儿童邻近膝关节骨肉瘤侵犯骨骺的组织形态学研究

曹斌 王臻 郭征 李靖 栗向东 范宏斌



儿童邻近膝关节骨肉瘤侵犯骨骺的组织形态学研究

曹斌 王臻 郭征 李靖 栗向东 范宏斌

【摘要】目的 观察骨肉瘤对骨骺及骺板的侵犯方式及机制。方法 对 6 例骨肉瘤标本行显微 CT 扫描和组织形态学观察后，对骺板厚度及血管进行计量，并作统计学分析。病例年龄 7～14 岁，男 2 例，女4 例。股骨远端 4 例，胫骨近端 2 例；6 例均为 Enneking II B 期和 San-Julian III 型。结果 股骨骨骺厚度：侵袭组平均厚度明显低于未侵袭组 ( 1.60±1.03) mm，( 1.03±0.45) mm。同一标本破坏区域骺板厚度低于未破坏区域 [ 3 号标本：( 0.99±0.51) mm，( 2.16±0.50) mm；5 号标本：( 0.78±0.25) mm，( 1.33±0.41) mm ]，差异有统计学意义 ( t＝4.74，P＝0.001) ( t＝6.59，P＝0.001)；破坏区域血管数目高于未破坏区域 [ 3 号标本：( 2.32±1.32) 个，( 0.82±0.85) 个；5 号标本：( 1.80±1.19) 个，( 0.65±0.67) 个 ]，差异均有统计学意义( t＝4.46，P＝0.000) ( t＝3.74，P＝0.001)。形态学观察共有 4 类表现：( 1) 骺板钙化层消失；( 2) 筛孔样破坏；( 3) 哑铃状破坏；( 4) 全层溶解；结论 肿瘤侵袭骺板使其平均厚度变薄，肿瘤组织边缘的血管反应能促进对骺板的破坏。侵犯骺板的方式存在多样性，骺板有选择性穿孔的现象。

【关键词】骨肉瘤；骨骺；膝关节；显微 CT；生长面；骨肿瘤

膝关节周围是骨肉瘤的好发部位，多见于骨骺未闭合的儿童及青少年。随着新辅助化疗和影像学的发展，保肢手术已成为主要的治疗手段，国外报道保肢率达 70%～80%[1]，在保肢手术中如何能有效地保留骨骺，从而保留患肢关节功能及生长机能，是目前骨肿瘤外科面临的新课题[2]。随着影像学技术的发展，术前发现骨骺被肿瘤侵袭占很大比例，Manfrini 等[3]报道 85%～90%，Norton 等[4]报道80%。目前发现骨肉瘤侵犯骨骺的方式是以紧贴骺板横向浸润生长为主，肿瘤组织可使受侵犯骺板变薄，或穿越骺板侵犯骨骺，发生机制主要以血管的再生或再通有关[5]，骨肉瘤组织对骨骺的侵犯是否有多种方式或存在不同的病理分期研究较少，本研究通过对骺板未闭合的骨肉瘤标本进行显微 CT 扫描观察和组织形态学观察，观察肿瘤组织浸入骨骺的机制和方式做进一步的探讨。

资料与方法

一、材料

1. 一般资料：取 6 例骨骺未闭合的普通型骨肉瘤标本，股骨远端 4 例，胫骨近端 2 例，男 2 例，女 4 例；年龄 7～14 ( 11.5±2.5) 岁，术前采用一线化疗方案 ( 洛铂＋阿霉素，异环磷酰胺交替使用) 2～4 个周期。均行瘤段切除定制人工假体置换术，外科分期均为 Ennekingg II B 期，影像学分期均为San-Julian III 期 ( 表 1)。

2. 实验主要试剂：苏木精、伊红染液 ( sigma，美国)，4% 多聚甲醛液，脱钙液 ( 盐酸 40 ml、甲酸40 ml、自来水 500 ml)。

3. 实验主要仪器：显微 CT ( GE Healthcare Locus SP)、Micview 分析处理软件 ( GE)、HD-300生物组织自动脱水机、Leica RM2255 石蜡切片机、BM-IX 生物组织包埋机、CS-VI 型推片烤片机、显微镜 ( DMLA，Leica) 及图像采集系统 ( NISElementsF 3.2，Nikon)。

二、研究方法

1. 显微 CT 扫描：标本经固定后 24～36 h，修剪成 4 cm×4 cm×3 cm 大小，装入大号量杯 ( 口径44 mm) 扫描，选用美国通用公司 GE Healthcare Locus SP 显微 CT，选用 40 μm 分辨率扫描。分析处理软件为 Micview 三维重建处理软件。

2. 骨标本的制备、组织学观察及图像分析：( 1)根据扫描结果对标本进行矢状位及冠状位连续切取组织块，厚约 5 mm，每个标本可切取 8 个组织块，肉眼观察肿瘤的侵袭，编号并拍照；( 2) 将标本脱钙后，用刀片修剪成 40 mm×26 mm 规格大小，每个组织块常规切片 ( 厚度 4 μm)，苏木精－伊红 ( HE) 染色。显微镜观察，进行 16～200 倍的显微照相，编号、采集存盘。使用 Adobe photoshop 7.0 软件对采集的图片 ( 6～30 张) 进行自动整合获得全景图片。

3. 组织计量学指标采集：( 1) 骺板厚度的测量：从每个标本中 8 个组织块中随机抽取一张切片进行骺板厚度的测量。骺板的厚度包括生发层、增殖层、肥大层 ( 本组病例钙化层均消失)。其中 2 例标本存在骺板部分破坏，对破坏区和未破坏区的骺板厚度进行了分组测量。测量步骤：每个切片均在 50 倍视野下进行显微拍照。将所得图像导入测量软件视窗，调整出软件测量参数，设置图片的数字化比例尺，对既定指标测量，测量的间隔距离为1 mm，测量时应平行于细胞柱方向；( 2) 血管计数采集：对 2 例标本存在骺板部分破坏，用目镜内装有 A100 单方格网尺在 100 倍视野下对破坏区和未破坏区的骺板中血管数目进行计数。

三、统计学处理

采用 SPSS 18.0 ( SPSS 公司，美国) 软件进行统计学分析，骺板厚度、血管数目符合正态分布，用±s 描述，组间的均数比较采用成组设计 t 检验，检验水准 α 值取双侧 0.05。

结 果

一、组织计量学结果

1. 标本的一般资料及骺板平均厚度 ( 表 1)。

表1　一般资料及骺板平均厚度 ( n = 40，? ±s)Tab.1 General information and the average thickness of epiphyseal plate ( n = 40,±s)

表1　一般资料及骺板平均厚度 ( n = 40，? ±s)Tab.1 General information and the average thickness of epiphyseal plate ( n = 40,±s)

注：5 号标本骺板全层结构消失，无法测量数值Notice: Full-layer structures of the epiphyseal plate of No.5 specimen disappeared, can not be measured

编号　　性别　　年龄 ( 岁)　　诊断　　部位　　影像学分型　　骺板是否中断　　骺板厚度 ( mm) 1 女11　　骨肉瘤　　右股骨　III　　否　1.30±0.45 2 女14　　骨肉瘤　　右股骨　III　　否　0.76±0.24 3 男13　　骨肉瘤　　左胫骨　III　　是　0.82±0.28 4 女7骨肉瘤　　右股骨　III　　是　2.09±1.20 5 女13　　骨肉瘤　　右胫骨　III　　是　　未测6 男11　　骨肉瘤　　右股骨　III　　是　1.11±0.45

2. 骺板中断组与未中断组股骨骺板厚度比较：骺板中断组：5.0～0.4 ( 1.60±1.03) mm；未中断组范围：2.6～0.4 ( 1.03±0.45) mm。

3. 同一标本骺板厚度及血管数目比较 ( 表 2，3)：其中 2 例标本存在骺板部分破坏，对破坏区和未破坏区的骺板厚度进行了分组测量。

表2　3 号标本骺板厚度及血管数目 ( ? ±s)Tab.2 Thickness and the number of blood vessels of No. 3 specimens (±s)

表2　3 号标本骺板厚度及血管数目 ( ? ±s)Tab.2 Thickness and the number of blood vessels of No. 3 specimens (±s)

组别　　骺板厚度 ( mm) ( n = 16)血管计数 ( 个) ( n = 22)破坏区　0.99±0.51　2.32±1.32未破坏区　2.16±0.50　0.82±0.85统计值　t = 6.59 P = 0.001 t = 4.46 P = 0.000

二、组织形态学结果

发现四类形态学图像：A 类为干骺端肿瘤组织与骺板紧密接触，骺板连续性存在，钙化层消失 ( 图 2)；B 类为筛孔样破坏：骺板区呈多孔状的破坏，骺板破坏区并没有肿瘤组织，由红骨髓组织通过 ( 图 3)；C 类为哑铃状破坏：肿瘤呈单孔样突破骺板，在骨骺内形成类圆形的病灶，骨骺内病灶对骺板双侧进行虫蚀样破坏，伴有毛细血管增生，形成“哑铃状”的侵袭方式，狭窄处正是骺板穿孔的部位 ( 图 4)。D 类为全层溶解：肿瘤均匀突破骺板，骺板结构消失，仅在肿瘤组织内可见残留的软骨岛 ( 图 5)。

另外在 3 号标本的显微 CT 扫描中发现骺板中发现高密度组织 ( CT 值 2100) 横穿骺板、结合 CT图像得到了与扫描层面相符合病理大切片，发现为无细胞结构的死骨组织，周围伴行有淋巴管样组织，此外在其它切片也观察到类似现象 ( 图 6)。

表3　5 号标本骺板厚度及血管数目 (±s)Tab.3 Thickness and the number of blood vessels in No.5 specimens (±s)

表3　5 号标本骺板厚度及血管数目 (±s)Tab.3 Thickness and the number of blood vessels in No.5 specimens (±s)

组别　　骺板厚度 ( mm) ( n = 15)血管计数 ( 个) ( n = 20)破坏区　0.78±0.25　1.80±1.19未破坏区　1.33±0.41　0.65±0.67统计值　t = 4.74 P = 0.001 t = 3.74 P = 0.000

图1　骺板测量及血管计数 a：骺板未破坏区厚度 ( HE × 50)；b：破坏区厚度 ( HE × 50)；c：骺板破坏区血管计数 ( HE × 200)；d：未破坏区血管计数 ( HE × 100)Fig.1 Thickness and vascular count of epiphyseal plate a: The thickness of the epiphyseal plate in not damaged area ( HE × 50); b: The thickness of the epiphyseal plate in damage area ( HE × 50); c: The number of vascular damage area epiphyseal plate ( HE × 200); d: The number of vascular counts in not damaged area epiphyseal plate ( HE × 100)

图2　1 号标本骺板图组 a：术前 MRI T1 像；b：显示肿瘤组织与骺板接触 ( HE × 50)；c：骺板钙化层消失 ( HE × 100)图3　6 号标本骺板破坏图组 a：MRI T1 像显示股骨远端病灶边缘有等信号影侵入骨骺；b：实体显示肿瘤与破坏区骺板间隔髓内组织；c：骺板呈多孔样破坏，有增生的骨髓组织通过，未见肿瘤细胞 ( HE × 100)；d：骺板呈多孔样破坏，有增生的骨髓组织通过，未见肿瘤细胞 ( HE × 16)Fig.2 Figure group of No.1 specimens a: MRI T1images before operation; b: Osteosarcoma in contact with the epiphyseal plate ( HE × 50); c: Calcified layer of epiphyseal plate disappears ( HE × 100)Fig.3 Figure group of No. 6 specimen a: MRI T1Image display medium signal in violation of epiphyseal in the distal femoral; b: Boundary of the Osteosarcoma and the invaded area of the epiphyseal plate was not fully contact; c: Epiphyseal plate present cellular damage, bone marrow tissue through the perforated area, but did not see the tumor cells ( HE × 100); d: Epiphyseal plate present cellular damage, bone marrow tissue through the perforated area, but did not see the tumor cells ( HE × 16)

在此标本上还发现了骺板内呈水平方向走形的血管组织 ( 图 7)。

图4　3 号标本骨骺内病灶图组 a：MRI T1 像显示低信号侵入骨骺；b：实体骨骺内病灶；c：显微 CT 骨骺内病灶；d：合成病灶全景图 ( HE × 16)；e：骺板呈单孔样破坏，骺板两侧 ( 生发层、肥大层) 均有破坏 ()，增生的血管位于生发层 () ( HE × 100)Fig.4 Figure group of No.3 specimen a: MRI T1Image display low signal get into epiphyses; b: Epiphyseal lesion in the specimens; c: Epiphyseal lesion in the Micro-CT; d: Features of lesions panorama consistent with MRI and Micro-CT ( HE × 16); e: The green circle enlarge figure, the lesion of the epiphyseal plate appears as a single-hole, on both sides of the epiphyseal plate were damaged (), hyperplastic blood vessels in the germinal layer () ( HE × 100)

图5　5 号标本骺板破坏图组 a：X 线正位显示骨骺内未见病灶；b：MRI T1 像显示骨骺内低信号；c：实体可见骺板消失；d：骺板结构消失( HE × 16)；e：?区放大，病灶内可见残留的软骨岛 ( HE × 200)Fig.5 Figure group of No.5 specimen a: X-ray showed no lesions in the epiphyses; b: MRI T1 image display low signal getting into epiphyses; c: Physical specimen showed epiphyseal plate disappearance; d: Histological structure of epiphyseal plate was completely damaged, there is only residual cartilage island ( HE × 16); e: The ?circle shows enlarged figure, the cartilage island in osteosarcoma tissue ( HE × 200)

图6　3 号标本骨桥图组 a：实体可见骨骺结构正常，骺板内骨桥 (?)；b ~ c：显微 CT 断层及 3 D 重建可见骺板内骨桥组织，CT 值2100；d：骨桥组织位于骺板内；e：绿圈放大区，无细胞结构的骨桥，周围有血管增生 ( HE × 50)图7　3 号标本血管图组 a：冠状位切片可见骺板内管腔样组织 ( HE × 16)；b：?区显示为动脉管腔样结构 ( HE × 100)；c：?区可见管腔内有红细胞通过 ( HE × 200)Fig.6 Figure group of bony bridge a: Physical specimen showed normal epiphyseal structure, bony bridge formed within the epiphyseal plate (); b - c: Image of bony bridgein Micro CT and 3-dimensional structure ( CT values = 2100); d: Pathological histology showed bony bridge is located in the epiphyseal plate ( HE × 16); e: The green circle shows enlarged figure, No cells within the bony bridge, angiogenesis around bony bridge ( HE × 50)Fig.7 Figure group of blood vessels in epiphyseal plate a: Blood vessels of the Epiphyseal plate in coronary pathological slices ( HE × 16); b: structure of the artery (, HE ×100); c: Red blood cells through the lumen (, HE × 200)

讨 论

近年来的临床观察结果表明骺板不能对肿瘤组织起到绝对的屏障作用。Ennenking 等[6]对 24 例骺板未完全闭合的骨肉瘤进行了观察，发现骨骺被肿瘤侵犯为 70.8%；Siomn 和 Bos[5]报道为 88.5%；Ghandur-Mnaymneh 等[7]的报道为 85.7%；Jose 等[8]报道的概率为 50%，并对传统的“骺板屏障”观点的正确性提出了质疑，认为骺板被干骺端骨肉瘤的侵袭只是时间问题。本研究中同时期儿童骨肉瘤发生骺板侵犯的概率为 83.3% ( 10 / 12)，与文献报道相近。在对以往的骨骺受到侵袭病例中多数作者均发现骺板有着不同程度的变薄[4,9-10]，但缺乏具体的测量，缺少统计学结果。本次研究中，将侵犯组与未侵犯组的厚度 ( 股骨远端) 进行统计学分析，发现侵袭组骺板平均厚度明显高于未侵袭组，推断侵犯组的骺板平均厚度较大。在同一标本上骺板破坏区域的血管数目明显高于未破坏区域，肿瘤侵袭使骺板厚度变薄。目前主要有两种理论来解释骨肉瘤在扩散中如何跨越骺板[6]。第一种认为在干骺端与骨骺间存在生理性穿越骺板的血管，骨肉瘤正是通过此通道侵袭骨骺[4,8]，对于这些血管是否存在具有争议。于秀淳等[11]通过动脉造影检查证明了骨肉瘤穿越骺板有血管的再通和异常增生，同时发现在病变区和骺板。骨骺瘤染区间有异常的血管相连。本次研究没发现有血管组织贯穿骺板，但发现与骺板平行的血管组织，其中包括静脉及小动脉。第二种理论认为肿瘤组织边缘强烈的血管反应能促进骨肉瘤的扩散，Jose 等[8]观察到肿瘤周围间质的血管增生促进了其对骺软骨细胞柱的渗入。本研究支持这一理论，观察到在骺板穿孔处出现异常增多的血管组织，与未穿孔区比较，二者差异有统计学意义( t＝4.74，P＝0.001)。

在第 2 种筛孔样破坏病例中，发现术前 MRI T1加权像上骨骺内出现等信号，经病理证实为红骨髓组织 ( 可见大量红细胞及淋巴细胞)，没有肿瘤细胞，与肿瘤组织紧密接触的骺板未出现穿孔，在肿瘤边缘与穿孔骺板之间为增生的骨髓组织，肿瘤组织被阻挡在骨髓区域之外。Hoffer 等[9]通过对40 例骨肉瘤患者进行 T1WI、STIR 以及动态增 MR ( DEMRI) 检查，在骨骺受侵犯 T1WI 表现为过渡信号 ( 介于肿瘤与正常组织) 时，则可能为水肿、造血性红髓或新生血管影。Ryan 等[12]发现在骨肉瘤患者使用化疗和粒细胞刺激因子后会出现骨髓逆转现象，即骨骺内黄骨髓可转化为红骨髓，从而在 MRI出现假阳性的骨髓转移情况。邓志平等[13]对新辅助化疗后骨肉瘤的 MRI 观察中发现病灶骨干端及对侧肢体的髓腔内的异常信号，对异常信号区取材经病理证实为增生的骨髓组织，无肿瘤组织，考虑与骨髓逆转换有关。张庆喜[10]等在对骨肉瘤反应区的研究中认为反应区可分为肿瘤反应区和髓内骨膜反应区，骨膜反应区的构成主要以红细胞为主。在对基于上述研究，认为红骨髓的出现可能与骨髓逆转或反应区有关，逆转换可能出现的病灶的骨干侧，也可能出现在关节侧。骺板穿孔并不在与肿瘤接触的区域，而是选择性地出现在骨髓逆转换区或反应区有待于进一步研究。

Jesus-Garcia 等[14]在研究中发现骨肉瘤侵蚀骨骺是通过骺板的中央部侵蚀骨骺，其发生是肿瘤通过已存在的管道侵蚀骨骺；本研究第 3 种哑铃状破坏形态学表现与之相符，即中心型呈锥状突破骺板侵入骨骺，发现侵犯区的骺板并不是均匀破坏，而是呈单孔样突破骺板，在骨骺内形成类圆形的病灶，而后在骺板两侧破坏，形成“哑铃状”的侵袭方式，“哑铃”腰部正是骺板穿孔的部位。基于以上现象提出假设：骺板穿孔具有选择性，骺板对肿瘤组织有屏障作用，与肥大层致密的软骨细胞有关，穿越到骨骺内病灶对骺板生发层的破坏，其较为稀疏的软骨细胞有关，随着肿瘤组织进一步侵犯骺板，骺板选择性穿孔的原因，有待于进一步研究。

第 4 种为骺板全层破坏，MRI 表现为干骺端肿瘤组织呈中心型侵入，骨骺中心可见肿瘤组织的低信号，病理切片显示骺板结构消失，肿瘤组织内可见残留的软骨岛，这与 Jose 等[8]在骺板对干骺端骨肉瘤屏障作用的组织学研究结果一致。

在病例 3 中骨骺未侵犯的骺板中发现存在类骨样组织 ( CT 值 2100)，进一步观察显示无细胞结构的死骨组织，周围伴行有血管组织，考虑为骺板间的骨桥。吕学敏等[15]在骨骺损伤的动物模型中经显微 CT 观察到损伤的骺板中有骨桥形成，并在骨桥形成区发现有血管内皮细胞生长因子 ( VEGF) 的增强表达，提示 VEGF 表达增强可能是启动骺板内骨桥形成的关节步骤，3 号标本的骨桥周围明显的血管反应与其相关，骨桥的形成可能参与肿瘤侵犯骺板的过程。

本研究结果显示骺板穿孔区域骺板厚度与未穿孔区厚度有差异性，骺板穿孔区血管数目与未穿孔区血管数目有差异性，这种差异性均有统计学意义。侵犯骺板的方式存在着多样性 ( 哑铃状、骺板自发穿孔、全层溶解)，在肿瘤侵犯骺板过程中骺板有选择性穿孔的现象，认为骺板对肿瘤组织有一定的屏障作用，肿瘤侵袭骺板使其平均厚度变薄，肿瘤组织边缘的血管反应能促进骨肉瘤对骺板的破坏。基于上述观察认为骨肉瘤组织对骨骺的侵犯可能存在不同的病理分期：( 1) 接触期：肿瘤组织与骺板紧密接触，被骺板阻挡后主要以横向浸润为主，在此过程中侵犯骺板的钙化层或肥大层；( 2)穿孔期：随着肿瘤边缘强烈的血管反应，骺板出现选择性穿孔，肿瘤组织或增生的骨髓组织穿越骺板；( 3) 全层溶解期：干骺端及骨骺病灶对骺板两侧进一步侵犯，骺板逐渐消失，残留部分软骨岛。

限于在体研究方法的局限性，本实验中使用了形态学观察方法，对此过程中可能发生的生物分子的调控缺乏深入的研究，在观察到肿瘤组织对骨骺的侵犯可能需要更为微观的观察方法才能准确认识，骨骺出现的选择性穿孔的机制和骨桥的形成仍需更为深入的认识。另外本研究样本量较少，有待于后续研究增加样本量进行统计学的检验。

参 考 文 献

[1] 徐万鹏, 郭卫. 骨肿瘤的保肢术及其进展. 中华骨科杂志, 2000, 20(B12):47-49.

[2] Gaston CL, Tillman RM, Grimer RJ. Distal femoral physeal growth arrest secondary to a cemented proximal femoral endoprosthetic replacement. J Bone Joint Surg Br, 2011, 93(5): 708-710.

[3] Manfrini M, Gasbarrini A, Malaguti C, et al. Intraepiphyseal resection of the proximal tibia and its impact on lower limb growth. Clin Orthop Relat Res, 1999, (358):111-119.

[4] Norton KI, Hermann G, Abdelwahab IF, et al. Epiphyseal involvement in osteosarcoma. Radiology, 1991, 180(3): 813-816.

[5] Simon MA, Bos GD. Epiphyseal extension of metaphyseal osteosarcoma in skeletally immature individuals. J Bone Joint Surg Am, 1980, 62(2):195-204.

[6] Enneking WF, Kagan A 2nd. Transepiphyseal extension of osteosarcoma: incidence, mechanism, and implications. Cancer, 1978, 41(4):1526-1537.

[7] Ghandur-Mnaymneh L, Mnaymneh WA, Puls S. The incidence and mechanism of transphyseal spread of osteosarcoma of long bones. Clin Orthop Relat Res, 1983, (177):210-215.

[8] Jose Canadell, Mikel San-Julian. 儿童骨肿瘤. 胡永成主译. 北京: 人民卫生出版社. 2011: 12.

[9] Hoffer FA, Nikanorov AY, Reddick WE, et al. Accuracy of MR imaging for detecting epiphyseal extension of osteosarcoma. Pediatr Radiol, 2000, 30(5):289-298.

[10] 张庆喜. 骨肉瘤磁共振成像反应区病理学基础的临床应用.中国骨与关节杂志, 2013, (9):499-502.

[11] 于秀淳, 刘如勤. 骨肉瘤穿越骺板侵袭骨骺的临床观察. 中华骨科杂志, 1999, 19(1):21-22.

[12] Ryan SP, Weinberger E, White KS, et al. MR imaging of bone marrow in children with osteosarcoma: effect of granulocyte colony-stimulating factor. AJR Am J Roentgenol, 1995, 165(4):915-920.

[13] 邓志平, 丁易, 苏永彬, 等. 肢体骨肉瘤新辅助化疗前后髓腔MRI T1像信号的变化. 中国骨与关节杂志, 2014, (7):521-524.

[14] Jesus-Garcia R, Seixas MT, Costa SR, et al. Epiphyseal plate involvement in osteosarcoma. Clin Orthop Relat Res, 2000, (373):32-38.

[15] 吕学敏, 胡浩, 鲁明, 等. 骨骺损伤修复过程中骺板形态及VEGF表达的变化. 中华骨科杂志, 2012, 32(6):570-575.

( 本文编辑：李贵存)

. 会议 ●征文 ●消息 Conference/Call for Paper/News .

A histomorphological study on epiphyseal involvement caused by osteosarcoma around the knee joint in children CAO Bin, WANG Zhen, GUO Zheng, LI Jing, LI Xiang-dong, FAN Hong-bin. Department of Orthopedic Oncology, Xijing Hospital, The Fourth Military Medical University, Xi’an, Shanxi, 710032, PRC

【Abstract】Objective To observe and analyze the forms and mechanism of osteosarcoma infringing on epiphyses and growth plate. Methods Specimens of osteosarcoma from 6 cases with osteosarcoma ( 2 were male and 4 were female) were observed from 2013 to 2014 through optical microscope and micro-CT scans; the thickness and blood vessels of the growth plate were measured and a statistical analysis was performed. The average age of the patients was 11.5 years ( range: 7 - 14 years). Four cases had distal femoral and 2 cases had proximal tibial osteosarcoma. All cases were of Enneking stage II B stage and San Julian type III. Results Histomorphometry: the mean thickness of the femur epiphyses with invasion was significantly lower than that without invasion in the same specimen ( 1.60 ±1.03) mm, ( 1.03 ±0.45) mm ( t = -3.17, P = 0.002). The mean thickness of the epiphyseal plate with invasion was significantly lower that without invasion in the same specimen [ No.3 specimen: ( 0.99 ±0.51) mm, ( 2.16 ±0.50) mm; No.5 specimen: ( 0.78 ±0.25) mm, ( 1.33 ±0.41) mm ] ( t = 4.74, P = 0.001) ( t = 6.59, P = 0.001). The number of blood vessels in areas with invasion was larger than that in areas without invasion in the same specimen [ No.3 specimen: ( 2.32 ±1.32), ( 0.82 ±0.85); No.5 specimen: ( 1.80 ±1.19), ( 0.65 ±0.67) ] ( t = 4.46, P = 0.000) ( t = 3.74, P = 0.001). There were four forms of changes in histomorphological observation: ( 1) the calcified layer of epiphyseal plate disappeared; ( 2) sieve-pore-like invasion; ( 3) dumbbell-like invasion; ( 4) the full-layer lysis. Conclusions The thickness of the epiphyseal plate becomes thin in areas of osteosarcoma invasion. Vascularizing reaction on the edge of the osteosarcoma tissue can accelerate the invasion. There is a diversity and selective perforation phenomenon in the process of damage to the epiphyseal plate. The epiphyseal plate has a barrier effect against the growth of osteosarcoma into the epiphyses.

【Key words】Osteosarcoma; Epiphyses; Knee joint; Micro-CT; Growth plate; Bone neoplasms

( 收稿日期：2015-05-07)

Corresponding author:WANG Zhen, Email: wangzhen@fmmu.edu.cn

通信作者：王臻，Email: wangzhen@fmmu.edu.cn

DOI:10.3969/j.issn.2095-252X.2016.02.013
作者单位：710032 西安，第四军医大学西京医院骨肿瘤科

中图分类号：R738.1