【疑难病例】 |
分子生物学技术在软组织小圆细胞肿瘤疑难病例中的诊断价值 |
| 作者:
齐妍等 来源:《石河子大学学报(自然科学版)》2006年第2期 |
| 关键词:软组织小圆细胞肿瘤;分子生物学技术;融合基因;疑难病例;诊断 |
(病例提供者:新疆地方与民族高发病重点实验室 齐妍等)
小圆细胞肿瘤(small round cell tumors ,SRCTs) 通常是指组织学上以小圆形细胞为主的一大类恶性肿瘤。根据患者的发病年龄大致可以分为两大类,一类为好发于青少年的软组织恶性小圆细胞肿瘤,主要有尤文氏肉瘤/ 原始神经外胚层瘤(Ewing’s sarcoma / Pe-ripheral primitive neuroectodermal tumors , ES / PNET) 、腺泡状横纹肌肉瘤(Alveolar rhabdomyosarcoma ,ARMS) 、粘液脂肪肉瘤(Myxoid liposarcoma ,MLS) 、促纤维结缔组织小圆细胞瘤等;另一类好发于中老年,主要包括小细胞癌、无色素性黑色素瘤、小细胞性骨肉瘤、淋巴瘤、未分化癌等。组织学上所表现的共同特点是瘤细胞分化原始、幼稚、瘤细胞体积小,胞质少,核呈圆形或椭圆形,染色质粗或深染,核分裂像多见。在光学显微镜下表现为均匀一致的蓝色小圆细胞,因此,又有人把它们称为“蓝色小细胞肿瘤”。因为形态学缺乏特征性的排列及结构,仅从光学显微镜观察难以鉴别,SRCTs的诊断和鉴别诊断一直是外科病理学领域中的一大难点。
常规免疫组化解决了大部分SRCTs 的鉴别诊断,但对于一些免疫组化标记不确定、形态学难以鉴别的病例,常无法得到很好的诊断依据,使诊断陷入困境。20世纪80年代以来,肿瘤的分子生物学研究进展迅速,陆续发现在一些SRCTs 中存在特异性的非随机性染色体易位,这些染色体易位导致不同染色体上的基因发生融合,产生特异性的融合基因,如85 %的ES/ PNET 均存在t(11 ;12)染色体易位产生融合基因EWS2FLI1,80 % ARMS 中发现了t (2;13) 和t(1 ; 13) 染色体易位产生融合基因PAX32FKHR,95 % MLS 中发现t (12 ;16) 染色体易位产生融合基因TLS2CHOP等,借助分子生物学技术检测SRCSs 特异性染色体易位及融合基因表达为这些疑难病例诊断及鉴别诊断提供重要的分子诊断依据,可以解决临床中一些免疫组化结果无法诊断的疑难SRCTs。
1 材料与方法
1.1 临床资料
病例1 (C1) 新疆医科大学第二附属医院会诊病例,男,35 岁,右上臂肿物,病理检查:灰红色9cm ×5. 5cm ×4. 2cm 大小肿物,质中部分较硬,切面实性、灰红、灰白及灰黄相间,结构细腻、鱼肉状。原单位病理诊断:恶性小圆细胞肿瘤。病例2(C2)石河子市人民医院会诊病例,女,36 岁,右足背肿物1 年,于2005 年4 月在基层医院手术切除,未作病理学检查。术后3 个月原位再次出现肿块。病理学检查:蚕豆大小组织一块2. 5cm ×1. 8cm ×0. 8cm ,基底部包膜不完整,切面灰白,实性,质韧。原单位病理诊断:美克尔细胞癌。病例3 (C3) 石河子大学医学院第一附属医院病例,女,66 岁,左大腿神经纤维瘤术后2 年,发现手术切口下包块,曾多次手术,本次又复发。病理学检查:有完整包膜灰红色肿物两块,质韧界清,大小分别为7. 4cm ×5. 5cm ×3. 6cm ,6. 5cm×5. 3cm ×4. 1cm ,切面浅棕色,胶样感。原诊断为神经源性间叶瘤,不排除梭形细胞脂肪肉瘤。
1.2 主要试剂与引物引物序列详见表1。
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蛋白酶K(德国Merck 公司) ,Trizol (美国Invitro-gen 公司) ,一步法RT-PCR 试剂盒(美国Qiagen 公司) ,Taq 酶(美国Promega 公司) 。内对照选用β-肌动蛋白(β2actin) 。所用引物均由上海生物工程公司合成。
1.3 方法
1.3.1 组织学观察及免疫组化染色 常规HE制片,免疫组化采用EnVision 二步法,DAB 显色,所有抗体及EnVision试剂盒均购自Dako公司。选用LCA、MyoD1、Myogenin、CD99、Desmin、CK、Vimentin、S-100 对所有病例标本进行免疫分型及鉴别诊断,由两位以上病理学专家阅片。
1.3.2 石蜡包埋组织总RNA 抽提方法 见文献。
1.3.3 RT-PCR 本组所有病例融合基因的检测均采用一步法RT-PCR 技术,首先对模板mRNA质量用β-actin 进行检测; 然后分别进PAX3-FKHR、EWS-FLI1 和TLS-CHOP 融合基因的检测,在一步法RT-PCR 的基础上,将RT-PCR 产物作为模板进行半巢式或巢式扩增。引物对退火温度及扩增片段长度见表2。1) RT-PCR 体系:25μL ,其中含5 ×缓冲液5. 0μL ;10mmol/ LdNTP ;上下游引物(终浓度为25pmol/μL) 0. 6μL ;RT-PCR 混合酶(德国Qiangen 公司) 1μL ;RNA 酶抑制剂4U (40U/μL) ; 总RNA2uL (0. 5μg/μL) 。2) 巢式PCR:为增加敏感性和特异性进行巢式或半巢式扩增。体系如下: 10 ×buffer4. 5μL , dNTP (10mmol/ L)0. 45μL ,MgCl2 (25mmol/ L) 2. 5μL ,分别加对应的半巢或巢式引物见表2 ,终浓度为25pmol/μL ; Taq 酶(美国Promega 公司) 1U(5U/μL) ,第一轮RT2PCR 产物1μL ,补无核酶水使反应体系至25μL 。PCR 条件: 95 ℃4min ;94 ℃30s ,退火温度见表2 ,45s ,72 ℃60s ,35 个循环;72 ℃10min 终末延伸。每一轮扩增以已知阳性样本作为阳性对照,以无核酶水代替总RNA 作为替代对照,并设立阴性对照。3) 测序:PCR 产物由上海基康生物技术公司纯化并测序。
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| 2 结果
2.1 组织形态学及免疫组化染色
C1 镜下:肿瘤位于肌肉组织内,被纤维组织分割成片状,细胞排列紧密,实体状,瘤细胞体积小,胞浆少、嗜酸性,部分围绕间质排列,形成腺泡状的形态结构,部分区有假菊形团结构(图1) ,纤维化性的小圆细胞肿瘤像神经源性肿瘤,免疫组化染色显示CD99 阳性,MyoD1 和Myogenin 阳性, 提示为ES/PNET或者RMS。C2 镜下:肿瘤细胞为小圆形,被纤维组织分割成片状,胞浆少,染色质深染、粉尘状,弥漫分布(图2) 。免疫组化染色显示CD99 ,结蛋白(Desmin) 均阳性,MyoD1 阴性,倾向于PNET。C3 镜下:瘤细胞为圆形或短梭形的小细胞,胞浆少,较疏松,粘液背景,血管丰富,分枝状(图3) 。免疫组化染色显示Myogenin 阳性、vimentin 阳性、S - 100 + /- 、NSE + / - ,PAS 染色阳性,CD99、MyoD1 阴性,初步考虑MLS 或RMS。
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| 2.2 RT-PCR结果所有肉瘤组织抽提的总RNA均做肌动蛋白mRNA扩增,以确定mRNA的质量可靠,3 例均检测出融合基因表达,C1 检测出为PAX32FKHR 融合基因表达符合ARMS 的染色体易位特点(图4) ,C2 检测出EWS2FLI1 融合基因表达符合ES/ PNET 的染色体易位特点(图4) ,C3 检测出TLS2CHOP 融合基因表达符合MLS 的染色体易位特点(图5) 。
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2.3 PCR 产物测序结果
PCR 扩增产物分别送上海基康公司进行测序(图6) ,测序结果与GENEBANK中公布的序列同源性达到98%以上。
3 讨论
特异性的染色体易位及所产生的特异性融合基因表达,已经被认为是骨与软组织肉瘤发生发展的主要因素之一。根据融合基因的结构,通常有两种类型:第一种是基因自身的成分改变,由一个通用的基因与另一个变异的基因形成融合基因;第二种是通过基因的不同断裂点融合来形成不同的融合基因。ES/ PNET为第一种情况,85 %的病例中发现t(11 ;22) 染色体易位,导致FLI1 的ETS 样DNA 带区域替代EWS RNA 带区域,在der (22) 上产生嵌合基因转录形成异常的EWS/ FLI1 mRNA ,从而形成异常的转录因子促使肿瘤的发生,其他15 %的病例中为其他类型的融合基因, 如EWS/ ERG、EWS/ ETV1、EWS/ E1AF、EWS/ FEV 等。在不同肿瘤中也存在与12 号染色体EWS 基因相关的融合基因,如促纤维结缔组织小圆细胞肿瘤中t (11 ;22) 易位后产生EWS-WT1 融合基因,骨外粘液软骨肉瘤中t (9 ;22) 易位产生EWS2CHN 融合基因等。MLS 的融合基因类型属于第二种,90 %以上病例中存在t (12 ;16) (q13 ;p11) 特异性的染色体易位,并产生TLS-CHOP 融合基因,因为在12 号染色体上存在许多断裂点,不同的断裂点之间的相互融合又可分为3 种亚型,这些融合基因都为诊断提供了特异性的检测指标。
应用免疫组织化学方法可以将大多数肿瘤鉴别,但是部分肿瘤缺乏特异性抗原,还有一些肿瘤可表达多种抗原或一种抗原在多种肿瘤中表达,如目前发现CD99 对ES/ PNET 是一项敏感的指标(90 %均可表达) ,但并非特异的,在其它小圆细胞肿瘤中也可有阳性表达,本组的C1 就出现这样的情况,同样Myogenin 是肌源性肿瘤的指标,但在C3 中也出现异常表达。因此这就造成实际工作中对免疫组织化学染色结果无法解释的情形,使确诊工作陷入困境。SRCTS 特异性染色体易位及融合基因的表达为临床诊断提供了有效的检测指标。目前用于SRCTs 染色体易位的检测技术有RT-PCR、FISH、Southren Blotting、CGH,RT-PCR 技术因为敏感度高、操作简单是最为常用的方法之一,大大改善了SRCTs 的诊断困难,对于临床疑难病例的诊断提供了有力的分子诊断依据。
总而言之,将分子生物学技术应用于临床的SRCTs 诊断已经日趋重要,但不能依靠单一的分子生物学技术来作为诊断依据,而应当将组织形态学观察、免疫组织化学及分子生物学技术相结合来辅助临床诊断。 |
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