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【综述】低分化脊索瘤53例分析

 ICON伽玛刀 2023-06-22 发布于上海

APMIS 2019 9月[127(9):607-615.]在线发表土耳其Hacettepe Unıversity的H Gokce Yeter  , Kemal Kosemehmetoglu , Figen Soylemezoglu撰写的综述《低分化脊索瘤53例分析。Poorly differentiated chordoma: review of 53 cases》(doi: 10.1111/apm.12978.)。

分化脊索瘤(分化脊索瘤,PDC)是一种新发现的脊索瘤变体,目前尚未被认为是一种亚型,但在形态学、免疫组织化学和分子特征以及临床结局方面都有其独特的特点。简要回顾低分化脊索瘤的临床、形态学、免疫组织化学和分子特征。PubMed搜索关键词“低分化脊索瘤”。对53例病例的所有研究进行了批判性回顾,纳入标准为累及中轴骨骼(椎体和斜坡)、INI1(通过免疫组织化学或各种分子技术)和免疫组织化学近端表达。PDC的特点是年轻人群中有轻微的女性优势,位于斜坡/颈部(clivus/cervix location),上皮样细胞呈多结节状,胞浆嗜酸性,多型性突出,SAMARCB11/INI1表达缺失,这在免疫组织化学和分子研究中都可以证实,而在其他类型的脊索瘤中是意料之外的。然而,也有报道缺乏SAMARCB11/INI1表达的经典classical)脊索瘤,如何分类这些病例尚未得到解决。这种独特的实体是一种候选者,需要识别并与其他类型的脊索瘤或SAMARCB11缺陷肿瘤区分开来,这是临床上重要的鉴别诊断,对病理学家来说是一项具有挑战性的任务

脊索瘤是一种少见的原发性骨恶性肿瘤,表现为脊索分化,多见于中轴骨骼,尤其是斜坡或骶骨。在目前世界卫生组织(WHO)的“软组织和骨骼肿瘤分类”中,脊索瘤分为三种亚型:普通型、软骨样型和去分化型。脊索瘤的典型特征是软骨粘液样背景下的含空泡细胞的索状和小梁。在各种形态特征中,它们具有相似的免疫表型;显示泛细胞角蛋白、S100、EMA(上皮膜抗原)和brachyury阳性,后者是最敏感和特异性的,主要用于轴外可疑病变的诊断。除了这三种脊索瘤类型,Hoch等人特别是在预后通常较差的儿科人群中描述了一种新的变体-称为低分化脊索瘤(PDC)-详细描述了其独特的形态学特征。这种“低分化”亚群归因于SAMARCB11 (SWI/SNF相关基质相关肌动蛋白依赖性染色质亚家族B成员1的调节因子)/INI1(整合酶相互作用因子1)表达的缺失,这进一步将PDC定义为一个实体。SAMARCB11或INI1被认为是ATP依赖性染色质重塑复合体SWI/SNF或BAF的主要亚基蛋白之一。BAF复合物在多种细胞事件中发挥重要作用,如通过染色质重塑调节基因表达,通过与Sonic hedgehog信号通路相互作用调节细胞增殖和分化,并通过其对p16-RB通路的影响抑制肿瘤形成。在90年代后期,研究发现恶性横纹肌样肿瘤中出现SAMARCB11的突变和缺失。在这种蛋白质的异常表达开始在各种实体中被报道之后。低分化脊索瘤(PDC)是一种表现为SAMARCB11/INI1完全缺失的肿瘤,是一种罕见的脊索瘤亚群。为了撰写这篇综述,我们使用关键词“低分化脊索瘤”搜索PubMed,并批判性地阅读了所有发表病例的全文。

这是一个新描述的临时实体,因此尚未确定PDC的精确定义。本综述的纳入标准包括累及中轴骨骼(椎体和斜坡,这是典型脊索瘤的常见部位)、INI1丢失(通过免疫组织化学或各种分子技术)和免疫组织化学近端表达。根据这些条件,我们得出了截至2018年3月报告的53例病例,来自不同的机构。53例患者的临床、影像学、组织病理学、免疫组织化学及分子检查结果见表1,并汇总于表2。

临床特征及影像学

PDC主要是青年人的肿瘤。平均年龄9.7岁,3个月至42岁不等。总体而言,存在轻微的女性优势(F: M=1.4)。PDC是一种起源于脊索的骨肿瘤,通常见于斜坡、颅底和颈椎(91%)。超过一半的病例(30/53)肿瘤特异性发生于斜坡,其中4例肿瘤向下延伸至颈椎和髓管。19例(36%)患者的椎体肿瘤位于颈椎和骶骨/尾骨。2例肿瘤位于颅底,1例位于后颅窝/小脑,其余1例肿瘤位于硬脑膜,无进一步说明。平均肿瘤大小为4.3 cm (1.5 ~ 12 cm)。临床表现多为肿块效应,如脑神经麻痹、头颈部疼痛等。据报道,一些患者的主要症状是体重减轻(5)。放射学上,CT扫描中最常见的病变是溶解性和破坏性骨团,溶解性骨改变和斜坡糜烂延伸至颈椎。在MRI上,肿瘤在T1和T2加权图像上通常都是不均匀的,并伴有中高/不均匀增强。

鉴别诊断

PDC的诊断几乎总是具有挑战性。首先,PDC应与经典脊索瘤区分开来,其预后较差。年龄分布(PDC更常见于儿科患者)、组织病理学(缺乏含空泡细胞和软骨粘液样基质)和SMARCB1/INI1缺失(免疫组织化学或遗传学研究)可能有助于这种区分。然而,值得注意的是,一小部分PDC可能表现出经典脊索瘤的形态特征。

去分化脊索瘤与PDC截然不同,因为它的经典脊索瘤区域与未分化的梭形细胞增殖区明显分离,并且通常保留INI1表达。另一组可能使诊断复杂化的是其他缺乏SMARCB1的肿瘤,如恶性横纹肌样肿瘤、上皮样肉瘤、上皮样恶性周围神经鞘肿瘤、肌上皮癌、AT/RT;后者是儿童年龄组中最有问题的实体。在这些病例中,患者的人口统计学、影像学表现和补充免疫组织化学,特别是近周检查,都是有用的工具。众所周知,brachyury阳性对脊索起源更为敏感和特异性,因此,brachyury表达同时缺乏INI1对低分化脊索瘤具有很高的诊断价值。关于smarcb1缺失肿瘤中存在的22q11-12区域改变,经常共存的杂合性EWSR1缺失可能被误解为等同于EWSR1特别是使用分离探针apart probes),可诊断为EWSR1重排肉瘤。因此,强烈建议进行详细的临床病理相关性分析,并用其他补充方法补充EWSR1 FISH检测,以获得明确的诊断。

组织病理学

PDC的形态学与横纹肌样瘤或上皮样肉瘤有一些相同的特征,并与典型脊索瘤的形态学形成对比,后者表现为短索、密集的上皮样片/巢状单调细胞,具有丰富的透明至嗜酸性细胞质,可能具有泡状/液泡状外观(所谓的嗜酸性细胞)。通常伴有类似透明软骨的细胞外黏液或软骨样基质(short cords, dense epithelioid sheets / nests of monotonous cells with abundant clear to eosinophilic cytoplasm that  may have a bubbly / vacuolated appearance (so-called physaliphorous cells),  generally accompanied  by an extracellular myxoid or chondroid matrix mimicking hyaline cartilage)。PDC通常由细胞小叶或上皮样细胞内聚片组成,具有嗜酸性至透明的细胞质和中度至重度的核多形性(图1)。尽管它们通常缺乏嗜液性细胞(42/ 53,79%)和黏液样基质,但也有INI1缺失和形态类似经典脊索瘤的肿瘤报道。细胞形态和组织模式可能不同,Owosho等在他们的病例中描述为上皮样、横纹肌样、巢中的纺锤状结构、腺泡状或固体形态。据报道,一些病例对慢性炎症浸润表现出活动性(图1D和1E)。所有病例均表现为轻度至中度多形性。多数病例至少有局灶性坏死;然而,有丝分裂活性通常不明显。

免疫组织化学结果

所有病例均呈brachyury(T蛋白)阳性,这是脊索瘤亚型的一个定义特征,几乎是所有脊索瘤亚型所必需的,因为它代表了脊索起源,并且细胞核SMARCB1/INI1表达缺失(图2)。细胞核SMARCB1/INI1缺失被认为是脊索瘤PDC的标志性区别。然而,仅仅根据INI1蛋白表达的缺失来定义PDC存在一定的局限性,因为有2例典型脊索瘤形态和INI1免疫表达保留的病例报告了SMARCB1基因的致病突变(请参考以下分子研究部分的讨论)。泛细胞角蛋白和EMA在所有病例中均呈阳性。与典型脊索瘤相比,S100蛋白表达频率较低(17/ 38,45 %)。肿瘤细胞通常GFAP、desmin和actin呈阴性。PDC的角蛋白差异表达(Differential keratin expression)尚未得到很好的研究,需要更精确地解决:角蛋白7和20,已知在经典脊索瘤中表达,仅在2例研究病例中均为阴性。少数病例显示表达神经丝和半乳糖凝集素-3。15例Ki-67增殖指数通常在10-15%左右,但也可高达60%。Yadav等报道,7例中有5例表达EGFR和p53,提示可能的治疗靶点。

分子研究

从分子角度来看,PDC可能代表一种独特的实体,尽管23例病例的现有分子数据相当不均匀。SMARCB1/INI1功能障碍可能与基因缺失、失活突变或潜在的表观遗传机制有关。通过荧光原位杂交(FISH)或多重连接依赖探针扩增(MLPA)显示的纯合子或杂合子SMARCB1缺失似乎是主要机制。Owosho等人对染色体22q11-12区域进行了荧光原位杂交(FISH),结果显示,除一例外,所有病例均存在SMARCB1纯合子缺失。他们还声称FISH在检测INI1缺失方面比MLPA更敏感。Renard等人也进行了MLPA,他们的两个PDC病例也发现SMARCB1位点的杂合性缺失,而FISH在一个病例中缺失了SMARCB1。

关于测序数据的文献似乎存在一些争议。Antonelli等对SMARCB1编码序列进行了遗传分析,并对每位患者的DNA进行了MLPA分析,以检测SMARCB1基因位点(22号染色体)的异常拷贝数。序列分析显示,在3例典型脊索瘤形态的病例中,根据计算机预测系统,根据生化特性发现了“致病”或“可能有害”的突变,其中2例保留了INI1表达,其余1例INI1缺失,显示SMARCB1位点的杂合性缺失。另外2例,MLPA显示SMARCB1位点杂合性缺失,SMARCB1序列显示野生型。相比之下,Yadav等报道,通过免疫组织化学和FISH检测,四个INI1缺失的PDC中,DNA测序均未显示INI1基因9个外显子中的任何一个发生突变。同样,Hasselblat等在7例患者的SMARCB1测序中未发现任何突变。这些发现表明,INI1功能的改变不仅可能是由于SMARCB1基因的缺失(这是大多数PDC病例的主要机制),还可能是由于INI1表达不改变而导致基因功能的突变。然而,考虑到FISH或MLPA对SMARCB1/INI1的大量缺失,在SMARCB1纯合缺失的情况下,杂合基因内SMARCB1/INI1 SNPs的存在也可能代表来自非肿瘤细胞(如淋巴细胞或内皮细胞)的种系DNA的扩增;因此不一定与肿瘤细胞中突变的存在相矛盾。在FISH检测到SMARCB1杂合缺失的情况下,这些SNP 可能仍然在PDC的发病机制中发挥作用。

为了了解SMARCB1/INI1与PDC和经典脊索瘤的关系,需要进一步深入研究SMARCB1/INI1在更大脊索瘤系列中的改变。对PDC的其他分子研究也揭示了它作为一个独立实体的独特性。Hasselblat等报道,52个甲基化谱的无监督聚类分析显示PDC具有不同于经典脊索瘤和非典型畸胎瘤/横纹肌样瘤(AT/RT)的甲基化特征。根据Hasselblat等以及最近的Shih等的研究,PDC主要表现为影响SMARCB1区域的22q染色体纯合或杂合损失,而不像经典脊索瘤表现为复杂的拷贝数改变。

尤文氏肉瘤断点区1 (EWSR1)基因改变是常见的,高达三分之一的PDC病例。Owosho等人对位于22q的基因EWSR1进行FISH检测,该基因与SMARCB1非常接近。其中2例为EWSR1杂合,SMARCB1共缺失。它可能与染色体22q位点的较大缺失有关。Mobley等在2010年对4例PDC患者的EWSR1和RP11-80O7区域进行FISH分析时也发现了同样的现象,其靶序列位于SMARCB1位点22q11.23远端3.4 kb处。4例患者中有2例与ESWR1和RP11-80O7共缺失。Huang等也很好地证明了INI1和EWSR1基因参与了PCD以及其他INI1缺失的肉瘤,如肌上皮癌、骨外黏液样软骨肉瘤、上皮样肉瘤和恶性横纹肌样肿瘤)。这种共存的重要性在于它有可能导致误诊,这将在下一节中讨论。

治疗和预后

诊断时肿瘤的大小、定位、扩展及是否存在远处转移是决定治疗途径和预后的关键参数。根据上述参数,患者接受手术切除(S)、放射治疗(RT)和化疗(CT)的联合治疗。在39例有资料的患者中;33例接受了S,其中24例接受了辅助或新辅助CT和/或RT。辅助或新辅助治疗似乎并不有效:在37例可获得随访和治疗数据的患者中,无论是否接受辅助/新辅助CT和/或RT,近三分之一的患者死于疾病。经强化治疗,28例患者局部复发11例,远处复发6例,局部和远处均复发4例。一项正在进行的针对INI1缺陷肿瘤(包括INI1缺陷脊索瘤)的EZH2抑制剂靶向治疗的试验(ClinicalTrials.gov NCT02601937)已经启动;然而,结果尚未确定。可获得41例患者的随访数据:21例患者报告为带病存活,7例患者存活且无疾病证据,13例患者不幸死于该病。Kaplan-Meier生存分析揭示中位生存期46个月。

结论

PDC是一种相对较新的肿瘤,与其他脊索瘤亚型或SAMARCB11缺陷肿瘤的鉴别具有挑战性。患者人口统计学,影像学研究和仔细的组织病理学解释是至关重要的,以及周到使用免疫组织化学在正确诊断中起着关键作用。分子研究可能对疑难病例有所帮助,但不认为是诊断的必要条件,应辅以临床病理特征和免疫表型。鉴于PDC在临床、形态学、免疫表型和分子方面的特殊性,在未来WHO的分类中应将其视为脊索瘤的变体。根据目前的知识,PDC的诊断应局限于短性表达和INI1蛋白缺失的病例,特别是位于斜坡或颈的年轻患者的肿瘤,而不考虑细胞特征(经典或上皮样/间变性,存在空泡细胞)。然而,考虑到INI1缺失的典型脊索瘤的存在,仍然存在一些关键问题,如“PDC的诊断标准是什么?”,“我们是否应该在所有脊索瘤中应用INI1免疫染色,而不管形态如何?”、“INI1蛋白缺失或SMARCB1基因异常的典型脊索瘤应该如何分类?”的问题有待回答。

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