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恶性周围神经鞘膜瘤鉴别诊断利器-免疫组化H3K27me3缺失

 binho900 2019-08-31


导读

恶性周围神经鞘膜瘤(malignant peripheral nerve sheath tumors,MPNST)约占软组织肉瘤的5%,可以表现为散发病例,也可见于1型神经纤维瘤病背景下,二者比例近似;约10%的病例发生于放疗后。

从临床病理的角度来说,该肿瘤大多发生于中年至老年患者肢体,其次为躯干、腹膜后及头颈部。组织学该肿瘤细胞呈束状排列,细胞密度不一,可有黏液样区域、血管周围瘤细胞密集等表现,细胞呈梭形,细胞核两端尖细、深染,胞质稀少;还可出现上皮样区域及异源性分化等。

免疫组化方面,并非所有的肿瘤均表达施万细胞标记,如S-100仅40-50%的病例阳性且仅少数细胞表达,SOX10及GFAP的阳性率仅约30%。因此散发性病例的诊断可能更多的取决于特征性组织学表现、并排除形态类似肿瘤。

随着研究的深入,发现70-90%的MPNST存在多梳抑制复合物(polycomb repressive complex 2,PRC2)的失活;PRC2的失活会导致组氨酸H3的27号位点赖氨酸三甲基化(trimethylation at lysine 27 of histone H3,H3K27me3)缺失,因此后者可能可以作为MPNST的鉴别指标。

有鉴于此,哈佛大学医学院附属布列根和妇女医院著名软组织病理专家Fletcher教授与同事Hornick等收集100例典型MPNST病例进行了相关研究。具体纳入散发病例70例,1型神经纤维瘤病相关10例,放疗相关10例,上皮样MPNST病例10例;肿瘤分级方面低级别31例,中等级别36例,高级别33例。8例散发性MPNST具有异源性分化(5例为骨-软骨分化、3例为横纹肌肉瘤分化),2例1型神经纤维瘤病相关MPNST具有异源性横纹肌肉瘤分化,1例放疗相关MPNST具有异源性颗粒细胞分化及骨、软骨分化。

同时选择200例其他梭形细胞肿瘤供对比研究,具体为单型性滑膜肉瘤20例、平滑肌肉瘤20例、去分化脂肪肉瘤20例、恶性孤立性纤维腺瘤肿瘤20例、低级别纤维黏液样肉瘤20例(其中10例伴硬化性上皮样纤维肉瘤)、富于细胞性神经鞘瘤20例、非典型神经纤维瘤10例、梭形细胞横纹肌肉瘤10例、胃肠道间质瘤10例、隆突性皮肤纤维肉瘤10例、梭形细胞型恶性黑色素瘤20例、未分类的放疗后肉瘤20例。

需要注意的是,有的病例H3K27me3免疫组化大部分区域为阳性、而极少数细胞核(<5%)并不着色,这种情况的意义还不明确。纳入研究的病例免疫组化H3K27me3阴性比例如下:散发性MPNST中为49%(34/70),1型神经纤维瘤病相关MPNST中为70%(7/10),放疗相关MPNST中为100%(10/10),上皮样MPNST中为0%(0/10);在MPNST中总体阴性比例为51%(51/100)。

就散发性MPNST而言,H3K27me3阴性比例在形态学典型且有免疫组化支持病例为44%(21/47),仅有典型形态学表现但无免疫组化支持病例为56%(13/23)。对于散发、1型神经纤维瘤病相关、放疗相关的共计90例MPNST病例来说,H3K27me3阴性比例在低级别病例为29%、中等级别病例为59%、高级别病例为83%:相比低级别病例来说,H3K27me3缺失更多见于中等级别和高级别(29%,9/31;VS. 71%,42/59;P=0.0003)。

需要注意的是,某些H3K27me3阴性病例中会有部分(20-40%)瘤细胞出现异质性着色,具体在1型神经纤维瘤病相关MPNST中有3例(30%,n=10)、散发性MPNST中有3例(4%,n=70)。 

研究中纳入的其他类型肿瘤除4例(20%)未分类的放疗后梭形细胞肉瘤出现H3K27me3阴性外(其中2例具有异质性着色),其余均为细胞核弥漫阳性表达。

综合上述结果,作者在发表于美加病理学会(United States and Canadian Academy of Pathology)官方期刊《Modern pathology》的文章中指出,H3K27me3免疫组化表达缺失可作为MPNST与其他良性及恶性梭形细胞肿瘤鉴别的有用标记,但要注意其在低级别肿瘤时敏感性较低、在中等级别肿瘤其敏感性中等。此外,相比散发性病例而言,H3K27me3免疫组化表达缺失更多见于1型神经纤维瘤病相关MPNST,尤其多见于高级别肿瘤、放疗相关肿瘤。部分此前诊断的放疗相关未分类肉瘤中H3K27me3免疫组化表达缺失,表明这类肿瘤部分可能是MPNST。

图例赏析

图1. 低级别MPNST(a)免疫组化大部分均有H3K27me3的表达(b);相反,半数以上的高级别MPNST(c、e)免疫组化H3K27me3表达缺失(d、f);血管内皮细胞及散在的炎症细胞可作为阳性内对照。

图2. 1型神经纤维瘤病相关MPNST中,部分病例(a)会有H3K27me3的异质性表达(b),而有些病例(c)则完全缺失(d)。

图3. 放疗相关MPNST(a)免疫组化H3K27me3表达总是缺失(b);相反,上皮样MPNST(c)则有H3K27me3表达。

图4. 部分放疗相关未分类梭形细胞肉瘤(a)会有免疫组化H3K27me3表达的完全缺失(b)。

图5.散在部分细胞核有退行性改变的非典型神经纤维瘤(a)、具有典型玻璃样变血管的富于细胞性神经鞘瘤(c),免疫组化H3K27me3均为弥漫强阳性(b、d)。

图6. 单型性滑膜肉瘤(a)、平滑肌肉瘤(c)免疫组化H3K27me3均为弥漫强阳性(b、d)。

图7. 去分化脂肪肉瘤(a中左下角,该例中伴有高分化脂肪肉瘤)免疫组化H3K27me3为阳性(b);梭形细胞型恶性黑色素瘤(c)免疫组化H3K27me3为阳性(d)。

后记

与其他免疫组化指标的“宿命”一样,随着研究的深入,逐渐发现有更多形态学类似MPNST的肿瘤会出现免疫组化H3K27me3表达缺失,具体如形态学需与MPNST鉴别的部分滑膜肉瘤、隆突性皮肤纤维肉瘤、恶性黑色素瘤,以及可能极少需鉴别诊断的组氨酸H3K27M突变胶质瘤、部分后颅窝室管膜瘤、Merkel细胞癌、部分脑膜瘤、个别去分化软骨肉瘤等。

最近,美国宾夕法尼亚大学Marchione等人发表在《Modern pathology》的文章中指出,对于MPNST来说,H3K27me2表达缺失可能要比H3K27me3表达缺失更为敏感。他们还对42例恶性黑色素瘤、54例滑膜肉瘤进行了免疫组化研究,结果表明这组肿瘤尽管没有H3K27me3的全部缺失,但一般阳性也仅为局灶、弱阳性;相反,H3K27me2则所有病例均为明确的阳性。因此该文提出,对于MPNST的鉴别诊断来说,H3K27me2缺失可能比H3K27me3缺失更具鉴别诊断价值。

图8. MPNST中免疫组化H3K27me2与H3K27me3的比较。a:3例H3K27me3阳性MPNST病例中,H3K27me2也为阳性表达;b:H3K27me3不表达的MPNST病例中,H3K27me2也不表达。该研究中纳入MPNST病例中,H3K27me3表达缺失者共计34例,只有1例出现了H3K27me2的弱阳性,其阳性强度比肿瘤内浸润的淋巴细胞强度还要低(右下图箭头所示为淋巴细胞着色)。

图9. 免疫组化H3K27me2缺失肿瘤示例,左侧为HE染色,中为H3K27me3免疫组化,右为H3K27me2免疫组化;a为MPNST,b为组氨酸H3K27M突变胶质瘤,c为后颅窝室管膜瘤,d为Merkel细胞癌。由该图可见,上述其他肿瘤均出现了H3K27me3的缺失,但H3K27me2仍为阳性,而MPNST中H3K27me2染色缺失。

图10. 部分强阳性(a)、中等阳性(b)、弱阳性或不表达(c)H3K27me3的恶性黑色素瘤病例,左侧为HE染色,中间为免疫组化H3K27me3,右侧为免疫组化H3K27me2。由该图可知,尽管恶性黑色素瘤中可能出现H3K27me3的缺失,但所有病例均有H3K27me2的强阳性表达。

图11. 部分强阳性(a)、中等阳性(b)、弱阳性或不表达(c)H3K27me3的滑膜肉瘤病例,左侧为HE染色,中间为免疫组化H3K27me3,右侧为免疫组化H3K27me2。由该图可知,尽管滑膜肉瘤中可能出现H3K27me3的缺失,但所有病例均有H3K27me2的强阳性表达。

 
参考文献

1.Schaefer IM,Fletcher CD.Loss of H3K27 trimethylation distinguishes malignant peripheral nerve sheath tumors from histologic mimics[J].Modern pathology,2016,29(1):4-13.

DOI:10.1038/modpathol.2015.134

2.Marchione DM,Lisby A,Viaene AN,et al.Histone H3K27 dimethyl loss is highly specific for malignant peripheral nerve sheath tumor and distinguishes true PRC2 loss from isolated H3K27 trimethyl loss[J].Modern pathologyc,2019.

DOI:10.1038/s41379-019-0287-8


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