
Цитологическая и морфометрическая характеристика гладкомышечных новообразований.
В 18 (94,7 %) наблюдениях гладкомышечные
новообразования были представлены веретеновидными клетками, в 1 (5,3 %) случае — эпителиоидными клетками. Среди исследованных лейомиом и лейомиосарком отсутствовали случаи
с бифазным типом гистологического строения.
Веретеновидные гладкомышечные клетки были
преимущественно с сигарообразными ядрами с
везикулярным хроматином и эозинофильной цитоплазмой. Для эпителиоидно-клеточных гладкомышечных новообразований было характерно
центральное расположение ядра с перинуклеарным просветлением, волокнистость цитоплазмы
и размытость клеточных границ. Фибриллярность
цитоплазмы выявлена в 15 (78,9 %) наблюдениях.
Для опухолей гладкомышечного происхождения
было характерно неравномерное отложение гликогена в цитоплазме клеток с формированием перинуклеарного просветления (19/100 %). Данные
морфометрического исследования гладкомышечных новообразований приведены в табл. 2.
При сравнительном анализе морфометрических параметров клеток гладкомышечных новообразований установлено отсутствие различий данных характеристик среди новообразований разной
локализации (тест Манна-Уитни, р>0,05), однако
выявлена зависимость морфологических параметров от степени злокачественности гладкомышечных новообразований. Клетки лейомиом статистически достоверно отличались от клеток лейомиосарком шириной ядра, объемом цитоплазмы,
ядерной плотностью и ядерно-цитоплазматическим соотношением (тест Манна-Уитни, р < 0,05).
Таким образом, установлено, что с увеличением
степени злокачественности в гладкомышечных
новообразованиях отмечалось увеличение ядерной плотности за счет уменьшения площади цитоплазмы клеток и увеличения ширины ядра.
Сравнительная оценка цитологических и
морфометрических характеристик исследованных новообразований.
При помощи теста Манна-Уитни проведена
проверка нулевой гипотезы об однородности цитологических параметров гастроинтестинальных
стромальных опухолей и гладкомышечных новообразований. Цитологические характеристики новообразований статистически значимо отличались в
исследуемых группах неоплазий. Отличие клеточного состава опухолей заключалось в отсутствии
среди гладкомышечных новообразований со смешанно-клеточным типом гистологического строения и преобладание веретеновидно-клеточного варианта (р = 0,007005). Базофильность (р = 0,033062)
и однородность цитоплазмы клеток (р = 0,007005),
формирование типичных вакуолей (р = 0,004451)
достоверно преобладало в клетках гастроинтестинальных стромальных опухолях в отличие от клеток гладкомышечных новообразований.
В связи с преобладанием веретеновидноклеточного варианта гистологического строения
в каждой группе исследованных опухолей при
помощи непараметрического критерия МаннаУитни проведен сравнительный анализ морфометрических характеристик веретеновидных клеток
гастроинтестинальных стромальных опухолей и
гладкомышечных новообразований (в общей совокупности последних, без разделения на доброкачественные и злокачественные). В ходе проведенного анализа установлено, что ядерная плотность, тт.е. количество ядер на единицу условно
выбранной площади, (р = 0,000011), общая площадь ядра (р = 0,025145) и максимальная ширина
ядра (р = 0,000158) достоверно выше для клеток
гастроинтестинальных стромальных опухолей, а
общая площадь цитоплазмы (р = 0,000004) статистически значимо преобладает в клетках гладкомышечных новообразований. Среднее значение
ядерно-цитоплазматического соотношения (1:3) в
Òàáëèöà 2
Ìîðôîìåòðè÷åñêàÿ õàðàêòåðèñòèêà êëåòîê ãëàäêîìûøå÷íûõ íîâîîáðàçîâàíèé
Морфометрические параметры
Тип клеток
Ветеновидные (n = 17)
Эпителиоидные (n = 1)
Средняя площадь ядра, мкм
40,06 ± 3,17
39,13 ± 1,58
Максимальная длина ядра, мкм
15,51 ± 0,62
–
Максимальная ширина ядра, мкм
3,27 ± 0,21
–
–
13,48 ± 0,29
26,27 ± 4,8
57,6 ± 3,1
611,71 ± 100,7
1:15
1:44–1:1,9
134,28 ± 3,75
1:3,3
2
Максимальный диаметр, мкм
Ядерная плотность
Средняя площадь цитоплазмы, мкм
Ядерно-цитоплазматическое отношение, М,
min – max
2
84
Îíêîëîãè÷åñêèé æóðíàë, Ò.4, N¹4 (16), 2010; Ò.5, N¹1 (17), 2011
клетках гастроинтестинальных стромальных опухолей статистически значимо выше по сравнению
с таковым показателем гладкомышечных клеток
(1:15) (р = 0,000002). Таким образом, морфометрические параметры клеток ГИСО и гладкомышечных новообразований достоверно отличаются: при равной длине ядер веретеновидных клеток
гастроинтестинальных стромальных опухолей и
гладкомышечных новообразований клетки гастроинтестинальных стромальных опухолей характеризовались более крупным ядром (вследствие
большей максимальной ширина), меньшим объемом цитоплазмы (вследствие меньшей площади
цитоплазмы). Преобладание ядерной плотности
клеток с меньшим объемом цитоплазмы и большим ядром свидетельствовало о более высокой
клеточности гастроинтестинальных стромальных
опухолей по сравнению с неоплазиями гладкомышечного происхождения.
Вследствие статистически значимого различия
морфометрических характеристик клеток лейомиом и лейомиосарком был проведен сравнительный
анализ морфометрических параметров гастроинтестинальных стромальных опухолей и доброкачественных, а так же злокачественных гладкомышечных новообразований в отдельности.
Статистически значимые различия морфометрических характеристик были выявлены между
клетками ГИСО и лейомиом, в то время как морфометрические параметры клеток гастроинтестинальных стромальных опухолей и лейомиосарком
достоверно не отличались (тест Манна-Уитни).
По аналогии с общей выборкой гладкомышечных
новообразований клетки гастроинтестинальных
стромальных опухолей отличались от клеток лейомиом средней площадью ядра (р = 0,019539), средней площадью цитоплазмы (р = 0,000000) и максимальной шириной ядра (р = 0,000012). В гастроинтестинальных стромальных опухолях значительно
преобладала ядерная плотность (р = 0,000000).
Таким образом, в ходе исследования цитологических характеристик новообразований установлено, что веретеновидные клетки гастроинтестинальных стромальных опухолей отличаются
широким ядром, узкой цитоплазмой и высоким
ядерно-цитоплазматическим
соотношением
от клеток гладкомышечных новообразований.
Отмечено, что важными диагностическими критериями клеток гастроинтестинальных стромальных опухолей являются гомогенность и базофильность цитоплазмы, типичные моно- или биполярные вакуоли. Сходство таких морфометрических
параметров клеток гастроинтестинальных стромальных опухолей как ядерная плотность, ядерноцитоплазматическое соотношение с аналогичными параметрами лейомиосарком может привести
к ошибочному заключению о степени злокачественности гастроинтестинальных стромальных
опухолей. Так как согласно системе оценки злокачественности мезенхимальных новообразований предложенной Национальным институтом
онкологии Соединенных Штатов Америки (United
States National Cancer Institute) одной из оцениваемых прогностических характеристик является
клеточность опухоли, а клеточность гастроинтестинальных стромальных опухолей статистически
сравнима с клеточностью лейомиосарком. Однако,
учитывая тот факт, что статистически значимых
различий морфометрических характеристик веретеновидных клеток среди гастроинтестинальных
стромальных опухолей разной степени злокачественности не выявлено, следует, что клеточность
не является прогностическим критерием для гастроинтестинальных стромальных опухолей.
ÂÛÂÎÄÛ
1. Гомогенность и базофильность цитоплазмы, формирование моно- и/или биполярных вакуолей характерны для гастроинтестинальных
стромальных опухолей, а фибриллярность и эозинофильная окраска цитоплазмы с формированием
перинуклеарных вакуолей — для гладкомышечных новообразований;
2. Морфометрические характеристики клеток
гастроинтестинальных стромальных опухолей статистически отличны от аналогичных параметров
лейомиом, но сравнимы с клетками лейомиосарком;
3. Клеточность не является прогностическим
маркером для гастроинтестинальных стромальных опухолей.
Ñïèñîê èñïîëüçîâàííûõ èñòî÷íèêîâ
1. Гастроинтестинальные стромальные опухоли
(лекция) / Е.А. Дубова, А.И. Щеголев, О.Д.
Д. Мишнев, Г
Г.Г.
Кармазановский // Медицинская визуализация. — 2007. —
№ 1. — С
С. 25–31.
2. Морфологическая характеристика стромальных
опухолей желудочно-кишечного тракта / О.А. Анурова
[и др.] // Архив патологии. — 2006. — № 1. — С
С.. 10
10––13.
3. Патологоанатомическая диагностика опухолей
человека: руководство в 2 томах / Под ред. Н
Н.А. Краевского, А.В.
В. Смолянникова, Д
Д.С. Саркисова. — 4-е изд.,
перераб. и доп.—
— М.: Медицина
Медицина, 1993. — Т
Т. 1 — 560с.:
ил (240–340).
4. Coffin, C.M., Fletcher, J.A. Pathology and genetics of
tumours of soft tissue and bone. World Health Organization
Classification of Tumors. — Lyon, 2002. — 430 р.
5. Gastric leiomyosarcoma un-related to GIST tumour /
S. Mehdi [et al.] // Arab journal of gastroenterology. —
2009. — Vol. 10. — P. 106–108.
6. Gastrointestinal stromal tumors and leiomyosarcomas of the abdomen and retroperitoneum: a clinical comparison / B.M. Clary [et al.] // Journal of clinical oncology. —
2001. — Vol. 8, № 4. — P. 290–299.
85
Îðèãèíàëüíûå èññëåäîâàíèÿ
7. Gastrointestinal stromal tumors of the jejunum and
ileum: a clinicopathologic, immunohistochemical and molecular genetic study of 906 cases before imatinib with longterm follow-up / M. Miettinen [et al.] // American journal of
surgical pathology. — 2006. — Vol. 30, № 4. — P. 477
477––489.
8. Mazur, M.T., Clark, H.B. Gastric stromal tumor.
Reappraisalof histogenesis / M.T. Mazur, H.B. Clark //
American journal of surgical pathology. — 1983. — Vol.
7. — P. 507
507––519.
9. Mesenchymal tumors of muscularis mucosae of colon and rectum are benign leiomyomas that should be separated from gastrointestinal stromal tumors — a clinicopathologic and immunohistochemical study of eighty-eight cases / M. Miettinen, M. Sarlomo-Rikala, L.H. Sobin // Modern
pathology. — 2001. — Vol. 14, № 4. — P. 950
950––956.
10. Miettinen, M., Lasota, J. Gastrointestinal stromal
tumors (GISTs): definition, occurrence, pathology, diff
diffe-
86
rential diagnosis and molecular genetics / M. Miettinen,
J. Lasota // Poland journal of pathology. — 2003. — Vol.
54, № 1. — P. 3–24.
11. Miettinen, M., Lasota, J. Gastrointestinal stromal
tumors: review on morphology, molecular pathology, prognosis and differential diagnosis / M. Miettinen, J. Lasota //
Archives of pathology and laboratory medicine. — 2006. —
Vol. 130. — P. 1466
1466––1478.
12. True smooth muscle tumours of the small intestine: a clinicopathologic, immunohistochemical and molecular genetic study of 25 cases / M. Miettinen, L.H. Sobin, J.
Lasota // American journal of surgical pathology. — 2009. —
Vol. 33. — P. 430
430––436.
13. World health organization classification of tumours pathology and genetics of tumours of the digestive system
/ Edited by S.R. Hamilton L.A. Aaltonen. — Lyon, 2000.