汪 勤,唐 曼,刘婷珽
(安徽医科大学妇幼保健临床学院,安徽省妇幼保健院病理科,安徽 合肥 230001)
◇专论◇
免疫组织化学检测在乳腺病理诊断中的作用
汪 勤,唐 曼,刘婷珽
(安徽医科大学妇幼保健临床学院,安徽省妇幼保健院病理科,安徽 合肥 230001)
免疫组织化学;乳腺肿瘤;鉴别诊断
乳腺癌是女性中最常见的恶性肿瘤之一,占女性全部恶性肿瘤的22%,严重危及妇女的健康。目前多种肿瘤的指标(如肿瘤的体积大小、组织学分级以及是否有腋窝淋巴结转移等)是决定乳腺癌预后的重要因素,但作为指导乳腺癌患者个体化治疗,识别分子情况更能准确预测乳腺癌患者的临床疗效[1]。而且乳腺肿瘤有良性、恶性之分,大部分的乳腺疾病在常规的 HE切片中即可做出明确诊断,但乳腺的一些良、恶性疾病的鉴别诊断往往需要免疫组化作为辅助诊断方法:例如某些乳腺腺病与浸润性癌的鉴别、导管普通型增生和不典型增生与导管原位癌的鉴别、导管/小叶原位癌与浸润癌的鉴别等。因此,运用免疫组织组化学染色是病理医生常用有效的辅助诊断方法。免疫组化对乳腺肿瘤进行分析在以下 4个方面具有优势,分别是(1)区分乳腺良、恶性肿瘤;(2)评估间质浸润;(3)区分导管与小叶性肿瘤;(4)检测与乳腺癌治疗以及预后相关的蛋白的表达情况以指导内分泌治疗及进行预后判断。
1.1 乳腺腺病与乳腺浸润性癌 正常乳腺上皮可分为 3种类型:管腔层的腺型上皮、基底型上皮以及基底层的肌上皮。在此基础上 Boecker[2]等进一步提出乳腺组织含有 5种细胞成分:定向干细胞、腺中间细胞、肌上皮中间细胞、腺上皮终端细胞和肌上皮终端细胞。
乳腺腺病主要累及乳腺终末导管小叶单位(terminal duct-lobular unit,TDLU),间质纤维化时可引起腺体结构及细胞形态的改变,组织学上与浸润性病变相似,如:盲管性腺病、复杂性硬化性腺病等。使用免疫组化染色方法鉴定是否存在有肌上皮和基底膜,以及确定乳腺上皮细胞是否可表达高分子量角蛋白CK5/6对于鉴别乳腺腺病与乳腺浸润性癌尤为重要。CK5/6是一种基底细胞型细胞角蛋白,在乳腺定向干细胞、腺中间细胞、肌上皮中间细胞均有表达,而在腺上皮终端细胞及肌上皮终端细胞则不表达[3-4]。
1.2 导管/小叶增生性疾病与导管/小叶原位癌免疫组织化学研究发现,普通型导管增生、不典型导管增生和导管原位癌的免疫表型各自有一定的特点——可表达不同的细胞角蛋白,证明三种疾病具有不同的细胞成分和生物学活性。不同表达类型的 CK分子在普通型导管增生疾病与导管原位癌的鉴别中具有诊断价值。
34βE12为高分子量 CK,一般认为 34βE12是前列腺基底细胞的特异性标记物,近年研究发现在乳腺腺管的定向干细胞、中间肌细胞和中间腺细胞中以及在绝大多数的普通型导管增生疾病中34βE12也呈阳性表达[5]。
绝大多数的导管增生性疾病都可表达34βE12,但在导管原位癌中34βE12则多呈阴性。CK5/6的表达情况与34βE12类似,绝大多数的导管普通型增生性疾病组织中CK5/6表达呈强阳性,而在导管原位癌和不典型导管增生中表达明显减少。在导管原位癌中 CK5/6表达明显少于 34βE12,因此CK5/6在鉴别普通导管增生与导管原位癌具有更高的特异性[6]。
在小叶原位癌组织中多明显表达34βE12,其阳性物质位于胞浆;在小叶肿瘤中CK5/6与34βE12的表现不同,绝大多数小叶原位癌和非典型小叶增生组织中 CK5/6为阴性。
几乎所有的正常乳腺组织和乳腺良性增生性疾病 都存 在有肌 上皮 细 胞 (myoepithelial cell,MEC),除微腺性腺病以外。但大部分乳腺恶性肿瘤(除腺肌上皮—肌上皮细胞癌、腺样囊性癌、化生性癌和低级别腺鳞癌外)往往缺乏 MEC。因此,MEC的存在与否是区别乳腺良、恶性肿瘤的重要依据之一。通常在正常乳腺组织的常规HE切片中比较容易识别MEC,但许多乳腺良性增生性疾病(如硬化性腺病、放射性瘢痕等)常可引起乳腺终未小叶单位结构和细胞成分的改变,导致MEC难以辨别,而导管/小叶原位癌其肌上皮层常因挤压而变薄,难以通过常规HE切片观察到。因此寻找针对MEC的敏感性高、特异性强的标记物显得尤为重要[7]。
目前常用的敏感性和特异性高 MEC标记物主要有:肌源性蛋白、P63、S-100蛋白、CD10、高分子量细胞角蛋白等。以下就各项标记物在识别MEC的优缺点上逐一做阐述。
2.1 肌源性蛋白 在肌源性蛋白抗体中:肌动蛋白(Actin)、肌特异性肌动蛋白(muscle-specific actin,MSA)、α-平滑肌肌动蛋白 (α-smooth muscle actin,α-SMA)、calponin、平滑 肌肌 球蛋白 重链(smooth muscle myosin heavy chain,SMMHC)等均在乳腺 MEC的胞浆中表达。
Actin、MSA和 α-SMA这三种蛋白均是目前识别 MEC中最常用的标记物,均具有较高的敏感性和相对的特异性。
calponin和 SMMHC这两种抗体也运用于识别MEC。Calponin是一种平滑肌收缩调节蛋白,具有结合原肌球蛋白和Actin的功能,参与调节平滑肌细胞的收缩。SMMHC是分子量为 200 Kd的多肽,是六聚肌球蛋白的结构成分。在乳腺良性疾病的HE切片中,用免疫组织化学染色方法可以检测到calponin和SMMHC均呈阳性表达的MEC,而在间质细胞中这两种抗体均呈阴性;在导管原位癌中,MEC亦可表达 calponin和 SMMHC,但表达强度较弱;而在乳腺浸润性导管癌中calponin和 SMMHC均不表达。因此calponin和 SMMHC蛋白有更高的敏感性和特异性,现在已趋向作为识别乳腺MEC的首选抗体[8]。
2.2 P63 P63表达于多种器官基底细胞的细胞核,如皮肤、前列腺以及子宫颈等。在乳腺组织中,MEC也可表达 P63,但在腺上皮细胞中则不表达,显示出较高的敏感性和特异性。研究也发现:在正常乳腺组织及乳腺良性疾病组织中,P63的优势是具有特异性,在乳腺腺上皮细胞和肌纤维母细胞中均无表达而只表达于 MEC。在乳腺浸润性癌中,P63未见表达。因此 P63可在良性增生性疾病与恶性肿瘤的鉴别中成为一个可靠的肌上皮细胞标记因子[9]。在比较 P63、calponin和 SMMHC三种蛋白的敏感性时发现:P63对于 MEC的敏感性低于后两者;但血管平滑肌细胞和间质肌纤维母细胞均不表达P63,所以P63的特异性高于后两者。而联合使用P63和SMMHC两种蛋白与肌纤维母细胞的交叉反应最小,因此P63和SMMHC是很好的互补标记物。2.3 S-100 S-100蛋白是一种酸性钙结合蛋白,有α和β两个亚单位。一直作为识别MEC的重要标记物而应用于乳腺良、恶性肿瘤的鉴别诊断中。免疫组化研究发现:在硬化性腺病、纤维囊性病、导管内乳头状瘤等乳腺良性疾病中,MEC的S-100蛋白呈阳性表达,在腺上皮细胞、间质细胞和基底膜则均为阴性。在导管原位癌和小叶原位癌组织中,肿瘤细胞和其周围残存的 MEC其S-100蛋白的表达均为阴性。所以 S-100蛋白可以鉴别乳腺良性增生性疾病和导管/小叶原位癌。近年来的研究也发现S100不仅在肌上皮细胞表达,也可表达于乳腺正常腺上皮、乳腺良性增生病变的腺上皮及乳腺癌细胞,缺乏绝对特异性。
2.4 CD10 CD10亦称为普通急性淋巴母细胞性白血病抗原,主要应用于造血系统恶性肿瘤的诊断。之后的研究发现 CD10也可表达于非造血细胞中,如乳腺组织的MEC。CD10表达于MEC的细胞膜,在导管良性增生性疾病中,CD10在 MEC中恒定呈阳性表达;而在腺上皮细胞、血管平滑肌细胞以及间质细胞中则不表达;在乳腺浸润性癌中,未检测到CD10呈阳性的 MEC。因此 CD10有助于鉴别乳腺腺病和浸润性癌[10]。在乳腺导管内乳头状肿瘤中,由于靠近腺上皮细胞的 MEC和血管平滑肌细胞均可表达 SMA,所以区分 MEC与血管平滑肌细胞还需对 CD10进行标记:MEC可表达 CD10,血管平滑肌细胞不表达CD10,因此 CD10在导管内乳头状肿瘤中识别MEC优于SMA。
2.5 高分子量细胞角蛋白 既往研究显示高分子量 CK可作为 MEC的标记物。高分子量 CK中CK5/6、CK14和 CK17是基底细胞角蛋白,都能在乳腺组织的 MEC胞浆中呈阳性表达。其中的CK14和 CK17较 CK5/6具有较高的敏感性,几乎在所有的乳腺 MEC中表达。在乳腺导管/小叶原位癌中,未见CK14与CK17的表达;在乳腺浸润性癌中约有9%~31%的肿瘤细胞表达 CK14和CK17;而 CK5/6在肿瘤细胞中呈阳性表达[11]。
以细胞的黏附性为基础可以将乳腺癌(浸润癌或原位癌)分为导管癌和小叶癌两种类型。从 HE切片区分是导管癌还是小叶癌有时比较困难,尤其是实性型原位癌。然而明确分型关系到临床治疗方案的选择和疾病预后的判断。目前应用于导管癌和小叶癌鉴别的常用标记物主要有 E-cadherin、34βE12以及 β-catenin。
细胞黏附分子E-cadherin是一种分布极为广泛的细胞表面跨膜蛋白。E-cadherin几乎在所有的导管原位癌细胞膜上呈阳性表达,而小叶原位癌中 E-cadherin表达基本呈阴性。E-cadherin是区分导管原位癌和小叶原位癌有价值的标记物[12]。同时还可以联合使用E-cadherin和34βE12来区分导管原位癌与小叶原位癌,其免疫组化染色的结果在导管原位癌与小叶原位癌组织中是完全相反的:导管原位癌组织中 E-cadherin染色呈阳性、34βE12染色呈阴性;小叶原位癌组织中 E-cadherin染色呈阴性、34βE12染色呈阳性[13]。
侵袭、转移是恶性肿瘤的两个重要生物学特征,与患者的预后有着密切关系。细胞黏附分子是介导细胞与细胞、细胞与细胞外基质间的黏附和相互作用的重要结构。黏附分子除了维持正常的组织结构及功能外,在恶性肿瘤的侵袭和转移过程中也起着重要的作用。乳腺浸润性小叶癌(infiltrating lobular carcinoma,ILC)是仅次于浸润性导管癌(infiltrating ductal carcinoma,IDC)最常见的乳腺癌组织学类型。ILC和 IDC虽然是两种不同组织学类型的肿瘤,由于ILC与 IDC均发生于终末导管小叶单位,所以二者在形态学上有相似之处。但 ILC癌细胞黏附性较差,而 IDC癌细胞黏附性相对较好,导致两种肿瘤的生物学行为和预后有差别。据报道β-catenin在 ILC中表达缺失和减少率远比在 ILC中高。β-catenin蛋白正常主要表达于乳腺导管上皮细胞、腺泡上皮细胞和肌上皮细胞的胞膜或/和胞浆,该蛋白在乳腺浸润性癌组织中的表达强度弱于正常乳腺小叶腺泡或导管及原位癌灶(个别病例中可见)的表达强度[14]。β-catenin在不同的病例,甚至同一病例的不同部位表达都不一致。且 βcatenin的异常表达与淋巴结转移相关。ILC具有不同于 IDC的临床病理学特点及预后特征,所以采用免疫组织化学法检测 β-catenin在乳腺组织中的表达有助于 ILC与 IDC的鉴别诊断。
雌激素受体(ER)在乳腺癌的发生、发展过程起重要作用,是乳腺癌重要的生物学标记。孕激素受体(PR)编码基因经由ER介导的雌激素调控,PR阳性表达是 ER功能的体现。大量临床试验证实ER和(或)PR阳性表达的乳腺癌患者能获益于内分泌治疗,显著改善预后[15]。ER和PR的表达状况是指导乳腺癌内分泌治疗的决定性因素,也是判断乳腺癌预后的重要因素之一。通过综合患者乳腺癌组织中 ER和 PR的表达状况可指导临床医生选择相应的靶向药物进行临床治疗,既可降低肿瘤的复发率,又可提高临床疗效,还可对其肿瘤性质的临床预后做出判断。
4.1 ER和 PR 2010年美国临床肿瘤学会(ASCO)和美国病理医师学院(CAP)联合制定并发布了乳腺癌激素受体检测指南[16],指南认为大于或等于1%的肿瘤细胞核染色阳性即为激素受体阳性,而以前则以10%作为标准。大量研究显示肿瘤细胞只要有≥1%的激素受体阳性,患者即可从内分泌治疗中获益,并推荐对 ER低水平表达(1%~10%)的弱阳性情况,肿瘤医师可与患者讨论内分泌治疗的利弊,从而制定最佳平衡方案。ER和 PR的检测是对乳腺癌患指导其内分泌治疗及化疗和判断预后的需要[17]。乳腺癌诊断一经确立,对其治疗前,都必须进行ER和PR的检测,以利于治疗方案的确立,ER和PR的判断:ER和PR阳性部位在细胞核,肿瘤细胞核呈黄色—棕黄色着色计为阳性。一般≤10%的肿瘤细胞阳性为(+),11%~50%的肿瘤细胞阳性为中度(++),≥51%的肿瘤细胞阳性为(+++)。ER和PR检测的结果一般有如下几种情况:
ER、PR同时阳性的患者其内分泌治疗有效率达60%;ER(-)、PR(+)或ER(+)、PR(-)的患者内分泌治疗有效率为20%~30%;ER、PR同时阴性的患者内分泌治疗有效率仅为5%[18]。且 ER表达阳性的乳腺癌患者生存率高,PR阳性患者总体生存率也是高于阴性患者[19]。
4.2 HER-2 HER-2具有酪氨酸激酶活性,属细胞膜糖蛋白,其阳性部位表达于细胞膜上。HER-2结构的改变可促使产生大量生长因子或生长因子受体,从而促进有丝分裂,因此,HER-2为一种原癌基因。在临床相关分析中发现较高水平的 HER-2蛋白过度表达与肿瘤大小及淋巴结转移数呈正相关,而这两个因素正是反映了肿瘤局部生长、浸润能力及沿淋巴道转移能力[20-21]。此外,HER-2表达状况与激素治疗效果存在相关性。新辅助化疗对HER-2阴性的乳腺癌效果好,而对 HER-2阳性的患者效果差。近几年来,随着分子靶向治疗的进展,在 HER-2阳性患者中采用专门针对 HER-2的单克隆抗体Herceptin治疗,有效率明显增加[22]。
乳腺癌在我国的发病率仅次于宫颈癌而居女性癌瘤的第二位,且近年来有不断增高的趋势,常发生于50岁左右的女性,严重威胁妇女的健康和生命[23]。所以,对乳腺癌的病理研究和内分泌治疗的探讨都将具有深远意义。总之,以上标记物在鉴别乳腺良、恶性肿瘤、乳腺导管癌与小叶癌等疾病方面均具有指导意义,又可指导患者个体化内分泌治疗以及进行预后判断。但目前尚无任一免疫标记物能在乳腺良性疾病或恶性肿瘤中达到百分百的表达和绝对可靠。因此需要组合多项免疫标记物来提高诊断的敏感性,通过进行多项指标的联合检测,可以更好的明确诊断,进而进一步指导临床内分泌治疗、化疗以及预测患者预后。常用的 MEC标记物在标记乳腺 MEC时各有利弊,每一种抗体也都可以和一些非MEC呈现阳性反应。联合使用P63和SMMHC可达到较高的特异性;联合使用SMA和 calponin可达到较高的敏感性。在病理诊断工作中,应根据不同的乳腺疾病选用相应的标记物,或者可采用同时使用两种或多种标记物进行标记,这样能更好的标记出乳腺 MEC以明确诊断。随着病理学的不断发展,还可能发现更敏感、更具有特异性的 MEC以及乳腺腺上皮细胞的标记物,将可以为乳腺良、恶性肿瘤的鉴别诊断以及个体化内分泌治疗提供更有力的辅助手段。
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