文摘
肺癌的病理诊断历史上主要依赖在组织学部分肿瘤的形态学特征。随着新的靶向治疗的出现,病理学家呼吁越来越多,不仅提供准确的输入的肺癌,还提供预后和预测信息,基于越来越多的辅助测试,可能对患者管理产生重大影响。本文概述的辅助测试目前用于肺癌的病理诊断、免疫组织化学和分子诊断。
1。介绍
原发性肺癌已经历史分为两个临床相关组:小细胞肺癌(SCLC)和nonsmall细胞性肺癌(NSCLC)。这种区别是临床上有用的可用的治疗策略这两个组之间显著不同。近年来,新兴的证据微分响应新的靶向治疗和识别特定亚型的非小细胞肺癌的分子差异越来越需要更大的准确性在NSCLC的子类型化。
目前肺癌的分类(1]已几乎完全基于形态学特征的评估使用标准的苏木精和伊红())染色的部分肿瘤。然而,越来越多的辅助研究可以帮助分类,如使用免疫组织化学(包含IHC)。除了简单的分类,然而,辅助测试分子畸变进入常规实践和提供额外的预后和预测信息。一个新的多学科分类系统最近出现原发性肺腺癌(2]。尽管这个系统仍然是主要基于形态,它走向结合临床和分子医学的最新进展。在这篇综述中,我们总结辅助测试目前用于肺癌的病理诊断、免疫组织化学和分子诊断。
2。免疫组织化学
免疫组织化学涉及抗原的检测和定位或蛋白质在组织部分使用的抗原抗体结合的特别兴趣。抗体是耦合检测系统,允许他们在组织可视化部分。包含IHC有一系列的应用实践的病理学和常用的病理学家来帮助区分细胞类型或其起源,使用标记表达之间的差异不同的细胞和器官。此外,包含IHC使一个观察或确定各种抗原或蛋白质的定位和分布在组织内。
然而,它需要认识到包含IHC特定100%和100%敏感。例如,甲状腺转录因子- 1 (TTF-1)被广泛称为肺腺癌的标志,但也高度表达在甲状腺肿瘤和非同寻常的也可能是癌表达来自其他主要网站,包括,例如,结直肠癌3]。形态学特征)的部分仍然是诊断的基础,和辅助测试需要解释的背景下histomorphologic发现。尽管存在这些局限性,它已经表明,高精确度的子类型化NSCLC可以通过应用免疫组织化学标记的一个简单的面板包括TTF-1,肿瘤蛋白质63 (P63)、细胞角蛋白(CK) 7日和CK5/64,5]。desmocollin-3等抗体和napsin最近也被描述为有助于进一步细化亚型在困难的情况下(6,7]。
中正中间丝蛋白,上皮细胞的细胞质内提供结构支持。54个CK基因已经被鉴定,和相应的角质蛋白分子量和等电点pH值进行分类8]。最一般而言,上皮来源的肿瘤(称为癌或腺癌,如果腺形成)表达中正,区分他们从间充质来源的肿瘤(肉瘤)、造血起源(淋巴瘤/白血病),和黑素瘤。人体的各种上皮组织也表达不同的中正,因此不同的上皮肿瘤可能往往是杰出的基于其独特的细胞角蛋白表达谱。
TTF-1肺的胚胎发生中起着重要的作用,及其在II型pneumocytes表达式居高不下和克拉拉细胞(9]。TTF-1被用作免疫组织化学标记为原发性肺腺癌,尽管最近的报道偶尔异常TTF-1染色在肿瘤从其他主要站点(例如,3])。TTF-1已知控制几个lung-specific表达的蛋白质包括napsin,表面活性剂蛋白质,和其他人。napsin抗体结合TTF-1已经被提议作为额外的肺肿瘤起源的证据。
2.1。鳞状细胞癌
在他走时彩色部分,鳞状分化是被keratinisation和/或细胞间桥的形成。特定鳞状细胞分化和功能都没有看到在其他肿瘤类型。虽然这些特征很容易观察到分化良好型的肿瘤,他们可能很难欣赏或缺席在低分化肿瘤,特别是在小活检样本或细针吸细胞学标本。在这种情况下,一个包含IHC小组包括P63 CK5/6, TTF-1,与阳性染色和CK7可能有用,P63和CK5/6并发TTF-1缺乏染色和CK7支持鳞状分化(表1)[5]。
从临床的角度来看,重要的是要注意,鳞状分化不是肿瘤的网站的证据来源。转移性肿瘤鳞状细胞肺癌的组织学和免疫组织化学与主肺鳞状上皮肿瘤。目前,没有免疫组织化学和分子标记在常规使用可靠的区分原发性肺转移性鳞状细胞癌,因为TTF-1通常并不表现在肺鳞状细胞癌。因此,临床病史对原产地确定网站是至关重要的。
鳞状细胞组织学的准确诊断具有重要的治疗意义。某些系统性治疗制剂用于鳞状患者组织学疗效和安全的担忧。贝伐单抗,单克隆抗体针对血管内皮生长因子(VEGF)与威胁生命的风险增加有关肺出血患者的鳞状细胞组织学(10]。出血并发症和这种组织学类型之间的关系已经与其他VEGF抑制剂虽然不是所有(11,12]。培美曲塞,已经与劣质化学治疗剂的结果与多烯紫杉醇化疗。相比之下,培美曲塞使用在第一、二线,和维护设置与上级有关结果nonsquamous患者组织学(13,14]。这些研究证实,准确分类的非小细胞肺癌在病人管理和结果有着重要的作用。
2.2。腺癌
世卫组织分类(1肺肿瘤的长期腺癌主要分为腺泡的,乳头状,固体、支气管肺泡(BAC),或混合亚型根据histomorphologic特性。经典,腺癌显示腺形成圆),尽管亚型与支气管肺泡或坚实的增长可能缺乏明确的腺体结构模式。BAC亚型(或原位腺癌(AIS)在新IASLC / at /人分类(2])的特点是只“lepidic”增长模式,在肿瘤细胞生长沿着先前存在的肺泡的表面结构,没有入侵的证据。两个变量的BAC公认的经典,粘液和nonmucinous。粘液性变体(粘液AIS或侵入性粘液腺癌IASLC / at /人分类[2)是由高的柱状细胞的细胞质丰富的苍白,积极与组织化学染色粘蛋白,如mucicarmine或高碘酸希夫(PAS)。肺腺癌分化的鳞状细胞癌通常CK7阳性和TTF-1, p63和CK5/6(图和消极1)。TTF-1尽管大多数肺腺癌是积极的、重要的子集是负的(15 - 30%),尤其是粘液BAC亚型,或那些源自中央位置(15]。
原发性肺腺癌分化也必须从腺癌肺转移。临床历史和包含IHC来说是无价的。特别是,微分CK7和CK20的表达可能是非常有用的描述上皮肿瘤的起源。肺腺癌通常CK7 + / CK20−由包含IHC虽然这细胞角蛋白资料不是特定于肺腺癌,也可以看到肿瘤引起的乳腺癌、甲状腺、上消化道和本文大片,妇科。肿瘤证明CK7−/ CK20 +染色概要文件包括结肠癌和默克尔细胞癌。CK20染色可能偶尔出现在肺腺癌,但CK7通常也积极的在这种情况下。尽管一个详尽的讨论超出了本文的范围这手稿,足以表明,大多数原发性肺腺癌CK7, TTF-1积极,尽管如前所述,TTF-1染色也可能很少看到在甲状腺肿瘤和肿瘤源自身体的其他网站。缺乏TTF-1表达式不排除肺动脉起源CK7-positive肺腺癌;然而,在这种情况下,转移癌因其他身体的网站展示CK7 + / CK20−细胞角蛋白临床需要被排除在外。
Napsin,肺的天冬氨酸蛋白酶的表达是受TTF-1,还显示承诺帮助区分主要从转移性肺腺癌。虽然napsin表达式也可以看到在正常肾脏和肾肿瘤的比例,积极TTF-1和napsin强烈表明,肺腺癌起源于(6,16]。
2.3。神经内分泌肿瘤
与神经内分泌肿瘤(NE)分化包括小细胞癌,大细胞神经内分泌癌,典型和非典型类癌肿瘤。NE肿瘤超微结构的定义通过神经内分泌颗粒和积极的免疫组织化学标记(表2)。根据最近的一项国际研讨会上肺肿瘤,CD56的敏感性为95%,特异性为97%检测显示NE分化细胞。synaptophysin敏感性和chromogranin是80 - 85%,和特异性为97%17]。使用两个或三个小组不标记确保高度的精度检测NE分化。
区分不同类型的肿瘤不可能是非常困难的在小活检标本,因为小样本可能不完全代表整个肿瘤和受到镇压人工制品,因为这些细胞的相对脆弱。在某些情况下,评估ki - 67在这方面可能是有用的。ki - 67细胞增殖的一个标志,和最近的评论得出典型类癌的ki - 67增殖指数(TC)小于2%,而非典型类癌(AC)小于20%(通常在10%左右)18]。小细胞癌通常ki - 67增殖指数大于60%。有人建议,ki - 67指数低于25%(不包括小细胞癌19]。
区分主要NE肿瘤NE的肺肿瘤从身体的其他站点也可能是一个挑战,NE肿瘤起源于其他身体站点可以展示相同的形态。在这方面,表达TTF-1可能有助于确定一个类癌肿瘤起源于肺,从其他网站很少表达这类癌肿瘤标记(20.]。然而,小细胞癌起源于肺经常表达TTF-1而引起的其他站点也可能偶尔表达TTF-1。对于小细胞癌TTF-1积极性,肺的起源是有利的,但这不是完全确定的(21]。
2.4。其他包含IHC标记
P53
P53功能作为一个肿瘤抑制蛋白在细胞周期进程发挥关键作用,细胞凋亡、DNA修复(22]。过度P53在非小细胞肺癌已经报道的预后标志物,增加肿瘤侵犯和较短的总生存期,和一个潜在的预测标记,以铂为基础的辅助化疗与良好的反应,导致生存受益(23]。然而,这需要额外的验证。
ASH1
从胚胎发育的角度来看,现在有证据表明,转录因子achaete-scute homologue-1 (ASH1)是关键的NE细胞分化,可能是必要的转换不肺癌(24]。免疫组织化学分析ASH1可用但不经常之外使用目前的研究背景。它可能有助于识别早期祖细胞,是致力于NE分化和更好的定义子集的肺癌展示NE分化(24]。
3所示。分子诊断在非小细胞肺癌
肺癌的分子检测近年来经历了重大进展。潜在的信息来源于分子测试是巨大的和越来越多的应用在临床的设置。设置的肺癌,目前利用分子技术包括基于聚合酶链反应(PCR),测试和荧光原位杂交(FISH)。这两个测试可以通过使用formalin-fixed-paraffin-embedded (FFPE)肿瘤组织只要有足够的数量和nondegraded标本。PCR是一种分子技术用于放大短的DNA片段。然后放大肿瘤样本的DNA可以接受各种分析来识别差异(突变)从一个“正常”的控制。鱼是一种技术,通过该技术荧光标记探针测试样品后,探测器绑定到特定DNA序列如果存在。然后使用荧光显微镜分析如果染色体探针上,绑定。探针设计可以将正常的DNA片段或段与已知的畸变。简要回顾选择基因异常与临床相关性在肺癌(总结表3)。更广泛的分子预测和预后标记已发表在其他地方(25]。
3.1。表皮生长因子受体(EGFR)
EGFR代表一个家庭的跨膜受体酪氨酸激酶生长因子参与多种细胞过程,包括细胞增殖、凋亡、血管生成等。许多与非小细胞肺癌患者的表皮生长因子受体特异表达导致过度,放大或突变(26]。临床和病理特征与高频突变在非小细胞肺癌表皮生长因子受体酪氨酸激酶(TK)域包括东亚民族,女性,光/从不吸烟者,与腺癌组织学和肿瘤。在北美或欧洲的人口,大约10 - 17%的非小细胞肺癌病例可能有表皮生长因子受体突变(27]。在光或从不吸烟在亚洲腺癌患者,表皮生长因子受体突变的速率可能高达60%28]。表皮生长因子受体突变预测高反应率EGFR TK抑制剂(TKI)疗法,一线治疗的选择在先进的NSCLC患者人群29日),无进展生存和更好的生活质量。准确的突变分析也很重要,因为无进展生存是短如果EGFR野生型患者治疗EGFR TKIs与常规化疗。也有证据表明,不同的突变可能有微分响应率和相对抗EGFR TKI的30.]。
畸变的表皮生长因子受体在多种人类癌症非常普遍,但突变的网站因恶性肿瘤的类型而异。激活表皮生长因子受体突变导致持续激活下游信号通路。在非小细胞肺癌表皮生长因子受体突变的研究显示,大约有90%发生在第18 - 21外显子(31日]。特定类型的突变可能预测相关的一些突变带来更高的亲和力为某些EGFR TKIs和一些赋予抵抗某些EGFR TKIs,例如,外显子的突变20 T790M突变。各种不同的方法目前用于检测表皮生长因子受体突变(了32])。其中,直接测序EGFR基因的PCR扩增子可能是最广泛使用的但也是成本和劳动密集型的。目标检测特定的突变也是一个选择,考虑到两个突变占90%以上的表皮生长因子受体突变在非小细胞肺癌(外显子19删除和外显子21 L858R突变)(33]。然而,单克隆抗体的发展针对两种最常见的突变可能使免疫组织化学检测表皮生长因子受体突变,提供快速的结果在当前分子测试的成本的一小部分(34]。
3.2。K -拉
的拉家庭致癌基因编码的蛋白质调节信号通路控制细胞生长。有三个不同的拉基因(H -拉K -拉,N -拉),每一种都与各种恶性肿瘤有关。在非小细胞肺癌,> 90%拉突变发生在K -拉基因,这将导致本构激活下游信号通路。K -拉突变被认为几乎只在吸烟者,这似乎并不依赖于剂量和时间的关系(35]。K -拉突变在非小细胞肺癌的发生主要是在腺癌。预后标志物,K -拉突变似乎弱与贫穷相关的结果(36]。K -拉突变很少发生在表皮生长因子受体突变的肿瘤。他们的存在与相对有关抗EGFR TKI治疗(37)尽管目前K -患者拉突变并不排除在EGFR TKI治疗。在罕见的病人,K -拉突变和一个激活表皮生长因子受体突变,EGFR TKI治疗可能是适当的(38,39]。
3.3。针对有eml4 - alk
间变性淋巴瘤激酶(碱性)基因最初确定的染色体易位中发现的一个子集间变性大细胞淋巴瘤。随后,它已经表明,筛选特异表达的固体和血液恶性肿瘤。失调的机制包括易位以及突变在酪氨酸激酶域(40]。2007年,棘皮动物之间的易位microtubule-associated 4 (EML4)和碱性蛋白质像被确认在肺腺癌的一个子集41]。融合产品有致癌性质,针对有eml4 - alk表达的转基因小鼠肺泡发展数以百计的腺癌的结节42]。
早期阶段试验的结果与crizotinib抑制剂为筛选和开发满足,产生了相当大的兴趣作为非小细胞肺癌患者的治疗选择港针对有eml4 - ALK基因突变(43];大量的临床试验正在进行中,将决定他们的有效性和参数优化使用。
针对有eml4 - alk重组的总体发病率在NSCLC似乎是大约3.5%44]。似乎有一个类似的筛选突变频率在不同种族,这表明种族可能不会像对表皮生长因子受体突变有关。相关临床参数筛选突变包括从未/轻度吸烟者,在一些研究中有一个协会和年轻患者年龄和男性性(45,46]。从组织学的角度来看,针对有eml4 - alk重排是几乎完全在腺癌,只有罕见的病例报告在鳞状细胞癌(41,46]。有趣的是,印戒细胞组织学经常与碱性重新安排有关肿瘤(45]。
多种技术可用于检测筛选基因重组包括鱼,包含IHC和PCR。鱼探针识别筛选重组通常用于临床试验。这种方法的局限性是易位可能很难检测由于体积小的反演47]。尝试使用包含IHC检测ALK-rearranged肿瘤最初会见了有限的成功的融合蛋白表达在低水平;小说的发展特定的抗体和敏感,然而,似乎在地平线上48]。pcr技术并未获得广泛使用pcr检测FFPE融合转录通常不是最优的组织。最优方法确定针对有eml4 - alk融合尚未明确确定(49]虽然鱼被普遍视为当前的黄金标准。
3.4。见过
相遇是一个受体酪氨酸激酶参与重要的信号通路与细胞增殖、血管生成、肿瘤侵犯(50]。满足信号变成非小细胞肺癌和小细胞肺癌特异表达通过各种机制,包括超表达、突变,放大和自分泌/旁分泌激活肝细胞生长因子(51]。见过像检测到基因扩增荧光原位杂交可能是一个可怜的非小细胞肺癌的预后因素(52]。遇到放大也被牵连作为一个EGFR TKI治疗和获得性耐药机制可能在5 - 20%的耐药病例(53,54]。作为治疗药物,抑制剂单独或结合EGFR TKIs临床试验。
4所示。结论
临床、病理和遗传参数在非小细胞肺癌开始收敛。选择的患者根据临床和病理条件可以,例如,大大提高识别针对有eml4 - alk和表皮生长因子受体突变的可能性。此外,制定治疗方案针对特定分子或组织学上定义的子集的NSCLC改善了患者的治疗结果。病理学家现在的角色不仅提供准确的图表类型的肺癌,但越来越多的也提供预后和预测信息,对病人预后至关重要。未来的发展将继续改进我们的理解和肺癌的方法。一些肺癌研究使用微阵列平台同时测量成千上万的基因的表达。产生的结果为独特的基因提供重要的预后和预测的影响(55,56]。基因表达分析也可以帮助完善肿瘤分类。虽然这些和其他分子分析策略需要进一步验证在未来的研究中,现有技术指向未来的分子分析将越来越多地帮助指导分类,肺癌的治疗和预后。