腦膠質(zhì)瘤病理診斷與鑒別診斷

腦膠質(zhì)瘤病理診斷與鑒別診斷

超微結(jié)構(gòu)觀察對核電站腦腫瘤的識別和診斷有重要價(jià)值。關(guān)于透射電鏡和掃描電鏡之間的比較研究很少。本研究對人腦原發(fā)性膠質(zhì)瘤的瘤細(xì)胞和間質(zhì)的超微形態(tài)特征及其鑒別診斷意義進(jìn)行了探討。1免疫組化染色1.1標(biāo)本來源所有材料取自我校附屬西南醫(yī)院和新橋醫(yī)院1987~1996年間腦外科手術(shù)切除的新鮮標(biāo)本,共68例膠質(zhì)瘤。腫瘤類型依據(jù)2000年版WHO神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類法進(jìn)行,其中星形細(xì)胞瘤9例,間變性星形細(xì)胞瘤22例,膠質(zhì)母細(xì)胞18例,少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤3例,間變性少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤4例和少突-星形細(xì)胞腫瘤12例。另有上皮型和纖維母細(xì)胞型腦膜瘤6例。所有膠質(zhì)瘤均進(jìn)行過膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)、S-100蛋白、vimentin、vonWillibrand因子(vWF)、堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)及其受體(FGFR)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)免疫組化染色。本組膠質(zhì)瘤病例中男性44例,女性24例,平均年齡36.4歲。腫瘤位于大腦半球者57例,位于左丘腦、側(cè)腦室、IV腦室、腦干各2例,位于小腦3例。6例腦膜瘤均位于大腦表面與硬膜或大腦鐮相連。術(shù)中取材或冰凍切片時(shí)取材。用于透射電鏡制樣的組織切成1mm×1mm×1mm大小,2.5%戊二醛固定4~8h,1%鋨酸后固定,梯度丙酮脫水,環(huán)氧樹脂618常規(guī)包埋。半薄切片定位后行超薄切片,醋酸鈾-檸檬酸鉛雙染色,透射電鏡觀察,在上述取材同時(shí)將組織用4℃、pH7.4PBS洗滌3次,切成約1mm×1mm×5mm大小,2.5%戊二醛固定4~8h。二甲基亞砜冰凍割斷,系列酒精脫水,醋酸異戊酯置換,CO2臨界點(diǎn)干燥,離子濺射鍍膜,掃描電鏡觀察。2結(jié)果2.1星細(xì)胞腫瘤的超微結(jié)構(gòu)觀察2.1.1間變性星形細(xì)胞瘤形態(tài)相關(guān)指標(biāo)各型星形細(xì)胞腫瘤瘤細(xì)胞共同特點(diǎn)是核內(nèi)染色質(zhì)較均勻地分布,常染色質(zhì)為主;胞漿及胞突內(nèi)含有多少不等的中間絲(膠質(zhì)細(xì)絲);以毛細(xì)胞型和肥胖型瘤細(xì)胞為多。缺乏細(xì)胞連接,細(xì)胞外亦無膠原和高電子密度的基質(zhì)。纖維型星形細(xì)胞瘤(7例)胞核較規(guī)則,胞突多而長,其中膠質(zhì)細(xì)絲多,平行或交織排列;部分瘤細(xì)胞可見微管。原漿型星形細(xì)胞瘤(1例)瘤細(xì)胞胞體較圓,核近乎圓形,核仁不明顯;胞突細(xì)而短,其中膠質(zhì)細(xì)絲少而稀疏或不易見,細(xì)胞器以核糖體、糖原、線粒體為主,亦可見少量微管、初級溶酶體。毛細(xì)胞型星形細(xì)胞瘤(2例)瘤細(xì)胞核呈細(xì)梭形,異染色質(zhì)豐富,核仁少見,胞突見明顯成束的膠質(zhì)細(xì)絲(圖1)。光鏡下所見的Rosenthal纖維由密集的細(xì)徑狀物圍繞不規(guī)則的嗜鋨性團(tuán)塊組成,外有或無不完整的質(zhì)膜包繞。肥胖細(xì)胞型星形細(xì)胞瘤(2例)瘤細(xì)胞核相對較小,偏位,核仁不明顯,胞體部分的胞質(zhì)中含有大量平行排列的膠質(zhì)細(xì)絲,其它細(xì)胞器相對較少,主要為線粒體和粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),胞突明顯。間變性星形細(xì)胞瘤的各型瘤細(xì)胞分別與上述相似,但核內(nèi)染色質(zhì)分布不均,常染色質(zhì)豐富,核形狀不規(guī)則,可見核小管、核內(nèi)假包涵體形成,易見核仁。在有的病例可見核內(nèi)細(xì)絲性包涵體和環(huán)孔板層小體。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤之瘤細(xì)胞核大而不規(guī)則,核膜內(nèi)陷呈鋸齒或指突狀,易見多核,巨核、怪異核瘤細(xì)胞,核內(nèi)包涵體及核小管形成更易見,異染色質(zhì)多且分布不均,并可見染色質(zhì)間顆粒(圖2),核仁突出、呈網(wǎng)狀、桿狀或多個(gè)核仁。部分細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器豐富,以粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體,Golgi氏器、游離核糖體為主,亦可見髓鞘樣結(jié)構(gòu);部分細(xì)胞較原始,胞漿少,細(xì)胞器不發(fā)達(dá)。細(xì)胞漿內(nèi)膠質(zhì)細(xì)絲很稀少、短小或缺乏,胞突少而短,多數(shù)胞突內(nèi)缺乏膠質(zhì)細(xì)絲。但電鏡下瘤巨細(xì)胞內(nèi)有豐富的膠質(zhì)細(xì)絲分布(圖3)。星形細(xì)胞腫瘤的間質(zhì)中血管呈不同程度的增生,隨惡性程度增高而愈加明顯。內(nèi)皮細(xì)胞增生、肥大表面可見指狀突起基底膜增厚或呈現(xiàn)多層基底膜。有些毛細(xì)胞血管腔被內(nèi)皮細(xì)胞阻塞,或無明顯管腔而呈雙層內(nèi)皮細(xì)胞形成的原始血管,胞漿內(nèi)包含單個(gè)紅細(xì)胞。厚壁血管的內(nèi)皮細(xì)胞外見多層核形細(xì)胞,其胞漿中含大量粗面內(nèi)質(zhì)面,Golgi氏器,細(xì)胞之間可見均質(zhì)狀細(xì)胞外基質(zhì)或基底膜樣物質(zhì)。血管外的星形細(xì)胞突起明顯,包繞不全或呈紊亂的復(fù)層,這些膠質(zhì)膜內(nèi)含數(shù)目不等的膠質(zhì)細(xì)絲。這些微血管壁中的細(xì)胞內(nèi)未見明顯肌絲。2.1.2組織病理學(xué)檢測瘤細(xì)胞胞膜皺折不平,有多少不一的胞突,這些胞突相互交織在一起。纖維型瘤細(xì)胞稀少,胞體間見大量粗細(xì)不一的胞突及纖維成分,有時(shí)難以分辨它們的所屬細(xì)胞。原漿型瘤細(xì)胞胞體外有毛刺狀或星芒狀短突起,間質(zhì)內(nèi)見較多的細(xì)纖維成分,有時(shí)胞體部胞膜及胞突部見有大小不等的圓球形結(jié)構(gòu)突起(泡狀凸起)。毛細(xì)胞型細(xì)胞相對平行或縱橫交織排列,兩極胞突伸入纖維內(nèi);突起之間有時(shí)可見少數(shù)扁平的圓盤狀小體。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中瘤細(xì)胞密度大,瘤細(xì)胞大小不等,直徑最大達(dá)31.9μm;胞膜表達(dá)不光滑皺折明顯(圖4)。瘤細(xì)胞胞突少,長短不一,但主要為較短小突起;瘤巨細(xì)胞缺乏突起。可見瘤細(xì)胞圖,外有薄層膜狀物覆蓋。間質(zhì)易見厚壁血管,管腔內(nèi)面凹凸不平。瘤細(xì)胞與血管壁關(guān)系密切,有些瘤細(xì)胞突伸入血管壁內(nèi)。2.2間變性少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤的形態(tài)表現(xiàn)透射電鏡下,少突膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤瘤細(xì)胞較圓,核位于細(xì)胞中央,染色質(zhì)均勻,易見核周間隙擴(kuò)張,核仁少見。胞質(zhì)電子密度低,細(xì)胞器不及星形細(xì)胞瘤細(xì)胞豐富,可見少量線粒體、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及游離核糖體缺乏膠質(zhì)細(xì)絲,細(xì)胞突起不明顯。在細(xì)胞密集區(qū),可見相鄰細(xì)胞胞膜緊貼,但無明顯細(xì)胞連接。間變性少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤與上述不同之處表現(xiàn)為瘤細(xì)胞核不甚規(guī)則,可見雙核、多核瘤細(xì)胞,核內(nèi)見假包涵體,核仁較易見。在上述少突膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤細(xì)胞之間,可見多少不等的含有明顯膠質(zhì)細(xì)絲的突起,這些突起部分可見與偶見的星形細(xì)胞相連。即使在定位時(shí)的典型少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤區(qū)亦可見到星形細(xì)胞成分。間質(zhì)血管超微形態(tài)與星形細(xì)胞腫瘤相似。掃描電鏡下,瘤細(xì)胞胞體呈圓球形,胞膜表面較平整,胞突不明顯,細(xì)胞外纖維成分稀少;間質(zhì)血管呈分枝狀,有的區(qū)域?qū)⒘黾?xì)胞分隔成分葉狀。2.3間質(zhì)及細(xì)胞間質(zhì)透射電鏡觀察見,上皮型腦膜瘤(3例)瘤細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)均勻,核仁不易見;胞膜極不規(guī)則,見有很多指狀突起,這些突起相互嵌合或咬合,細(xì)胞間可見橋粒連接。核周胞漿內(nèi)可見散在分布或平行排列的中間絲。間質(zhì)中可見少量膠原原纖維束。纖維母細(xì)胞型腦膜瘤(3例)瘤細(xì)胞核呈細(xì)長形;胞質(zhì)內(nèi)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體較上皮型腦膜瘤少,胞突少;其它特點(diǎn)與后者相似。細(xì)胞間亦可見明顯的橋粒連接。間質(zhì)中有較多的膠原原纖維。掃描電鏡觀察可見,上皮型腦膜瘤內(nèi)瘤細(xì)胞胞體表面較光滑,細(xì)胞之間缺乏纖維成分。纖維母細(xì)胞型腦膜瘤瘤細(xì)胞呈圓柱狀或分枝狀(圖5),互相排列緊密,胞膜表面較光滑,無星形細(xì)胞瘤細(xì)胞表面的那種皺折。細(xì)胞突起粗大,細(xì)胞外可見少量帶狀的纖維成分。3星形細(xì)胞腫瘤的超微結(jié)構(gòu)及形態(tài)特征顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤的超微結(jié)構(gòu)國內(nèi)外都有一些報(bào)道,它在腦腫瘤診斷、鑒別診斷及確定新型腦腫瘤的特性(例如在多形黃色星形細(xì)胞瘤的診斷)等方面起了很大的推動作用。但透射電鏡和掃描電鏡的對比觀察尚不多,尤其是后者在鑒別診斷上的意義觀點(diǎn)不一,結(jié)果亦不盡相同。盡管免疫組化技術(shù)在腫瘤診斷和鑒別診斷上使用已日益廣泛和普及,但在腦腫瘤診斷上仍存在一些困難,例如低分化的膠質(zhì)瘤GFAP可能呈弱陽性或陰性,而vimentin表達(dá)可很強(qiáng),甚至有作者報(bào)道還可表達(dá)細(xì)胞角蛋白(cytokeratin);特別是當(dāng)這種膠質(zhì)瘤發(fā)生于腦皮質(zhì)淺面并侵及腦膜甚至顱骨時(shí),與腦膜腫瘤的鑒別便顯得重要而困難。不同類型和分化程度的膠質(zhì)瘤在生物學(xué)特性上亦有較大差異。毛細(xì)胞型星形細(xì)胞瘤的預(yù)后一般良好,而其它類型的星形細(xì)胞腫瘤常相對較差。少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤的形態(tài)和生物學(xué)行為亦不同于星形細(xì)胞腫瘤。因此,認(rèn)識這些不同組織學(xué)類型的膠質(zhì)瘤在超微結(jié)構(gòu)上的差別,是很有意義的。本組材料顯示,膠質(zhì)瘤細(xì)胞和間質(zhì)的超微形態(tài)特點(diǎn)在一定程度上能反映膠質(zhì)瘤的類型和分化程度。星形細(xì)胞腫瘤瘤細(xì)胞漿及其突起內(nèi)可見多少不等的膠質(zhì)細(xì)絲,而這些膠質(zhì)細(xì)絲的量和分布在不同細(xì)胞類型的星形細(xì)胞腫瘤又有所不同,其中肥胖細(xì)胞型和毛細(xì)胞型瘤細(xì)胞最具有特征,前者含量最豐富,膠質(zhì)瘤較完整,后者可見不同時(shí)期的Rosenthal纖維(RFs)形成。RFs被認(rèn)為是由退變的星形細(xì)胞轉(zhuǎn)變而來,本研究結(jié)果也支持其形成是膠質(zhì)細(xì)絲聚集、圍繞退變產(chǎn)物所致。光鏡下所見RFs據(jù)成分分析含有GFAP、泛化素(ubiquitin)及αB-crystattin,我們在以往的研究中也發(fā)現(xiàn)其中心部既不含GFAP亦不含vimentin,而周邊部呈GFAP陽性,vimentin亦有陰性。在間變性星形細(xì)胞瘤和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,瘤細(xì)胞胞漿及突起的超微形態(tài)除低分化細(xì)胞的一般特點(diǎn)外,主要是膠質(zhì)細(xì)胞少或缺乏。間質(zhì)中血管內(nèi)皮、周細(xì)胞、膠質(zhì)瘤的改變亦具一定特征性。本結(jié)果還顯示了核內(nèi)細(xì)絲、環(huán)孔極層小體等一些少見結(jié)構(gòu),它們的出現(xiàn)往往與分化程度低相關(guān)。本研究還從超微結(jié)構(gòu)水平證明即使是“純”少突膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤中也或多或少地存在有星形細(xì)胞成分(反應(yīng)性或腫瘤性),說明混合性少突一星形膠質(zhì)細(xì)胞瘤的發(fā)生率實(shí)際上是很高的。本組材料觀察結(jié)果表明,在星形細(xì)胞源性腫瘤,無論其分化程度如何,瘤細(xì)胞表面均有不同程度的皺折;細(xì)胞有多少大小不等粗細(xì)不一的胞突。分化越好,突起越多,且細(xì)而長,間質(zhì)纖維成分越豐富。而少突膠質(zhì)細(xì)胞源性腫瘤之瘤細(xì)胞胞體較圓,胞膜較光滑,突起少或缺乏。這些特點(diǎn)與體外培養(yǎng)的膠質(zhì)瘤細(xì)胞相似。腦膜瘤瘤細(xì)胞的表面特征與上述則不同。腦膜瘤瘤細(xì)胞胞膜光滑,排列緊密,尤其是纖維母細(xì)胞型腦膜瘤瘤細(xì)胞呈飽滿的圓柱狀或伴有分枝但缺乏胞膜皺折,細(xì)胞間缺乏胞突圍繞,此完全不同于膠質(zhì)瘤細(xì)胞。當(dāng)成極性膠質(zhì)細(xì)胞瘤與腦膜瘤在光鏡和免疫組化上鑒別困難時(shí),上述特征是輔助診斷方法之一。膠質(zhì)瘤間質(zhì)內(nèi)活躍的血管生成是該瘤特征之一,并與惡性程度相關(guān)。本研究也顯示了這一特點(diǎn),并與我們所進(jìn)行的幾種血管生成因子(bF