阑尾黏液性肿瘤的病理诊断及发生机制研究进展
2020-05-22王林茹叶菊香石雪迎
王林茹,叶菊香,石雪迎
阑尾黏液性肿瘤(appendiceal mucinous neoplasms, AMN)包括一组异质性肿瘤。长期以来,AMN的命名术语、诊断标准相当混乱,误诊病例也较多,尽管WHO(2010)消化系统肿瘤分类[以下简称WHO(2010)分类]中对AMN的命名术语进行了规范[1],但在实际应用中仍存在一些问题。2016年国际腹膜表面肿瘤小组(PSOGI)发表了规范AMN命名术语和诊断标准的共识[2]。2017年出版的美国癌症联合会(American Joint Committee on Cancer, AJCC)肿瘤分期手册对阑尾低级别黏液性肿瘤(low grade appendiceal mucinous neoplasm, LAMN)的分期标准做出了较大调整[3]。新近出版的WHO消化系统肿瘤分册[以下简称WHO(2019)分类]则根据近年阑尾肿瘤研究的进展对AMN的命名和分级标准进一步加以明确[4]。有关AMN发生机制的研究不多,但已显示出其不同于普通腺癌。本文将就近年来AMN的病理诊断及分子机制相关研究进展作一综述。
1 AMN的诊断与分级
根据PSOGI共识和AJCC(2017)肿瘤分期[2-3],广义的AMN包括阑尾锯齿状病变和息肉等前驱病变、LAMN、阑尾高级别黏液性肿瘤(high grade appendiceal mucinous neoplasm, HAMN)和黏液腺癌(mucinous adenocarcinoma, MAC)。狭义的AMN根据WHO(2019)分类包括LAMN和HAMN,定义为黏液上皮增生的肿瘤,伴有细胞外黏液和推挤性的肿瘤前缘,根据细胞学分为高低不同级别。狭义的AMN和MAC及两者腹膜转移的组织学分级标准见表1。
表1 AMN和腺癌及腹膜转移的WHO(2019)分级标准[4]
LAMN.阑尾低级别黏液性肿瘤;HAMN.阑尾高级别黏液性肿瘤
1.1 锯齿状病变及息肉 锯齿状病变是阑尾最常见的前驱病变,WHO(2019)分类使用“阑尾锯齿状病变及息肉”来囊括这一类病变,并参照结直肠锯齿状病变分类方式将其分为:(1)增生性息肉;(2)无蒂锯齿状病变,不伴异型增生(图1);(3)锯齿状病变伴低级别异型增生;(4)锯齿状病变伴高级别异型增生。
锯齿状病变的诊断标准与结直肠同名病变一致,其中无蒂锯齿状病变不伴异型增生相当于WHO(2010)分类中的无蒂锯齿状腺瘤/息肉,锯齿状病变伴异型增生指在锯齿状病变基础上出现细胞学异型性,可表现为普通腺瘤样、锯齿样或传统型锯齿状腺瘤样,根据异型程度不同分为低级别、高级别锯齿状病变。
与LAMN不同,锯齿状病变保留了阑尾的正常结构,有完整的固有层和黏膜肌层。当存在黏液切割入阑尾壁、上皮突入到阑尾肌壁内以及阑尾壁外黏液伴炎症反应时,需考虑LAMN。
1.2 LAMN
1.2.1 命名演变 Gonzaga于1949年首次报道本病时采用了“黏液囊肿”一词[5],但这只是一种大体描述,并未说明病变性质,不能作为组织病理学诊断术语。1973年出现“黏液性囊腺瘤”一词[6],该命名能反应病变的肿瘤性质但不能准确反映其级别和生物学行为。其后,先后有文献使用“恶性潜能未定的黏液性肿瘤”、“阑尾交界性肿瘤”等名称。直至2003年,“LAMN”的术语才正式被提出[7],并写入WHO(2010)分类中,推荐不再使用上述旧名称。WHO(2019)分类延用了WHO(2010)分类中的概念。
1.2.2 诊断标准 LAMN的诊断标准为具有低级别细胞学的黏液性肿瘤(图2)和以下特征中的任何一项:(1)固有层和黏膜肌层消失;(2)黏膜下层纤维化;(3)呈“推挤性”模式进入到阑尾壁形成膨胀性或憩室样生长方式;(4)无细胞的黏液切割入阑尾壁内;(5)黏液和(或)肿瘤性黏液上皮位于阑尾壁外[2]。LAMN的肿瘤上皮经典形态为绒毛状黏液性肿瘤上皮[8],也可为波浪状、扁平、单层黏液性上皮,细胞异型性轻微。
LAMN的生长方式为“推挤性”浸润,导致阑尾壁不同程度的纤维化、玻璃样变性及钙化,肿瘤上皮也可局部突入到肌壁内呈憩室样生长,但前缘仍呈推挤样。黏液可延伸至腹膜表面,或引起阑尾破裂穿孔。浆膜受累表现为表面黏液的集聚,可为无细胞黏液,也可含有细胞。如果出现侵袭性浸润模式,则定义为腺癌。
1.2.3 鉴别诊断 子宫内膜异位症可发生在阑尾,尤其当伴有肠上皮化生时,诊断具有挑战[9]。阑尾子宫内膜异位症合并肠上皮化生可见含有肠道杯状细胞样黏液细胞的腺体与子宫内膜型腺体混合,并伴有阑尾系膜或浆膜面的细胞外黏液积聚。病变表达ER、PR、PAX8和CD10等有助鉴别。
阑尾憩室可见于因临床诊断为急性阑尾炎而行阑尾切除术的约3%标本中,憩室出现上皮增生、黏膜下层及固有肌层轻度炎性纤维化,憩室破裂引起浆膜下、阑尾系膜和脏层腹部表面上的黏液积聚,以及黏液池内出现非肿瘤性阑尾上皮,易被误诊为LAMN[10]。憩室的特征性表现为阑尾黏膜疝出穿透固有肌层(图3),可多发。憩室和阑尾腔之间的连续性是诊断最直接的证据,但并非总是可见。应对阑尾全部取材,以除外其他部位存在LAMN的可能性。
1.3 HAMN 2016年PSOGI提出HAMN的概念[2],并被AJCC(2017)肿瘤分期和WHO(2019)分类采纳[3-4]。HAMN罕见,低倍镜下的特征类似LAMN(图4),与LAMN的区别是肿瘤性上皮具有明确的高级别细胞学特征,但缺乏侵袭性浸润。应仔细检查除外可能存在的浸润性腺癌。Yantiss等[11]报道5例含有高级别细胞学黏液性上皮并局限性积聚于脏层腹膜表面的患者,其中3例最终进展为播散性腹膜疾病,提示具有上述特征的肿瘤应归为MAC。也就是说,LAMN伴有阑尾破裂及阑尾壁外播散只是肿瘤分期不同,而HAMN样形态如果伴有阑尾破裂及阑尾壁外播散则应直接诊断为MAC。有学者推测HAMN是介于LAMN和MAC之间的一种过渡性肿瘤[12],但是否可将其视为MAC的前驱病变尚待进一步研究证实。
1.4 阑尾MAC PSOGI共识[2]将阑尾MAC定义为黏液性肿瘤内存在侵袭性浸润,至少局灶显示高级别细胞学形态(图5)。侵袭性浸润指阑尾壁的破坏性间质浸润,在AMN内存在任何印戒细胞也应定义为MAC,印戒细胞>50%则为印戒细胞癌(图6)。
2017年AJCC根据Davison等[13]提出的方法对广义的AMN采用三级分级:(1)高分化(G1)肿瘤细胞学为低级别,缺乏侵袭性浸润,即LAMN。侵袭性浸润一旦出现,应归入中分化(G2)或低分化(G3)。(2)G2肿瘤为高级别细胞学形态,无印戒细胞成分。(3)G3肿瘤伴有印戒细胞成分。印戒细胞成分多数>95%,若<10%时,需与肿瘤细胞退变造成的假印戒样形态鉴别,故Davison等建议将这类肿瘤归为G2肿瘤。
①②③④⑤⑥
图1 无蒂锯齿状病变,不伴异型增生,隐窝呈锯齿状结构,无细胞异型,右上角插图显示黏膜肌及固有层结构保留 图2 阑尾低级别黏液性肿瘤:黏膜肌及黏膜下层纤维化,右上角插图显示低级别细胞学 图3 阑尾多发憩室破裂伴黏液溢出,上皮延伸入肌层,应与阑尾低级别黏液性肿瘤鉴别,右上角插图显示黏膜被覆非肿瘤性上皮 图4 阑尾高级别黏液性肿瘤:黏膜肌及黏膜下层纤维化,右上角插图显示高级别细胞学,异型性显著 图5 黏液腺癌:破坏性浸润方式,伴细胞外黏液 图6 印戒细胞癌:印戒细胞漂浮在黏液池内
2 肿瘤分期
以往LAMN采用与阑尾腺癌相同的分期系统,即基于其在阑尾壁内的浸润深度[14]。然而,因为LAMN呈推挤性生长,导致黏膜肌消失、黏膜下层及固有肌层纤维化,并常有黏液外溢的倾向,评估LAMN的浸润深度具有挑战性。因此,2017年AJCC提出了专门针对LAMN的T分类[3],将局限于固有肌层的LAMN均归为pTis,即LAMN的分期中没有pT1和pT2。pT3定义为无细胞黏液或肿瘤性上皮延伸至浆膜下或阑尾系膜。pTis患者基本无复发风险,pT3肿瘤发生腹膜复发的风险未知。如果LAMN的黏液出现在脏层腹膜表面,不论黏液中是否含有肿瘤性上皮成分均为pT4a,但无细胞黏液pT4a肿瘤的腹膜复发风险约为3%,而含细胞黏液pT4a肿瘤的腹膜复发风险高达36%[15]。上述分期应在整个阑尾全部取材检查后才能做出结论。此外,需注意鉴别取材时被人工带至阑尾浆膜表面的黏液,避免评估出过高的分期。
HAMN的分期标准与阑尾浸润性腺癌相同,不适用LAMN的pTis分类。具有“推挤性”边界的高级别黏液性上皮憩室样生长入固有肌层应归类为pT2;生长入浆膜下或阑尾系膜应归类为pT3。
N分类的标准与结直肠腺癌相同。M分类标准则根据阑尾以外的腹膜表面黏液中有无细胞成分分为pM1a(无细胞)和pM1b(含肿瘤性上皮),如为非腹膜部位的转移则为pM1c。
3 发病机制的研究进展
3.1 AMN中常见的基因变异 GNAS基因突变可激活Gαs,导致cAMP的增加及PKA激活(磷酸化),同时MUC2、MUC5AC等亦大量产生,与产生丰富的黏液相关[16]。Nishikawa等[17]报道LAMN中GNAS突变率约50%,高级别黏液性肿瘤(指G2、G3 MAC)中不常见,提示其并非从低级别肿瘤演变而来。但Singhi等[18]报道55例播散性AMN,其中GNAS突变在低级别和高级别播散性AMN中均频繁发生,提示GNAS突变可能只是使肿瘤表现为黏液分泌旺盛的表型,并不能区分AMN的高低级别,亦不影响预后。
KRAS突变在LAMN中很常见,被认为是肿瘤发生的早期事件[15,19]。阑尾锯齿状病变与AMN的关系尚不明确。从形态学角度分析,有些病例会出现锯齿状病变与LAMN上皮的连续性、过渡性变化有关,提示两者存在相关性。Tsai等[20]报道5例LAMN伴发锯齿状息肉的病例均有KRAS突变,提示KRAS突变的锯齿状息肉可能是LAMN的前驱病变。Pai等[19]则发现51%的阑尾锯齿状病变存在KRAS突变,在伴或不伴异型增生的病例中KRAS突变差异无显著性,而BRAF突变在AMN及阑尾锯齿状病变中均不常见,提示阑尾锯齿状路径中KRAS突变发挥着重要的生物学作用。
近年大量研究表明,结直肠的锯齿状病变是高频CpG岛启动子甲基化及微卫星不稳定结直肠腺癌的前驱病变,BRAF突变为此通路的早期分子事件。BRAF突变在阑尾锯齿状病变中罕见,说明尽管与结直肠形态类似的病变采用了相同的命名,但两者背后的分子事件和肿瘤发生路径可能存在较大差别。Yantiss等[21]研究了56例阑尾锯齿状息肉,其中4例为腺癌伴有邻近锯齿状息肉,结果表明阑尾腺癌的分子特征具有异质性,与邻近的锯齿状息肉也不一致,提示这些病变之间缺乏相关性,进一步验证了上述观点。
3.2 细胞分化谱系的变化 正常肠道上皮细胞中,吸收谱系分化(肠上皮细胞)由Notch-Hes1-Elf3通路调控;分泌谱系分化由Wnt-Math1通路调控,其下游基因对应不同的细胞谱系,Gfi1-Klf4调控杯状细胞分化,Gfi1-Sox9调控潘氏细胞分化,Math1-Ngn3调控内分泌细胞分化[22]。
Gui等[23]的研究结果表明,Notch(吸收)和Wnt(分泌)谱系蛋白表达模式与阑尾肿瘤细胞分化和形态多样性相关。LAMN和HAMN高表达Math1、Gfi1和Klf4,提示分泌细胞谱系,尤其是杯状细胞的进一步分化;同时,与正常黏膜相比,LAMN和HAMN低表达Elf3,提示肠上皮吸收谱系分化减弱,这与AMN的高黏蛋白分泌表型以及肿瘤性杯状细胞过度增殖相符,但LAMN和HAMN表达差异不明显,提示上述指标可能不能区分肿瘤细胞学级别的高低。但是该研究也发现了一些与预想相悖的结果。如以往研究结果表明Sox9基因可抑制杯状细胞分化和MUC2的产生,虽然LAMN和HAMN通常并无潘氏细胞存在,但Sox9的表达并未出现预期中的下降。另外,以往研究认为Notch通路下游基因Hes1可抑制分泌细胞谱系Klf4表达和杯状细胞分化[24],但是LAMN和HAMN同时高表达Hes1,提示Notch-Hes1通路激活也有可能使肿瘤表现为高分泌状态。以上矛盾的结论提示AMN中对细胞分化谱系的调控可能存在另外的分子机制,需进一步探索。
与LAMN和HAMN中Klf4表达上调相反,阑尾非黏液性腺癌中Klf4失表达,β-catenin过表达,提示Klf4基因失活可能也会促进阑尾腺癌的发生,进一步提示LAMN的发生机制与普通腺癌存在差异[23]。
3.3 其他分子 有研究表明一些MAC可以由LAMN转化而来,p53可能起关键作用,并且其过表达水平与肿瘤分级和不良预后相关[25]。AMN少有普通结直肠腺癌中常见的PIK3CA、AKT1、SMAD4和(或)APC突变[26],也缺乏DNA错配修复蛋白失表达及微卫星不稳定性,从不同角度佐证了LAMN的发生机制不同于普通的结直肠腺癌。
4 结语与展望
AMN的正确诊断对于临床治疗、患者预后意义重大。AMN命名术语、诊断标准、分级分期的进一步规范、细化,有利于病理医师作出规范诊断,给临床提供足够的提示信息。锯齿状病变与AMN的关系以及AMN机制相关研究对进一步揭示病变本质,寻找可能的治疗靶点具有重要意义。