Діагностика анапластичних пухлин та пухлин без встановленої первинної локалізації: імуноморфологічні аспекти

Abstract

В дисертаційній роботі з метою покращення біопсійної діагностики недиференційованих (анапластичних) пухлин та метастазів пухлин з невідомого первинного джерела досліджено морфометричні характеристики «площа», «периметр» та «коефіцієнт круглості» шляхом обробки цифрових мікрофотографій пухлин епітеліального, мезенхімального, меланоцитарного та гемолімфоцитарного походження у програмі ІmageJ з подальшим визначенням границь значень морфометричних показників для таких категорій пухлин як «дрібноклітинні», «середньоклітинні», «великоклітинні» та окремо для «дрібно-кругло-синьо-клітинних» пухлин, порівняно з розмірами нормальних лімфоцитів; серед патогістологічних діагнозів архівного матеріалу ретроспективно визначені відсотки категорій верифікації карцином невідомої первинної локалізації для розуміння ефективності міждисциплінарного підходу в діагностиці пухлин з невідомого джерела; сформовані імуногістохімічні та морфометричні характеристики для верифікації сприятливих імунофенотипів клініко-морфологічного синдрому «Рак невідомої первинної локалізації»; досліджені спостереження сприятливих фенотипів клініко-морфологічного синдрому «Рак невідомої первинної локалізації» з наявністю ампліфікації гену ERBB2 й окремо делеції локусу 9p21 гену CDKN2A методом FISH та порівняно із відповідною зміною експресії протеїнів HER-2/neu та р16ІNK4A імуно-гістохімічним методом дослідження. Перший етап роботи включав ретроспективне дослідження архівного матеріалу 41 випадку метастатичних уражень лімфатичних вузлів шиї пухлинами різного гістогенезу. Проведення в цих зразках цифрової морфометрії розмірів ядер клітин пухлин та порівняння їх з розмірами звичайних лімфоцитів лімфатичних вузлів шиї дозволило об’єктивно визначити категорії пухлин за розмірами: «дійсно дрібноклітинні пухлини» з площею до 30 мкм2, периметром до 25 мкм, але різними значеннями коефіцієнту круглості (чим останній був ближчим до одиниці, тим ядро круглішало); «середньоклітинні пухлини» з площею 30 – 50 мкм2, периметром 25 – 35 мкм і також різними значеннями коефіцієнту круглості, «великоклітинні пухлини» площею більше 50 мкм2, периметром – більше 35 мкм і різними значеннями коефіцієнту круглості; та окремо виділити важку для діагностики групу «дрібно-кругло-синьо-клітинних пухлин» (small round blue cells tumors), які мали діапазони 30 – 45 мкм2 за площею, 25 – 35 мкм за периметром і точно визначені межі коефіцієнту круглості – 0,75 – 0,90. Враховуючи подібну недиференційовану (анапластичну) будову пухлин з групи «дрібно-кругло-синьо-клітинних» саме морфометричні показники дають об’єктивні підстави мінять стандартну первинну імуногістохімічної панель [Рan СК АЕ1/3, Vіmentin, CD45, S100 і/або HMB45] на більш специфічну саме для «дрібно-кругло-синьо-клітинних» пухлин [Рan СК АЕ1/3, Desmіn, CD45, CD56, CD99, S100 і/або HMB45] для зменшення часу та вартості діагностики. Також, на першому етапі роботи з 41 випадку метастатичних уражень лімфатичних вузлів шиї з клінічним діагнозом (категорія 1) після ретроспективного аналізу імуногістохімії були визначені відсотки карцином з невідомого джерела 2 та 3 категорій. Після первинної імуногістохімічної панелі виявилось, що тільки третина – 34,15 % (14 з 41) були метастазами карцином, або, так звані, «попередні раки невідомої первинної локалізації» (категорія 2). Після вторинної імуногістохімічної панелі з’ясувалось, що в 35,71 % (5 з 14) було знайдено експресію органоспецифічних маркерів (визначилась локалізація), а інші 64,28 % (9 з 14) розподілились на сприятливі фенотипи клі-ніко-морфологічного синдрому «Рак невідомої первинної локалізації» (21,43 % (3 з 14) – 2 метастази плоскоклітинного раку в лімфатичні вузли шиї, 1 метастаз карциноми з клітин Меркеля) та несприятливі фенотипи (42,86 % (6 з 14) – аденогенні низькодиференційовані раки з фенотипами [Рan СК АЕ1/3 (+), Vіmentin (- або +), СК 7 (+)] та недиференційовані раки з [Рan СК АЕ1/3 (+), Vіmentin (- або +)]). В умовах відсутності повних клінічних даних про можливе походження пухлини, ці 9 з 14 (64,29 %) метастатичних карцином, або 9 з 41 (21,95 %) усіх неоплазій, зформували групу «підтверджених раків невідомої первинної локалізації» (категорія 3) і залишили пацієнтів фактично без діагнозу. Перевіряючи світову статистику, де на 3 категорію «підтверджених раків невідомої первинної локалізації» припадає всього 3-5 %, зрозуміло, що отриманий відсоток спостережень метастатичних уражень 3 категорії в нашому дослідженні значно вищий, внаслідок неповного обстеження онкохворих на клінічному «до-біопсійному етапі». In the dissertation work in order to improve the biopsy diagnosis of undifferentiated (anaplastic) tumors and tumor metastases from an unknown primary source, the morphometric characteristics of "area", "perimeter" and "roundness coefficient" were investigated by processing digital micrographs of tumors of epithelial, mesenchymal, melanocyte and hemolymphocyte origin in the ImageJ program with subsequent determination of the limits of morphometric values for such categories of tumors as "small cell", "medium cell", "large cell" and separately for "small-round-blue-cells" tumors, compared with the size of normal lymphocytes; among the histopathological diagnoses of archival material retrospectively determined the percentage of categories of carcinoma verification of unknown primary localization to understand the effectiveness of an interdisciplinary approach in the diagnosis of tumors from an unknown source; immunohistochemical and morphometric characteristics for verification of favorable immunophenotypes of clinical and morphological syndrome "Cancer of unknown primary site" are formed; observations of favorable phenotypes of the clinical and morphological syndrome "Cancer of unknown primary site" with the presence of amplification of the ERBB2 gene and separate deletion of the 9p21 locus of the CDKN2A gene by FISH method and compared with the corresponding change in HER-2/neu and р16ІNK4A protein expression were investigated by the IHC method. The first stage of the work included a retrospective study of archival material 41 cases of metastatic lesions of the lymph nodes of the neck by tumors of different histogenesis. Carrying out in these samples of digital morphometry of the sizes of nuclei of cells of tumors and their comparison with the sizes of usual lymphocytes of lymph nodes of a neck allowed to define objectively categories of tumors on the size: "really small cell tumors" with an area up to 30 μm2, perimeter up to 25 μm, but different values of roundness (the closer the latter was to unity, the rounder the nucleus); "medium cell tumors" with an area of 30 - 50 μm2, perimeter 25 - 35 μm and also different values of the roundness, "large cell tumors" with an area of more than 50 μm2, perimeter - more than 35 μm and different values of the roundness; and separately identify a difficult to diagnose group of "small-round-blue-cells tumors", which had ranges of 30 - 45 μm2 in area, 25 - 35 μm in perimeter and well-defined limits of roundness – 0.75 - 0.90. Given the similar undifferentiated (anaplastic) structure of tumors from the group of "smallround-blue-cellular" it is the morphometric parameters that give objective grounds to change the standard primary immunohistochemical panel [Рan СК АЕ1/3, Vіmentin, CD45, S100 and/or HMB45] to [Рan СК АЕ1/3, Vimentin, CD45, S100 and / or HMB45] on more specific for "small-round-blue-cell" tumors [Рan СК АЕ1/3, Desmin, CD45, CD56, CD99, S100 and / or HMB45] to reduce the time and cost of diagnosis. Also, at the first stage of work from 41 cases of metastatic lesions of the lymph nodes of the neck with a clinical diagnosis of "malignant tumor of unknown origin" (category 1) after retrospective analysis of IHC, the percentages of CUP 2 and 3 categories were determined. After the primary panel of IHC, it was found that only a third - 34.15 % (14 of 41) were metastases of carcinoma, or so-called "previous CUP" (category 2). After the secondary panel of IHC, it was found that in 35.71 % (5 of 14) the expression of organ-specific markers was found (localization was determined), and the other 64.28 % (9 of 14) were divided into favorable phenotypes of the CUP syndrome, (21.43 % (3 of 14), 2 metastases of squamous cell carcinoma to the lymph nodes of the neck, 1 metastasis of Merkel cells carci noma) and unfavorable phenotypes of the CUP syndrome (42.86 % (6 of 14); adenogenic low-grade cancers with phenotypes [Рan СК АЕ1/3 (+), Vіmentin (- or +), СК 7 (+)] and undifferentiated cancers with [Рan СК АЕ1/3 (+), Vіmentin (- or +)]. In the absence of complete clinical data about the possible tumor origin, these 9 of 14 (64.28 %) metastatic cancers or 9 of 41 (21.95 %) of all neoplasms formed a group of "confirmed CUP" (category 3) and left patients actually undiagnosed. Checking the world statistics, where the 3rd category of "confirmed CUP" accounts for only 3-5 %, it is clear that the percentage of observations of metastatic lesions of category 3 in our work is significantly inflated, probably due to incomplete examination of cancer patients at the clinical "pre-biopsy stage".