小细胞肺癌研究进展及与鳞癌和其他非小细胞肺癌NSCLC的鉴别诊断样本.doc

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小细胞肺癌研究进展及与鳞癌和其它非小细胞肺癌( NSCLC) 的鉴别诊断

Update on small cell carcinoma and its differentiation from squamous cell carcinoma and other non-small cell carcinomas. William D Travis. Modern Pathology ( ) 25, S18–S30

小细胞肺癌( SCLC) 占所有肺癌的14%, 美国每年新诊断的病例超过30 000。基于其特征性的临床特点、 对特定化疗的反应, 遗传学特征和非常可靠的病理学诊断, SCLC是肿瘤学领域中非常独特的恶性肿瘤之一。

一、 SCLC分类的历史教训
自从1962年Kreyberg提出燕麦细胞和多角形细胞类型以来, SCLC的组织学亚型分类发生了重要变化。其中, 1981年WHO分类创造的”中间型”这一亚型是个失败。因为( 1) 临床医生无法明确到底是SCLC或者NSCLC; ( 2) 病理专家之间的诊断重复性很差; ( 3) 不清楚与这一类型相对应的临床应用。一直有少数疑难SCLC病例难以分类, 而当前的分类只有两种亚型: 纯粹的SCLC和复合性SCLC。病理学家需要尽可能做出SCLC或NSCLC的诊断。如果在一个疑难病例中存在诊断困难, 该疑问应该反映在诊断附加的评论中。

二、 SCLC组织学特征
光镜下, SCLC细胞体积小, 圆至梭形, 缺乏胞浆, 精细的颗粒状核染色质, 核仁缺乏或不明显, 常见核型。挤压的人工假象可导致核染色质的拖尾或流水样改变, 常见广泛坏死。核分裂指数高, 平均80/2 mm2。在小活检中, 由于样品有限可能难以确定核分裂, 也可能缺少坏死。肿瘤常呈弥漫片状, 或菊形团样、 外周栅栏状、 器官样巢状、 流水状和缎带状排列。在坏死区域常见由于坏死瘤细胞的DNA溢出, 呈嗜碱性膜状附着于血管壁上(Azzopardi effect)。松散的生长模式可能提示恶性淋巴瘤, 特别浸润至纵膈脂肪组织时。罕见情况下可出现假乳头状生长模式, 这是由于血管旁瘤细胞依然存活, 而其余瘤组织已经坏死所导致的假象。如果出现非常显著的神经内分泌癌形态, 并不能排除SCLC的诊断。如果SCLC的形态学很单一, 就被简单的分类为小细胞癌。小活检和细胞学标本也能够确诊SCLC。事实上, 在某些病例中, 细胞学比活检组织能更可靠的做出诊断。在活检组织中, 最重要的染色是高质量的HE染色。

三、 复合性小细胞癌
在组织学上, 定义一个肿瘤为复合性小细胞和大细胞癌, 指的是肿瘤含有SCLC和至少10%较大的细胞( 形态学上可明确为非小细胞癌) 。在复合性SCLC和大细胞癌( 要求大细胞的数量最少不低于10%) 之外, 可有复合性SCLC和鳞状细胞癌以及腺癌( 不要求最低限度的比例) 、 梭形细胞或巨细胞癌。复合性SCLC的检出率取决于肿瘤大小、 组织切片的数量、 标本类型( 尸检、 外科切除或小活检) 和判断的差异。在一系列外科切除的病例中, Nicholson发现有28%为复合性SCLC, 其中16%为大细胞癌, 9%为腺癌, 3%为鳞状细胞癌。在切除的标本里因为得到了更好的固定, SCLC肿瘤细胞比小标本的肿瘤细胞显得要大一些。

四、 免疫组化
尽管免疫组化有助于SCLC的诊断, 但最重要的染色是高质量的HE染色。事实上, 大多数病例仅基于HE切片而不需要免疫染色, 就能做出诊断。因此, 只有在有疑问的病例中才需要免疫组化染色。PCK( AE1/AE3) 染色有助于确认肿瘤是癌而不是淋巴病变。在SCLC的诊断中, CK7和CK20分别只有50%和不到10%的表示率, 并不是很有用的CK标记。最有用的NE标记包括CD56、 CgA和SyN, 最好做为一组标记使用。约2/3的SCLC的CgA和SyN是阴性, 而CD56接近90%~100%病例阳性。SCLC可出现弥漫强阳性的NE标记表示, 如果形态学能够确诊, 特别是肿瘤有高核分裂率和/或增殖指数, 这种免疫组化的表示就不能支持类癌的诊断。SCLC也可出现NE标记局灶或弱的表示, 以及可能只有一个或两个标记阳性。在不到10%的病例中, 所有的NE标记可能均为阴性, 如果形态学支持, 就能够诊断SCLC。
TTF-1可表示于70%~90%的SCLC中, 也能够表示于44%~80%的肺外小细胞癌。因此, 并不有助于确定小细胞癌的原发部位。SCLC的增殖率很高, Ki-67平均70%~90%阳性。
在所有NE标记和TTF-1阴性的病例中, 当角蛋白阳性而鳞癌标记如p63阴性时, 要排除淋巴瘤、 恶黑和基底细胞样癌。
由于HE染色质量不佳而导致形态学信息模糊时, 阴性免疫染色或对照片的结果能够重现该信息。特别是阴性免疫染色有助于评价核细节和计数核分裂。

五、 鉴别诊断
SCLC的鉴别诊断包括NSCLC( 包括大细胞癌或基底细胞样鳞状细胞癌) , 恶性淋巴瘤、 慢性炎症、 其它肺神经内分泌肿瘤( 包括类癌和大细胞神经内分泌癌) 、 恶性黑色素瘤、 乳腺或前列腺转移癌以及其它部位的转移性神经内分泌癌。事实上几乎所有病例, 即使只有很少的肿瘤组织或细胞学样品, 都能够可靠的做出SCLC的诊断。在不确定的病例中, 组织形态提示为SCLC, 但又不能明确诊断时, 使用”符合小细胞癌”的术语有助于与临床医生的沟通, 使她们理解组织有限而不能做出明确的诊断。
由于SCLC和NSCLC患者的治疗进展如此不同, 病理学家在诊断肺活检标本时常常被问到的就是肿瘤是SCLC还是NSCLC。由于需要与SCLC进行鉴别的大细胞癌和LCNEC很类似, 这两种肿瘤与SCLC的区别之处不能仅仅依赖于单一的组织学特征, 如细胞大小或核仁, 而应该综合考虑多种其它特征, 包括核/浆比例、 核染色质, 核仁, 核型, 细胞形态( 梭形或多角形) 和苏木素血管染色。
在5%~7%的病例中, 可能出现不同病理学家之间对SCLC或者NSCLC诊断的不一致性。一些因素可导致这种判断差异, 包括小的挤压活检标本、 缺血性改变、 固定不良和切片过厚或过染导致的组织切片质量不佳。在一些病例中, 经过重切蜡块并进行高质量的HE染色能够解决这些问题。如果遇到困难病例, 可求助于当地会诊专家, 如果条件有限, 可进行市外会诊。
SCLC的细胞形态有一个谱系, 包括接近大细胞癌大小的较大细胞, 这种病例在1981年WHO分类中被视为中间亚型。可是, 该术语不再被使用。形态学信息显示了细胞大小从最小的SCLC到大细胞癌的一个连续谱系。因此, 当肿瘤细胞的大小处于SCLC和大细胞癌的灰区时, 无法经过单纯判断瘤细胞大小来鉴别, 而需要使用多种形态学标准。一个实用标准是SCLC的细胞应该不超过2~3个静止淋巴细胞的大小。
活检标本的大小也会对肿瘤细胞大小有影响。一组数据显示在较大的标本中, 特别是开放性肺活检的SCLC的细胞较大。由于超过90%的病例是小活检标原来诊断SCLC, 大多数病理学家不习惯在切除标本中进行诊断, 在观察固定良好的开胸活检标本时要考虑到较大细胞SCLC的可能。
大细胞或鳞状细胞的基底样亚型可成为SCLC的一个鉴别难点。SCLC和大细胞癌的形态学标准有助于鉴别诊断。最有用的组织学特征是SCLC更常见片状生长, 呈流水样, 而基底细胞样癌更倾向于显示基底膜样或促结缔组织增生性间质。免疫组化标记包括基底细胞样癌表示鳞癌标记如p63, 而SCLC表示TTF-1或神经内分泌标记。

六、 SCLC的诊断陷阱
在SCLC的诊断中存在大量陷阱。包括缺乏细胞学-组织学联系、 挤压的人工假象、 Merkel细胞癌, PNET, 角蛋白阴性的SCLC, 化疗后SCLC增殖率下降以及复合性SCLC和大细胞癌。
细胞学很容易诊断SCLC; 因此, 将该结果与任何可能同时进行的活检标本结果进行联系是很重要的。常常在遇到诊断困难的活检标本时, 基于细胞学样本更容易做出诊断。如果两者结果难以吻合, 就可能出现一个标本诊断SCLC, 而另一个标本诊断NSCLC的情况。
在小的经支气管或纵膈活检标本中常出现挤压的人工假象, 使得病理判读非常困难。SCLC的瘤细胞倾向于显示流水状假象, 但这种假象也可出现于NSCLC、 类癌、 淋巴瘤和慢性炎症中。小淋巴细胞性淋巴瘤或慢性炎症可导致淋巴细胞的浸润, 由于其松散的生长模式, 可与出现上皮成簇和核型的SCLC鉴别。幸运的是, 有助于诊断SCLC的关键免疫组化标记就算在小的挤压标本中也能表示, 包括角蛋白、 CgA、 CD56、 Ki-67, TTF-1和CD45。这些染色能够解决大部分挤压标本的鉴别诊断问题。在挤压标本中Ki-67对鉴别类癌和SCLC特别有帮助, 有丝分裂特异性标记抗磷酸化组蛋白H3也可能有帮助, 但其在小的挤压标本中的作用还需要确定。
偶然情况下, 需要排除Merkel细胞癌或PNET。特别是一个不吸烟的年轻患者, 显示皮肤病变或胸壁受累时, 就需要首先考虑排除这些肿瘤。形态学上, 与SCLC相比PNET的瘤细胞更为松散, 而核分裂率相对较低。PNET一般角蛋白阴性或弱阳性, CD99强阳性。而SCLC一般pCK和TTF-1阳性, CD99阴性或弱阳性。在转移病例中, 与Merkel细胞癌的鉴别会存在困难, 但Merkel细胞癌一般CK20阳性, TTF-1阴性, 可表示神经丝蛋白。
形态类似SCLC而角蛋白阴性的肿瘤应该考虑恶性淋巴瘤、 恶性黑色素瘤、 挤压的类癌和PNET。淋巴细胞标记物( CD45或CD20) 、 黑色素瘤标记物( S100, HMB45) 、 Ki-67和CD99染色分别有助于鉴别诊断。罕见遇到角蛋白阴性的SCLC, 当其它肿瘤的鉴别诊断都排除后, 除CK7/CK20以外, 加做其它的角蛋白抗体染色可能有用。当所有角蛋白都阴性时, 如果形态学典型, 而其它肿瘤都排除了, TTF-1和NE标记的表示有助于SCLC的诊断。
化疗后, SCLC的增殖率可能显著下降, 更接近于类癌。在这种接受新辅助化疗的患者中, 经化疗后切除肿瘤进行病理诊断时, 可成为一个诊断陷阱。
在SCLC、 大细胞癌或LCNEC的鉴别诊断中, 复合性SCLC和大细胞癌成为一个挑战。由于接近10%的外科切除标本为复合性SCLC和大细胞癌, 这个问题就很重要了。在这种病例中, 肿瘤切片的全貌和所有细胞成分都应该观察到。在大多数复合性肿瘤中, SCLC的成分是主要的。由于SCLC成分的存在将决定患者的治疗方案, 病理学家最重要的决定是确定是否存在SCLC成分。
罕见情况下是在不吸烟的患者中见到SCLC, 诊断需要非常仔细, 需要做系列免疫组化染色以排除淋巴瘤、 黑色素瘤、 类癌和PNET。如果证实了SCLC的诊断, 就需要考虑非常少见的一种可能: SCLC伴有复合性腺癌成分。不断有个案报道显示这些病例存在的EGFR突变, 使得患者可接受酪氨酸酶抑制剂的治疗。

七、 肺其它神经内分泌肿瘤
SCLC属于肺神经内分泌肿瘤的谱系。在切除的肺癌中LCNEC占3%, 类癌占所有浸润性肺癌的1%~2%, 其中10%为不典型类癌。这些肿瘤的重要性远远超过其较低的发病率, 因为它们常常需要与更常见的SCLC进行鉴别诊断。由于存在临床、 流行病学、 病理学和分子特征的巨大差异, 类癌与高级别SCLC以及LCNEC关系不大。
NE肿瘤谱系生物学行为的差异体现在生存率的差异上。超过90%的典型类癌达到5年生存, 而不典型类癌降到40%~60%。LCNEC的生存信息主要来自外科切除病例的研究, 显示与SCLC类似的不良预后。可是, 最近从SEER数据得到的针对1211例LCNEC的分析提示, 在接受决定性手术而没有放疗的患者中, 与SCLC相比, LCNEC可能有更乐观的总生存以及肺癌特异的生存。这些数据提示与SCLC相比, LCNEC的生存更类似其它大细胞癌, 这些结果支持将这种肿瘤视为大细胞癌的一个亚型。在SCLC和LCNEC以及类癌之间的另一个流行病学差异是前者与重度吸烟有强相关性, 而典型类癌和不典型类癌中这种相关性弱。

八、 大细胞神经内分泌癌
LCNEC是一种高级别非小细胞神经内分泌癌, 符合以下标准: ( 1) 神经内分泌形态: 器官样, 栅栏状、 小梁状或菊形团样生长模式; ( 2) 非小细胞的细胞学特征: 体积大, 多角形, 核/浆比例低, 粗糙或泡状核染色质, 常有核仁; ( 3) 高核分裂率( ≥11/2mm2) , 平均60/2mm2; ( 4) 常见坏死; ( 5) 免疫组化神经内分泌标记至少一个阳性, 或电镜观察有神经内分泌颗粒。由于细针穿刺或支气管镜活检标本缺乏足够样品, 非常难以确定神经内分泌的形态学特征, 导致在这种小活检标本上难以诊断LCNEC。可是, 在细胞学标本上还是能够诊断LCNEC的。”大细胞癌, 伴有神经内分泌形态”的术语能够用于光镜下类似LCNEC, 可是缺乏电镜或免疫组化中神经内分泌分化证据的肿瘤。”复合性LCNEC”的术语适合含有其它NSCLC组织学类型成分的肿瘤, 包括腺癌或鳞癌。

九、 典型和不典型类癌
典型类癌和不典型类癌特征性的组织学特点为形态一致的瘤细胞呈器官样生长, 中等嗜酸性, 细颗粒状胞浆, 核染色质细颗粒状。类癌的组织学模式包括梭形细胞、 小梁状、 栅栏状、 菊形团样、 乳头样、 硬化乳头样、 腺样和滤泡样。也可出现不常见的细胞学特征, 如嗜酸细胞样、 腺泡细胞样、 印戒细胞、 丰富黏液或黑色素细胞样特征。
不典型类癌定义为在每2mm2区域( 显微镜下10个高倍视野) 的活瘤细胞中核分裂2~10个或出现坏死。出现多形性、 血管浸润和细胞密度增加等特征并不能帮助区别典型类癌和不典型类癌。典型类癌缺乏坏死, 分裂相罕见( 〈2/2 mm2) 。不典型类癌的坏死常表现为瘤巢中的点状坏死灶。
类癌中神经内分泌标记如CgA、 SyN和CD56阳性, TTF-1的表示不一, 一项研究提示与中央瘤组织相比, 外周瘤组织表示率更高。
与SCLC和LCNEC相比, 典型和不典型类癌都属于组织学上低级别的肿瘤, 表现为核分裂率和增殖率低。SCLC和LCNEC的核分裂率高, 坏死广泛, 但在不典型类癌中, 核分裂率很低, 不超过10个/2 mm2, 坏死一般为局灶性。在一个小的挤压标本中, 可能难以确定核分裂。在SCLC中, 瘤细胞的胞浆比不典型类癌中的要少, 因此肿瘤显得较为浓染。Ki-67染色显示不典型类癌的增殖率一般为5%~20%, 而典型类癌低于5%。在小的挤压活检标本中, Ki-67染色有助于区别典型类癌/不典型类癌与高级别的LCNEC或SCLC, 后两者增殖率高。
Ki-67也有助于区别SCLC( 一般〉50%~70%) 和类癌( 一般〈5%~15%) .区别典型类癌和不典型类癌的Ki-67阈值尚不清楚。

十、 SCLC和其它肺神经内分泌癌的遗传学改变
我们对于肺神经内分泌肿瘤的理解在遗传学研究中得到加强。在肺腺癌中, EGFR突变已经成为临床治疗的靶点, 最近又发现鳞癌中DDR2突变和FRGF1扩增成为有希望的靶点。而不幸的是, SCLC和其它肺神经内分泌肿瘤中并没有出现这种突破以及任何有效的新治疗。较多SCLC和LCNEC有遗传学改变而类癌的异常较少。由于SCLC和LCNEC都为高级别的神经内分泌癌, 它们存在很多类似的遗传学异常并不令人惊讶。可是, 在LCNEC和SCLC中有一些遗传学差异, 就如同典型类癌和不典型类癌。这些发现支持将这些肿瘤继续单独分类。
最近数据显示, 在SCLC中胰岛素样生长因子1受体蛋白( IGF1R) 表示和基因拷贝数均增加, 而且两者之间存在显著相关。尽管还没有证实有效, IGF1R抑制剂已经开始应用于SCLC的研究实验。
与典型类癌及不典型类癌相比, SCLC和LCNEC显示高频率的3p, RB, 5q21, 9p 和p53杂合性( LOH) 丢失。在SCLC中5q21的杂合性丢失比LCNEC中更常见。另外, 从典型类癌到不典型类癌, 到高级别SCLC和LCNEC的演进谱系中, 免疫组化、 LOH和突变分析均发现p53的异常率逐渐增加。典型类癌中没有p53的突变, 而不典型类癌中是25%, LCNEC中是 59%, SCLC中是71%。这些数据与其它报道的结果类似( 高级别神经内分泌癌中p53表示率为40%~86%, 突变率为27%~59%) 。在高级别神经内分泌癌中, Onuki等发现58%为G:C与T:A或其它碱基正确颠换, 而且G:C与T:A的颠换与香烟烟雾中大量致癌物相关。这与LCNEC和SCLC患者常为重度吸烟者的病史是相符的。有趣的是在少数伴有突变的不典型类癌中, 没有这些颠换。这与不典型类癌患者中吸烟者很少的事实相吻合。在一例LCNEC患者中发现单一的KRAS突变, 由于LCNEC常合并腺癌, 这个发现并不奇怪。
P16INK4/cyclin D1/Rb通路参与细胞周期中G1期的阻滞调节, 在NE肿瘤中该通路常被影响。在SCLC中, SCLC和LCNEC常有Rb丢失, 但典型类癌没有, 而60%的不典型类癌有。在高级别肿瘤中, Rb和P16负相关, 在所有神经内分泌肿瘤中, cyclinD1与Rb直接相关, 提示p16和cyclinD1专一的作用于Rb通路以影响细胞周期的调节。Igarashi等显示在大多数LCNEC和SCLC中cyclinB1过表示。这些数据表明影响GI期阻滞的RB通路总是在SCLC和LCNEC中是存在缺陷的, 在典型类癌中正常, 而不典型类癌中存在中度异常。
高级别肺神经内分泌肿瘤中C-kit蛋白表示。Pelosi发现其阳性膜/浆表示率分别为77/44%的LCNEC, 70/67%的SCLC。可是类癌中仅为7%。Araki和Casali分别发现在LCNEC中C-kit的表示为55%和61%。Casali发现C-kit阳性患者预后显著变差, 复发率更高。相反, Pelosi和Araki均未发现LCNEC或SCLC中C-kit的表示具有任何预后意义。
家族性MEN1患者的肺类癌中发现有染色体11q13( MEN1基因所在位置) 的LOH。另外, 在接近36%的散发性类癌, 特别是不典型类癌中出现该位点的LOH和MEN1基因突变。MEN的突变罕见于LCNEC, 也不见于SCLC。Debelenko发现在13例LCNEC中, 有1例出现MEN1基因的体细胞移码突变( 1226delC) , 这是在与MEN1无明确相关的肿瘤中首次发现的突变。其它等位基因既没有缺失也没有突变, 并表示野生型的mRNA序列。这表明, MEN1基因失活的典型的两次打击机制并没有发生。

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