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骨肿瘤病理诊断的进展

骨肿瘤病理诊断的进展

中华骨科杂志 2000年第0期第20卷 骨肿瘤

作者:毕五蝉

单位:北京积水潭医院病理科 100035

  骨肿瘤病理是病理学的一个分支,它研究来源于骨及其附 属组织肿瘤的病因、发病机制及病理形态变化,是一门发展迅 速的基础学科。它的发展一方面是细致的形态学观察所得到 的理论上的进展,另一方面是高度精密的仪器和先进的实验方 法以及多学科间的相互渗透所取得的方法学上的进展。使 们对骨肿瘤病理从微观到亚微观的组织形态特征、分子生物学 、分子遗传学等诸多方面对骨肿瘤的发生、发展及转归有进 一步的认识,为骨肿瘤的诊断、治疗、转归及预后的评估提供 可信赖的依据。

  一、骨肿瘤病理研究方法的进展

  (一)光镜及电镜

  研究骨肿瘤病理形态的经典方法是依靠肉眼的大体观察以 及光镜下的组织及细胞学观察。组织化学染色是反映细胞和组 织内各种蛋白质、酶、核酸、糖原等化学成分的状况,加深 对形态结构的认识。20世纪中期,超微病理迅速发展将肿瘤的 研究推向亚微观,骨肿瘤的超微结构或多或少具有来源组织的 超微结构特征,因而,可以借助这些特征探测肿瘤的来源。 如在骨的牙釉质瘤中见到上皮性细胞的连接器,推测其来源于 上皮组织。又如恶性小圆细胞肿瘤可能为Ewing肉瘤、恶性淋巴 瘤、骨髓瘤、小圆细胞型骨肉瘤、神经母细胞瘤、胚胎性横 纹肌肉瘤、滑膜肉瘤或低分化癌等,要区别它们有时十分困难 。而它们却有各自的超微结构特征,如Ewing肉瘤细胞内有大量 的糖原颗粒;恶性淋巴瘤有各阶段的淋巴细胞的超微结构特 征,无糖原颗粒,无内分泌颗粒;神经母细胞瘤细胞有树突样 突起,细胞内有微管及神经内分泌颗粒;胚胎性横纹肌肉瘤 细胞胞质内有肌丝、Z带和结构发育不良的肌节;骨髓瘤细胞 内有大量的粗面内质网;低分化癌有时可见细胞连接器。上述 特征均有利于鉴别诊断。

  (二)免疫组织化学技术

  60年代兴起的免疫组织化学技术经过多年的研究已建立起 各类细胞及相应肿瘤的免疫表型,并广泛应用于病理诊断,近 年来也已用于骨肿瘤。骨组织起源于中胚层间叶组织。骨组 织包括骨、软骨、骨膜以及其附属的血管、神经等,因此,原 发于骨的肿瘤来源复杂,其免疫表型除共同表达有别于上皮 来源的波形蛋白外,还有各自的特异性标记物。

  成骨性肿瘤免疫表型表达波形蛋白,Ⅰ、Ⅲ型胶原,骨连 接蛋白,骨钙蛋白和碱性磷酸酶。由于骨钙蛋白只有成骨细胞 分泌,因此可作为成骨性肿瘤的特异性标记物。除骨钙蛋白 外,其余均无肯定的鉴别意义。偶尔,骨肉瘤可表达结蛋白和 a-SMA,说明它向肌组织分化。恶纤组型骨肉瘤还可表达CD68、 AACT和溶菌酶,软骨母细胞型骨肉瘤更表达S-100蛋白。当骨肉 瘤表达角蛋白时说明肿瘤分化极低。

  成软骨性肿瘤的免疫表型为波形蛋白、S-100蛋白、Ⅱ型 胶原,但无法与含有软骨成分的其它病变相鉴别,如骨化性肌 炎、骨痂等。间叶性软骨肉瘤还可表达NSE和Leu7;去分化软 骨肉瘤的免疫表型应包括软骨肉瘤和去分化肉瘤组织两部分; 纤维组织性肿瘤表达波形蛋白;非骨化性纤维瘤还表达AAT、A ACT、溶菌酶;神经组织性肿瘤表达S-100蛋白、神经元特异性 烯醇化酶(NSE)、神经丝蛋白(NF)、突触素(synaptophsin)、嗜铬颗粒 蛋白(chromagranin)、胶原纤维酸性蛋白(GFAP);血管组织来源肿瘤 表达第Ⅷ因子相关抗原F8、CD43;组织细胞来源肿瘤表达AAT、A ACT、CD68、溶菌酶,肌肉组织肿瘤表达肌动蛋白、肌球蛋白、 肌红蛋白;Ewing肉瘤表达O13;恶性淋巴瘤表达LCA等。

  免疫表型表达的强弱因肿瘤的分化程度不同而异,低分化 肿瘤免疫表型弱表达或不表达。肿瘤标记物的检测有助于确定 肿瘤的来源及骨内转移性肿瘤的原发部位。现在,坚硬的骨 组织经脱钙后也可做免疫组化染色,仅少数抗原(CEA,EMA)在 强脱钙剂下可能丢失其抗原性。

  (三)流式细胞分析术(flow-cytometry,FCM)

  流式细胞分析术是现代分析细胞学的主要研究方法之一, 通过它可获得细胞成分和细胞生化代谢的定量资料,已在临床 医学中成为快速、有效、客观、多参数和定量单细胞分析研 究的有力工具。骨肿瘤实质性肿瘤细胞DNA倍体类型的研究以及 骨肿瘤细胞增殖特性的定量学研究反映骨肿瘤细胞内在固有 恶性程度,可用于评估患者预后,尤其在肿瘤早期。但目前该 技术要成为临床常规检查项目尚有困难,也不能仅依据流式 细胞分析的结果作出临床诊断,应密切结合病理学的检查。曾 报道应用流式细胞分析术对未经化疗的骨肿瘤石蜡标本细胞D NA进行检测发现良性骨肿瘤和瘤样病变均为二倍体,无异倍体 ,恶性骨肿瘤异倍体发生率高。肿瘤的活检和大体标本、原发 和继发病灶均表现出稳定的倍体类型。骨肉瘤分型、分级在D NA含量上无明显的区别。有意义的是骨巨细胞瘤DNA倍性检测 发现,Ⅲ级骨巨细胞瘤为异倍体,少数Ⅰ级骨巨细胞瘤DNA出 现异倍体,骨巨细胞瘤的DNA含量增高,DI/PI值明显表现出与它 的恶性度呈正相关,这正符合骨巨细胞瘤为一潜在恶性的肿 瘤。骨肿瘤异倍体的发生有其重要意义,可以认为DNA异倍体是 恶性骨肿瘤的特异性标志,潜在恶性与恶性肿瘤有较多机会 出现异倍体,肿瘤的恶性度愈高,异倍体发生的机率愈大,但 二倍体骨肿瘤不否定恶性。

  用流式细胞仪测定骨肿瘤凋亡细胞百分比,发现不同恶性 骨肿瘤患者对不同化疗药物、同一肿瘤的不同个体对同种化疗药物均有不同的肿瘤细胞凋亡比例,说明不同的化疗 药物对恶性骨肿瘤的凋亡诱导作用各不相同。传统的骨肿瘤 化疗敏感检测方法或易出现假阴性,或费时、费力,且易受免 疫排斥反应等因素影响,均不理想。目前,应用流式细胞仪 测定骨肿瘤凋亡细胞百分比,进而推算被测药物的化疗敏感性 ,具有方法简单、快速、灵敏及特异性等优点,可常规用于 指导临床选择敏感的化疗药物,制定更理想的个体化化疗方案 。

  (四)原位分子杂交技术

  原位分子杂交技术是将分子杂交与组织化学结合的一项技 术,它用标记的DNA或RNA探针在原位检测组织细胞内的特定的DN A或RNA序列。电镜原位杂交更具定位精确可靠,又可同时观察 细胞超微结构的特点,从分子生物学的角度认识细胞基因水平 的改变与细胞超微结构变化的关系。原位杂交技术已较广泛 的应用于骨肿瘤的分子病理诊断,探求恶性肿瘤细胞的来源, 研究基因表达、突变、丢失、插入对肿瘤细胞分化、分裂、 受体特性的影响以及恶性变及转移的关系。此外,原位杂交检 测骨肿瘤标记物mRNA,对肿瘤的早期诊断和治疗均有重要意义 。

  掌握上述各种技术,尽可能地避免出现假阳性和假阴性。 多种技术可同时做,也可以先后做。Micram提出,各种技术迭成 金字塔形,金字塔的底部为光镜及电镜,中间层为组织化学 、免疫组织化学和FISH技术,顶层为细胞遗传、流式细胞分析 术和PCR技术。必须要求每种技术的操作标准化,结果准确,否 则会得到矛盾的结果,反而干扰诊断。

  (五)骨肿瘤基因表达的研究

  近年来,骨肿瘤的分子遗传学研究主要集中在骨肉瘤和骨 巨细胞瘤,进展较快,方法先进、精确,包括癌基因的扩增和 抑癌基因的突变等,它们在骨肿瘤的发生、发展的不同阶段 起着不同的作用。

  1.癌基因

  (1)SAS(sarcoma amplified sequence)基因:在一些软组织肿瘤中有明 显的扩增,并与肿瘤的生长、转移有关。骨肉瘤SAS的扩增表明 肿瘤的高度恶性。

  (2)MDM2(muri nedouble minute2):MDM2是一种进化保守基因,具有 转录因子的功能。它与p53蛋白结合使p53功能失活[1]。在骨肉 瘤中MDM2的扩增与p53失活同时存在,研究MDM2在骨肉瘤中的 扩增有助于阐明缺乏p53基因改变的各类遗传机制,并提供诊 断和基因治疗的靶标。MDM2的扩增尤其多见于复发和转移的骨 肉瘤,因此,可以此估计骨肉瘤的预后。

  (3)c-myc基因:c-myc基因在恶性骨肿瘤中明显表达。骨肉瘤 中c-myc基因的扩增与肿瘤细胞的生长和分裂有关。恶性、进 展迅速、有转移倾向的骨肉瘤患者c-myc基因扩增伴Rb基因位 点结构的改变,说明c-myc基因扩增和Rb基因结构改变对骨肉 瘤的形成和发展起重要作用。

  (4)ras基因:ras基因在骨肉瘤、软骨肉瘤、骨巨细胞瘤中均 有高表达,提示ras基因激活与促进恶性骨肿瘤细胞的侵润及转 移有关。而ras基因活化又与Ⅳ型胶原酶的高表达有密切联系 ,因此认为这种改变可能是ras基因促进肿瘤细胞侵润转移的分 子调节机制之一。

  (5)c-fos基因:恶性骨肿瘤有强表达的c-fos基因,提示肿瘤 的快速增殖。发现c-fos基因蛋白表达与大部分骨肉瘤的侵润 性生长有关,并促使骨肉瘤细胞产生各种遗传学变化。骨肉 瘤的发生需要一定的c-fos基因水平。

  2.抑癌基因

  随着分子遗传学的迅速掘起,们逐渐认识到肿瘤的发展 是一个涉及多种基因的复杂过程。特别是与控制细胞正常生长 和分化的基因受到损伤而变异有关。这种损伤积累导致了癌 基因的激活和抑癌基因的丢失或失活,抑癌基因的功能丢失和 癌基因的表达是肿瘤发生的主要原因。

  (1)Rb基因:Rb基因是一种抑癌基因。检测了骨肉瘤、软骨肉 瘤、恶性纤维组织细胞瘤以及骨巨细胞瘤,发现Rb基因缺失、 片段大小改变,以骨肉瘤的变化最为明显,约43%的骨肉瘤显 示Rb基因结构、功能异常。Rb基因功能失活的机制可能有基因 全部或部分丢失、基因重排、点突变等,从而不能正常编码Rb 蛋白;Rb基因结构虽正常,但转录调节、转录后的修饰或翻译 异常,不能产生Rb蛋白或产生异常Rb蛋白;Rb基因活性受到抑制 。应用免疫组化法检测骨肉瘤中Rb基因表达常低于正常骨组织 ,骨巨细胞瘤的Rb基因与其分级呈负相关。Rb蛋白可能是一个 细胞对环境抑制信息作出反应的中间环节,Rb基因丢失使细胞 对外界的抑制信息失去反应能力,造成细胞无限生长和增殖, 导致肿瘤发生。随着研究的深入,对Rb基因的蛋白结构和功能 会愈来愈明了,有可能更详尽地阐明Rb基因在生长负调节和抑 制肿瘤方面的发生机制。骨肿瘤Rb基因的研究将有广阔的前景 。

  (2)p16基因:p16基因又称多种瘤抑制基因Ⅰ,为细胞周期蛋 白依赖性激酶的抑制剂,在75%癌细胞株中发生p16基因缺失或 突变。杨俊涛检测骨肉瘤各型间p16,差异无显著性意义,阳性 率约为37%,而在成骨细胞瘤中约为85%,两者有明显的差异 。这说明骨肉瘤p16基因的改变导致p16蛋白表达的丧失,使 细胞增殖程序性周期失控,从而无限制地分裂,与骨肉瘤的发 生、发展关系密切。施学东的研究发现,骨肉瘤组织中p16蛋 白表达率为83.3%,大部分骨肉瘤虽然有p16蛋白的表达,但其 不足以抑制CyclinD1/CDK4的活性和pRb的磷酸化,细胞恶性度得 不到遏制,p16功能不足可能与其G1期表达低有关。骨巨细胞瘤 的p16蛋白阳性,与骨巨细胞瘤的分级呈负相关。

  (3)p53基因:p53基因是生长负调节因子,该基因在维持细胞遗 传稳定中起关键作用,与细胞周期的控制、细胞分化、基因 组的可塑性以及细胞凋亡有关。p53基因分为野生型和突变型, 既往认为,突变型p53促进细胞恶性转化,而野生型有效抑制 细胞恶化。现在认为,p53基因某些位点虽突变后,但所形成的 p53基因仍具有野生型p53的特性,这种“假突变”、“假野生 型”现象可能比真野生型的抑癌作用更强。p53基因缺失和突变 被认为与多种肿瘤发生有关[2],p53蛋白的过量表达和p53基因 存在突变之间具有相关性,常提示预后较差。p53基因的改变研 究主要集中在骨肉瘤,研究认为在侵袭性及恶性骨肿瘤中均 有p53基因的缺失及突变。高恶的骨肉瘤、Ewing肉瘤、恶性纤维 组织细胞瘤的表达率竟高达40%~60%,它是侵袭性和恶性骨肿瘤的标志物。Ⅲ 级骨巨细胞瘤以及复发的Ⅰ、Ⅱ级骨巨细胞瘤的p53也有高表 达,因此,p53可作为骨巨细胞瘤预后的参考。恶性骨肿瘤p53 基因突变与p53蛋白过度表达之间的完全一致说明p53基因突变参 与了恶性骨肿瘤的发生与发展。

  (4)p21wafl/cipl基因:p21wafl/cipl基因是近年来发现的新的抑癌基因[3]。p21基因编码产物是一种细胞周期依赖性激酶抑制蛋白 (cyclin dependent kinase inhibitor,CDKI),它通过调控细胞周期的进程 ,参与细胞的生长、分化、衰老及死亡,作为p53基因的下游 产物,它执行p53的部分功能。在大多数正常组织中均有表达, 但表达的情况差别很大。李月白等[4]发现骨肉瘤的p21蛋白阳 性率和强度均明显高于骨软骨瘤和正常骨组织。p21基因总体趋 势与p21蛋白基本一致。过表达者预后差,因而,检测p21基因 和蛋白可以作为骨肉瘤预后的指标。他们认为,p21基因的高表 达也像p53基因的突变和高表达一样是一种病理性的表现,其 p21蛋白丧失了正常的细胞周期的抑制作用,不能在C1/S关卡阻 止受损或异常DNA的复制,使细胞处于快速无限的增殖状态。崔 大祥等报告p21基因在骨肉瘤中常有第二外显子的突变,以高 表达方式参与骨肉瘤的发生与发展。此两作者的研究结果基本 一致。但李春林报告,恶性骨肿瘤中p21基因及p21蛋白的表达 比骨的非恶性肿瘤低,p21基因及p21蛋白高表达者的生存时间长 ,此结果与上述结果完全相反。由于这方面的研究报告不多 ,p21基因与骨肉瘤的关系有待于进一步探讨。

  (5)多药耐药基因:近年来,骨肉瘤的保肢率和治愈率明显提 高得益于化疗药物的使用。耐药性是临床肿瘤化疗失败的常 见原因。肿瘤细胞耐药的原因很多,其中最主要的是多药耐药 基因过度表达。多药耐药基因的表达产物为P糖蛋白(p170),具 有移除细胞内毒性物质(包括化疗药品)的泵出作用。研究表明 ,多药耐药基因与骨肿瘤的病变大小、外科分期、病理分级及 转移有关;骨肉瘤常表现多药耐药基因异常[5]、多药耐药基 因的高表达和p170蛋白的高表达;p170表达的水平愈高,1年内肺 转移的可能性愈大;恶性骨肿瘤对化疗的不敏感与骨肿瘤中 存在p170有关。文献报道恶性骨肿瘤约有1/2p170呈阳性,复发后 p170大多为阳性,说明复发后的肿瘤细胞增殖活跃,对化疗的 耐药性增加均与p170有关。此外,原发病灶敏感的药物,转移 灶却耐药,这可能由于不规范的化疗所致。因此,建议在化疗 前后均取标本检测,并要观察转移灶。

  (6)肿瘤转移相关基因:恶性肿瘤难以治愈的原因是肿瘤的转 移和扩散。肿瘤转移特性受一组基因调控,即正向作用的“ 转移相关基因”和反向作用的“抑制转移相关基因”。前者激 活和后者失活均可诱导肿瘤转移表型产生,进而导致肿瘤转 移。目前认为,nm23基因是最有前途的抑制转移相关基因。nm23 基因在多种肿瘤均有研究,有基因突变、等位基因消失、mRN A转录及蛋白质翻译水平改变。

  在一般情况下,nm23基因及其产物的低表达与疾病的进展、 高转移潜能有关,疾病的预后也差。但有数位学者,如Honoki 等(1993)[6]、Oda等(1995)、哈力南等(1998)、廖威明(1998)和于秀淳 等(2000)分别发现,转移高潜能的骨肉瘤nm23的转录水平明显高 于低潜能的骨肉瘤,且随肺转移数目的增加而升高;原发灶和 转移灶之间的nm23水平无差异;nm23蛋白的表达与骨肉瘤的病理 分级、分型、肿瘤大小均无关。因此认为,nm23基因在骨肉瘤 中并无抑制肿瘤转移的作用,此结果与一般的不同,有待进一 步的研究。

  总之,检测骨肿瘤的癌基因、抑癌基因、转移相关基因、 转移抑制相关基因及多药耐药基因等必将对骨肿瘤的诊断、基 因治疗及预后评估起重要的作用。但目前的研究还仅处于早 期阶段。

  (7)骨肉瘤基因易位的研究:许多肉瘤都有非常特异的染色体 易位,这种易位可通过遗传学检测手段测出,常作为某一肿 瘤的特异标记物。为探讨肿瘤发病机制,指导肿瘤的分类、分 期、诊断、治疗及预后的评估提供遗传学基础。原发于骨的 肿瘤中,95%的Ewing肉瘤和原始神经外胚叶肿瘤表现同样恒定 的特异的染色体t(11,22)(q24,q12)易位引起EWS/FLI1基因融合,这使 Ewing肉瘤和PNET有别于其它类型的小圆细胞肉瘤,并认为Ewing 肉瘤和PNET在遗传学上属同一类肿瘤家族。其它5%的病例表现 为一个隐蔽的t(22,22)(q22,q12)易位,它是EWS与另一个位于q21,22 的ERG基因易位产生的EWS-ERG融合基因,是EWS/EFL1重排的类似物 。另一个少见的Ewing肉瘤/PNET变异易位t(7,22)(q22,q12)即EWS与ET V1的融合。这种融合基因的嵌合mRNA转录是一种很有价值的分 子诊断方法。由于Ewing肉瘤/PNET染色体易位的频发、恒定及特 异,诊断手段(RT-PCR、Fish、Southern-blot)的可靠性和高成功率 ,故有较好的诊断价值。有关骨肿瘤的基因易位和融合的研 究在国外已较普遍,并作为常规临床检测项目[7],国内尚未开 展。最近,李茂廷就检测Ewing肉瘤、小圆细胞肉瘤及滑膜肉瘤 的特异染色体易位,得到了有益的结果,有望在今后积累更 多的资料,结合临床的随访,进行进一步的研究。

  二、骨肿瘤的活检

  活检是用手术方法从肿瘤组织上直接切取小块组织进行病 理组织学检查,以配合临床对疾病作出正确诊断,确定进一步 的治疗方案。它的特点是:(1)对病变组织进行最直观的观察及 分析,(2)了解病变的发展阶段及其趋势,(3)分析机体的抗病能 力。但活检可能产生如下的弊病:(1)小块活检组织取材不可避 免存在本身的局限性,加之取材时可能出现取材不当,未将真 正的肿瘤取到,造成不能完全甚至完全不能反映病变真实面 貌,(2)切片质量的低劣,(3)病理医生思考方法的片面导致错误 的诊断,(4)有些病变属非特异性的,单靠病理形态不足以作 出诊断,尚需其它检查的配合。

  切取活检是术前最准确、最可靠的诊断方法,由于取材部 位准确,容易得到较满意的组织学诊断。要做到好的切开活检 ,必须首先在综合详尽的病史和体检的基础上提出临床的鉴 别诊断,并经过化验、放射学检查缩小鉴别的范围,力求最确 切的解剖部位,此时的活检取材才最有价值,对手术的干扰 也最小。一般认为,原发于骨内的恶性肿瘤的软组织侵润部分 表现出肿瘤的最高恶性度,而髓腔内肿瘤部分则趋于分化而有利于探索其组织来源。因而 ,在取材时应尽量取到这两部分材料。

  目前发展起来的闭合活检(经皮穿刺)包括抽吸及取芯两种 方法。前者适合于细胞成分丰富的肿瘤、骨髓肿瘤和转移瘤。 后者较有利于实质性肿瘤,尤其是含纤维、骨或软骨的肿瘤 ,能取到较多的肿瘤组织。闭合活检的优点是:(1)采用局麻, 操作简便、安全、迅速。(2)最小程度的损伤肿瘤及周围组织, 减少扩散及污染。(3)部分骨肿瘤,术前需做化疗(如骨肉瘤), 因此,术前明确诊断可决定进一步的治疗方案。同时,化疗 前已有病理报告,化疗后的病理组织检查可以判断化疗的效果 ,即使因肿瘤的化疗效果好而大部分肿瘤组织坏死,也不至 于影响最终的诊断。(4)特殊部位的肿瘤,对放、化疗敏感的, 闭合活检可免去一次手术。闭合活检的缺点是:(1)切取组织太 少,诊断的难度更大;(2)不能在直视下进行,特殊部位、特殊 肿瘤需在CT引导下进行,否则,假阴性率高;(3)有出血倾向的 患者,有可能导致大出血,尤其是特殊部位;(4)部分坚硬的 肿瘤(骨皮质部位的肿瘤或含大量骨质的肿瘤),穿刺有困难。

  天津医院病理科分析该院21年816例骨肿瘤及瘤样病变的穿 刺活检的穿刺过程、病理诊断与术后病理诊断作对比研究,取 材失败率为13.8%,取材成功中的88.6%能作出明确诊断。与术 后病理诊断完全一致者占术后病理证实中的88.6%。

  由于切开活检破坏肿瘤原有的屏障、包围带和软组织间室 ,手术引起的血肿使肿瘤污染组织的范围扩大,深部肿瘤的切 开活检十分复杂,靠近神经、血管区的活检有出血和被肿瘤 污染的可能而影响保肢,不正确的切口会增加下一次手术的困 难,甚至失去保肢的机会。因此,应优先考虑闭合活检。不 论是闭合活检还是切开活检都必须在能给患者做根治性手术的 医院中进行,切忌盲目活检。闭合活检最好请有经验的、掌 握一定骨肿瘤病理知识的骨科医生操作,必要时需由CT引导。

  三、骨肿瘤分类的进展

  骨肿瘤的分类以病理形态为基础,并由不断的临床实践和 实验研究所得的结果加以完善。

  最早于1865年由Virchow根据光镜下病理所见将骨肿瘤分为圆 形细胞肉瘤、梭形细胞肉瘤和巨细胞肉瘤。1934年Ewing随着病例 数目的增加和免疫组织化学方法的应用将骨肿瘤分类作了改 进,分为骨源性肿瘤类、软骨瘤类、巨细胞瘤类、血管瘤类、 骨髓瘤类、网织细胞淋巴肉瘤及脂肪肉瘤等七类,每一类又 分为良性及恶性。1972年WHO第1版骨肿瘤分类法,分为成骨性肿 瘤、成软骨性肿瘤、巨细胞瘤、骨髓瘤、脉管肿瘤、结缔组织 肿瘤、其它肿瘤、未分化肿瘤及瘤样病变等九大类,每类也 分良性和恶性。1983年长春骨肿瘤专题研讨会制定出适合于我 国的骨肿瘤分类法,分为骨源性肿瘤、软骨源性肿瘤、纤维组 织源性肿瘤、组织细胞源性肿瘤、脉管源性肿瘤、神经源性 肿瘤、脂肪源性肿瘤、骨髓源性肿瘤、脊索源性肿瘤、上皮包 涵性来源肿瘤、间充质来源肿瘤、未定类肿瘤及其它来源肿 瘤等十三类,除良、恶性外,还出现一些中间型性质的肿瘤, 如恶性成骨细胞瘤、透明细胞软骨肉瘤、韧带性纤维瘤、血 管内皮细胞瘤、侵袭性血管外皮细胞瘤、骨巨细胞瘤等,将它 们看作低度恶性的肿瘤。1994年WHO第2版骨肿瘤分类法,在以前 分类的基础上,出现的一些肿瘤新的分型有很重要的临床意 义。综上所述各种分类法,可以看出,骨肿瘤的分类主要依据 瘤细胞的形态以及瘤细胞所产生的特殊基质,并参考瘤组织 的超微结构及免疫组织化学染色特性。所列各大类中再分为良 、恶性以及其间的有局部侵润特性的中间型。

  目前,骨肿瘤分类学上的一些新变化及悬念:

  (一)成骨性肿瘤

  1.骨样骨瘤和成骨细胞瘤:两者均以成骨细胞增生和形成较 多的骨样基质为特点。电镜下,可见到成骨细胞发育的不同阶 段,骨样骨瘤以较成熟阶段的成骨细胞及骨样基质为主,成 骨细胞瘤以较幼稚阶段的成骨细胞及骨样基质为主。因此,作 者认为这两种肿瘤可能为同一肿瘤的不同分化阶段[8]。但由 于它们的大小、发病部位及X线所见尚各有特点,目前,上述 观点仍未被公认,可在今后积累更多资料后再作定论。

  2.根据骨肉瘤形态及其生物学行为,又增加数种亚型:

  (1)毛细血管扩张型骨肉瘤(telangiectatic osteosarcoma):此类骨肉瘤较少,发病率约1%~4%。病变 迅速膨胀,恶性度极高,预后差。X线所见为以溶骨性破坏为 主的病变而无骨硬化。肿瘤内有多个大的充满血液的腔隙伴明 显的出血及坏死。囊壁实质性瘤组织极少,大体及低倍镜下 形态酷似动脉瘤样骨囊肿。主要掌握此类肿瘤的囊壁为恶性成 骨细胞并有肿瘤性直接成骨,瘤细胞有明显的异型性及较多 的病理核分裂相。它与动脉瘤样骨囊肿的形态相似,但治疗方 法及预后极不同,因此,两者的鉴别尤为重要。免疫组织化 学染色可能稍有帮助。临床或病理将毛细血管型骨肉瘤误诊为 动脉瘤样骨囊肿者并非少见,导致术后肿瘤复发或危及生命 ;反之,将丧失本不该丧失的组织或器官,后果均极为严重, 必须引起高度重视。

  (2)小圆细胞型骨肉瘤(small cell osteosarcoma):它是一种不常见的骨肉瘤,恶性度高,预后极差。19 79年由Dahlin首先描述,由于形态上十分相似于Ewing肉瘤,故称 其为Ewing骨肉瘤。肿瘤由大量的、形态较一致的小圆细胞组成 ,瘤细胞间有小片状或枝状的瘤骨并有钙化现象,此点为与E wing肉瘤鉴别的要点。电镜观察及免疫组织化学染色有助于两 者的鉴别。近年来,有文献报道小圆细胞型骨肉瘤误诊为慢性 骨髓炎或反之,应引起重视。

  (3)髓内高分化骨肉瘤(中央性高分化低恶性骨肉瘤,intraoss eous well-differentiated osteosarcoma):组织学近似于皮质旁骨肉瘤或 骨纤维异样增殖症,细胞呈梭形,分化好,罕见核分裂,细胞 间多量纤维组织和骨小梁,可见梭形细胞与骨小梁的移行。 若治疗不当可复发或转为髓内高恶性骨肉瘤。

  (4)富巨细胞骨肉瘤(giant cell rich osteosarcoma):形态与髓内传统 型骨肉瘤相似,在此基础上出现大量无异型性的破骨细胞样 多核巨细胞。多核巨细胞一般较大,核数较多,分布较均匀。 诊断时须与恶性骨巨细胞瘤鉴别,鉴别要点为:①恶性骨巨细 胞瘤中的巨细胞数目少,体积小,核数少,分布不均匀;②恶性骨巨细胞瘤内无瘤骨 ;③恶性骨巨细胞瘤可能有良性骨巨细胞瘤病史,甚至可见 到良性骨巨细胞瘤的组织像。

  (5)高恶浅表性骨肉瘤(high-grade surface osteosarcoma):多见于长 骨骨干,X线检查常有一广基性外凸的包快。镜下形态同骨母 细胞型骨肉瘤。此瘤恶性度高,需与广基型骨软骨瘤及骨化性 肌炎(heterotopic ossification)相鉴别。根据它们各自的形态特 点,鉴别时不会有太大的困难。

  (6)骨膜骨肉瘤(periosteal osteosarcoma):它不同于皮质旁骨肉瘤 ,多见于年青的骨干。X线见瘤体位于骨皮质的表面,扩散 并延及周围软组织,肿瘤不侵犯骨髓腔,骨内膜结构正常。骨 膜骨肉瘤主要应与骨化性肌炎鉴别。

  (7)骨皮质内骨肉瘤(intracortical osteosarcoma):多见于长骨骨干 ,而发生在股骨、胫骨占93%。X线片示骨皮质不规则的透亮 区伴周围硬化。镜下所见与髓内传统型骨肉瘤相似。

  3.侵袭性成骨细胞瘤(aggressive osteoblastoma):或称恶性成骨细 胞瘤(malignant osteoblastoma),肿瘤性成骨细胞体积大,细胞核肥 硕、深染,瘤细胞有明显的异型性及较多的核分裂相,肿瘤性 骨样基质较少。肿瘤可穿透骨皮质至周围的软组织。对于恶 性成骨细胞瘤是否可以出现软骨,各家持不同的看法。有的病 理学家认为可有软骨,或认为它就是骨母细胞型骨肉瘤。笔 者认为,由于恶性成骨细胞瘤源于成骨细胞的增生,因此,它 不应出现肿瘤性软骨,这正是它与骨母细胞型骨肉瘤的不同 之处。此外,恶性成骨细胞瘤的骨小梁排列较规则,缺乏坏死 ,生物学行为为局部的侵润,少转移,均有别于骨肉瘤。因 此,还是将它单列为佳,并称其为侵袭性成骨细胞瘤。

  (二)成软骨性肿瘤

  成软骨性肿瘤中增加了去分化软骨肉瘤和透明细胞软骨肉 瘤:

  1.去分化软骨肉瘤:(dedifferentiation chondrosarcoma):在高分化软骨肉瘤的基础上出现未分化肉瘤组 织,如骨肉瘤、恶性纤维组织细胞瘤或纤维肉瘤。或者,既往 有一软骨肉瘤的病史,此次再出现未分化的肉瘤组织也可称 为去分化软骨肉瘤。

  2.透明细胞软骨肉瘤(clear cell chondrosarcoma):肿瘤位于骨骺 端,特点为肿瘤呈小叶状,瘤细胞胞质透明,散在的多核巨细 胞及肿瘤细胞周围的钙化,肿瘤细胞分泌软骨样基质等形态 上很象恶性的软骨母细胞瘤。软骨母细胞瘤属良性形态,有侵 袭性生长和肺转移等潜在恶性的生物学行为。因此,笔者认 为应把软骨母细胞瘤视为有恶性潜能的肿瘤。原发恶性软骨母 细胞瘤是否存在,尚有争议。透明细胞软骨肉瘤是否视为原 发恶性软骨母细胞瘤,可再探讨。

  (三)骨髓源性肿瘤

  骨髓源性肿瘤包括Ewing肉瘤、恶性淋巴瘤、骨髓瘤,新增 加了原始神经外胚叶肿瘤(primitive neuroectodermal tumors,PNETs)。

  PNETs分为中枢型(cPNETs)和外围型(pPNETs)两类。pPNETs瘤细胞 小,密集成巢,瘤细胞卵圆形或梭形,有纤维组织分隔及大量 核分裂相。瘤细胞呈Homer-Wright菊花团排列,形态上与Ewing肉 瘤相似。免疫组化染色表现为部分细胞的NF阳性、神经内分泌 颗粒阳性。pPNETs与Ewing肉瘤的关系究竟怎样?研究表明两者有 以下的相似点:(1)有相似的染色体t(11,22)(q24,q12)易位,单克隆抗 体O13阳性;(2)有相同的癌基因c-myc及n-myc;(3)有相同的胆 碱能神经转递酶;(4)体外培养显示神经分化的特征。但也有一 些不同之处(表1)。所以,Ewing肉瘤可能是pPNETs家族中的一员[9-12]

表1 pPNETs与Ewing肉瘤的不同点

pPNETs Ewing肉瘤
多见于胸部 多见于盆骨、脊柱
Homer-Wright菊花团多 Homer-Wright菊花团少
糖原少 糖原多
纤维组织分隔明显 纤维组织分隔不明显
多数瘤细胞神经标记阳性 少数瘤细胞神经标记阳性

  pPNETs的诊断应密切考虑临床、X线表现,结合病理组织形 态,参考免疫组织化学特性,并与Ewing肉瘤、恶性淋巴瘤及胚 胎性横纹肌肉瘤相鉴别。

  (四)韧带样纤维瘤

  韧带样纤维瘤(desmoplastic fibroma)具有很强的侵袭性,局部切 除后多数患者有复发倾向,故又称其为侵袭性纤维瘤,并将 其列为中间型肿瘤。笔者见过1例发生在手背的韧带样纤维瘤 ,多次局部切除,多次复发,最后虽截除了上肢却仍在肩部复 发而未能幸免于难。因此,临床上应十分注意此瘤的侵袭行为。

  构成韧带样纤维瘤的主要成分是成纤维细胞,经电镜证实 韧带样纤维瘤还含有肌纤维母细胞,因此,其免疫组化染色表 现为Vimentin阳性,或Vimentin+actin阳性,或Vimentin+desmin阳性 ,或Vimentin+actin+desmin阳性。

  (五)骨巨细胞瘤(giant cell tumor of bone)

  骨巨细胞瘤是一种潜在恶性的肿瘤,有较强的局部侵袭性 ,易复发。Jaffe分级法将骨巨细胞瘤分为三级,Ⅰ、Ⅱ级骨巨 细胞瘤属良性肿瘤,Ⅲ级骨巨细胞瘤属恶性肿瘤。但骨巨细 胞瘤的病理分级与临床行为常并不一致,Ⅰ级骨巨细胞瘤可 侵润性生长并远隔转移。近年来,有关其生物学行为的研究方 面取得了一些有益的结果。检测了骨巨细胞瘤的增殖指数(PI) 、凋亡率(AR)及PI/AR比值,证明低凋亡率或高增殖、低凋亡的 骨巨细胞瘤易复发,所以,凋亡率、增殖/凋亡比值对评价骨 巨细胞瘤的预后有指导意义。研究报告骨巨细胞瘤的PCNA随分 级程度升高而增高,说明Jaffe分级可以反映骨巨细胞瘤的增殖 状况。PCNA增殖指数对判断骨巨细胞瘤的细胞增殖性和肿瘤的 预后有一定的参考价值。大多数的骨巨细胞瘤的Rb、p16蛋白 呈阳性反应并与其分级呈负相关。Bcl蛋白表达在Ⅰ级骨巨细 胞瘤与Ⅲ级骨巨细胞瘤之间有明显差异。Ⅲ级骨巨细胞瘤以及 复发的Ⅰ、Ⅱ级骨巨细胞瘤的p53基因均为高表达。DNA倍性 检测发现,Ⅲ级骨巨细胞瘤及少数Ⅰ级骨巨细胞瘤DNA为异倍 体,说明Ⅰ级骨巨细胞瘤的潜在恶性行为。骨巨细胞瘤的DNA 含量增高,DI/PI值明显表现出与恶性度呈正相关。骨巨细胞瘤的生 物学行为的研究对临床治疗有极其重要的作用,今后还要继 续深入。

  (六)纤维组织细胞性肿瘤

  纤维组织细胞性肿瘤中增加了良性纤维组织细胞瘤(benign fibrous histocytoma),以有别于非骨化性纤维瘤、干骺端骨皮质缺 损等病变。它们的组织形态非常相似,病变由纤维细胞和组织 细胞组成,细胞间形成大量胶原纤维并可排列成束状或旋涡 状,还有一些炎性细胞,瘤细胞不形成骨。现在认为,良性纤 维组织细胞瘤发病年龄偏大,好发于髂骨及肋骨,少数在长 骨的骨干中央,这些均与非骨化性纤维瘤不同。

  (七)瘤样病变

  瘤样病变中增加了骨纤维结构不良、骨内表皮样囊肿和巨 细胞修复性肉芽肿。

  1.骨纤维结构不良(osteofibrous dysplasia):好发于10岁以下儿童 ,多见于胫骨、腓骨或胫腓骨的骨干,干骺端少见,从不累及 骨骺。病变组织形态酷似骨的纤维结构不良,即增生的纤维 组织间散在形态不同的编织骨,但此病的编织骨周围有活跃的 成骨细胞,也可见到较成熟的板层骨。一般无症状,可出现 胫前包块、畸形并随年龄的增长而明显,很少伴有病理性骨折 。X线表现为病变位于骨皮质,呈梭形低密度膨胀性改变,病 灶周围硬化影。应与骨的纤维结构不良、长骨造釉细胞瘤、非 骨化性纤维瘤及纤维性骨炎等鉴别。

  2.骨内表皮样囊肿(intraosseous epidermoidcyst):少见,好发于成 年男性,多见于颅骨、指骨或趾骨。为一含有豆渣样物的薄壁 囊肿,囊壁被覆鳞状上皮伴明显的角化及异物巨细胞反应。X 线表现为骨内的圆形溶骨性改变伴周围硬化。

  3.巨细胞修复性肉芽肿(giant cell repairative granuloma):是一种骨内反应性修复性瘤样病变。镜下 为增生的纤维母细胞及丰富的胶原纤维,出血灶周围有大量的 小型多核巨细胞和巨噬细胞,后者的胞浆内可有被吞噬的含 铁血黄素,还可见到反应性新生骨。

  四、骨肿瘤病理诊断——临床、影像学、病理相结合的原则

  迄今为止,已比较公认骨肿瘤病理诊断应严格遵守临床、 影像学、病理相结合的原则。疏忽了这一点有可能作出错误的 诊断:如将骨化性肌炎或生理骨痂误诊为骨肉瘤,皮质旁骨肉 瘤误诊为骨软骨瘤,非骨化性纤维瘤误诊为骨巨细胞瘤,骨软 骨瘤误诊为正常骨质,分化良好的软骨肉瘤误诊为软骨瘤等 。要特别注意患者的年龄及病变的部位。如年龄小于20岁的小 圆细胞肉瘤多考虑Ewing肉瘤或神经母细胞瘤,年龄大于20岁的 则多考虑恶性淋巴瘤或骨髓瘤。同样的病理形态改变发生在不 同的部位可能有不同的生物学行为,如分化良好的肿瘤性软 骨,发生在四肢端诊断为软骨瘤,而在躯干部应考虑为低度恶 性的软骨肉瘤等。因此,骨病理医生除了要有扎实的病理学 专业知识外,还要掌握相关学科的基本知识,此外,也要认识 到骨肿瘤取材及制片的特殊性。只有这样,才能作出正确的 病理诊断。骨肿瘤病理的研究任重道远,但前景美好。而对于 临床骨科医生来说,掌握基本的骨肿瘤病理知识则是十分有 益的。

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(收稿日期:1999-08-13)


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