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第五章 结直肠癌的组织病理学诊断
第一节 结直肠腺癌的癌前病变
一、相关术语
结直肠癌的定义 [1-2]:局限于结直肠黏膜固有层的原位癌或浸润性癌,属于高级别上皮内瘤变;只有当肿瘤组织浸润、破坏并穿透黏膜肌层到达黏膜下层时,才诊断为结直肠癌。结直肠癌主要是腺癌,因此,本节讨论的就是结直肠腺癌的癌前病变,而结直肠神经内分泌肿瘤的瘤前病变及直肠、肛管的鳞状细胞癌的癌前病变不包括在内。
所谓癌前病变,就是指浸润性癌的前驱病变,如不及时治疗,这类病变有进展为浸润性癌的可能。按照2010年版WHO消化系统肿瘤病理学分类,这类癌前病变一般用上皮内瘤变的诊断术语 [2];“上皮内瘤变”(intraepithelial neoplasia)可作为“异型增生”(dysplasia)的同义词,是指瘤变细胞的形态和组织结构与其发源的正常组织存在不同程度的差异,并依据差异程度分成二级:低级别和高级别;其中高级别上皮内瘤变(High-grade intraepithelial neoplasia,HGIN)包括重度异型增生、原位癌和黏膜内癌。这一点与其他组织、器官的癌前病变定义不同,主要是由结直肠组织学特点决定的 [3]:结直肠黏膜固有层的淋巴管局限在紧靠黏膜肌层的上方,而黏膜下层含有丰富的淋巴管和血管,浸润性生长的癌细胞只有达到黏膜下层时才有发生远处转移的能力,否则局限在黏膜固有层的哪怕是浸润性生长的癌细胞,局部手术切除可以治愈,长期的随访观察发现此类病例并不复发也不会发生远处转移,其生物学行为达不到癌的标准,故称之为高级别上皮内瘤变;基于此,2002年出版的Vienna分类修订版和2000年、2010年WHO消化系统肿瘤分类等均引入此概念 [1-2,4-5]。
虽然大多病理学家认为上皮内瘤变与异型增生(dysplasia)互为同义词,但两者并不完全等同。上皮内瘤变具有内在的分子遗传学异常,可进展为浸润性癌;此术语侧重动态的肿瘤演进的过程,是一个更宽泛的概念,而且这种病变在形态上可能并不具有异型性或非典型性的特征 [2]。例如锯齿状病变,除了具有特征性的扭曲的锯齿状腺体结构外,并不具有异型性的形态,但分子病理学研究证实这种病变是一种真正的肿瘤性病变,该病变已经发生了一系列的基因或表观基因的改变,如BRAF基因的突变、错配修复基因(hMLH1)启动子甲基化等,然后在第2次、第3次甚至第4次打击下逐渐进展为伴高频微卫星不稳定性(MSI-H)的散发性结直肠癌。这也是为何目前对结直肠癌患者做分子病理筛查MSI时,推荐做BRAF基因和启动子CpG岛甲基化检测的原因,以此与Lynch综合征鉴别 [6]。
但异型增生这个概念侧重于形态学的描述,其实质是一种上皮内瘤变;这种异型增生的病变在分子病理上也发生了一系列的改变,因此也可能在后来的多次遗传学改变的打击下进展为浸润性癌。
此外,上皮非典型增生(epithelial atypia)与异型增生是两个不同的概念,即使现在仍然有部分病理医生将epithelial atypia错误地译为上皮异型增生。非典型增生指细胞在形态上不同于正常相对应的上皮,细胞形态特别是细胞核形态不规则,病理学上一般仅用来指一种炎症反应性的、修复性的病变,不属于癌前病变。
修订版胃肠道上皮性肿瘤分类以及推荐的临床处理原则 [5],见表5-1。
表5-1 2002年Vienna修订版胃肠道上皮性肿瘤分类[ 5]
二、结直肠上皮内瘤变的病理诊断及注意事项
除了上面提到的锯齿状病变外,一般结直肠黏膜的上皮内瘤变均出现不同程度的组织结构和细胞学的异常。组织结构异常指瘤变腺体结构复杂,出现出芽、分支或背靠背现象,腺体排列紊乱,细胞层次增加,极像消失。细胞学异常指细胞大小形状不规则,特别是细胞核增大、变圆或形状不规则,核质深染,核浆比率增加和核分裂象增加,核仁明显。依据组织结构和细胞异型性的程度分成2级,即低级别和高级别上皮内瘤变。低级别上皮内瘤变(LGIN):组织结构和细胞异型性较轻而且局限于黏膜浅表部位(未超过1/2层),腺体形状稍不规则,出现出芽和分支;细胞增多,核形稍不规则,核仁不明显,分裂象少见,腺体分泌活动减少;包括轻度和中度异型增生,见图5-1A。高级别上皮内瘤变(HGIN)的组织结构和细胞异型性范围更大,超过黏膜1/2层甚至扩展到黏膜全层,而且组织、细胞异型的程度更明显:腺体结构复杂、排列紧密,出现腺体共壁、背靠背现象,细胞增大明显,核圆而大,核仁明星,核分类像增多,腺体分泌减少甚至消失,见图5-1B;HGIN在形态学上包括重度异型增生、原位癌及黏膜内癌 [1-2,4-5]。
需要提醒的是,结直肠新生物活检标本诊断上皮内瘤变,尤其是HGIN时,不排除同时存在浸润性癌的可能,见图5-1C。因为活检取材的局限性使病理医生可能根本看不到黏膜下层,或者取材在浸润性癌的邻近部位而漏掉浸润癌。上皮内瘤变的术语很好的保护了病理医生,特别是直肠下段肿瘤活检时;但活检取材的局限以及病理医生的诊断经验可能导致病理报告与临床诊断不甚一致的情况,这时临床医师要与签发报告的病理医生及时沟通,必要时通过病理科内会诊阅片、结合内镜所见、甚至再次活检等手段,提高小活检与手术切除标本诊断的一致性。
图5-1 1例结肠蕈伞型新生物内镜下活检HE染色形态
A.管状腺瘤并低级别上皮内瘤变(100×);B.管状腺瘤并高级别上皮内瘤变(40×);C.管状腺瘤并高级别上皮内瘤变,高倍镜显示筛状结构,瘤细胞异型性大,核仁明显(400×);D.可见成角的、浸润生长的腺体(左上方),伴促纤维结缔组织反应(40×),本例最终诊断为浸润性腺癌
如果结直肠肿瘤活检标本中看到分化差的癌组织(如低分化腺癌,印戒细胞癌等),而且背景有明显的纤维炎性反应间质,即使取材表浅看不到黏膜下层,也要报浸润性癌,见图5-1D。其实,凭我们的诊断经验,进展期结直肠癌组织的黏膜肌层可能完全消失,因此病理医生如果过分强调没看到黏膜下层的浸润而仅报高级别上皮内瘤变,那么就会使活检标本的报告与最终手术切除的报告不一致率很高,如国内外报道高达96%以上 [7]。如果早期高分化浸润性癌,由于取材表浅看不到黏膜肌层的破坏,同时促纤维反应性间质不明显,这时的病理诊断就非常棘手了。这时病理医生往往要借阅内镜检查报告了解肿块的大体所见、甚至与管床医生联系了解其他有价值的临床信息(如血清标志物水平、腹部B型超声等),然后给出诊断。对此,我们的建议是报高级别上皮内瘤变,但备注“高度可疑浸润性癌”“取材表浅,无法判断有否浸润”,“建议必要时重新送检”等。有经验的临床医生能很好地理解这种病理报告,他/她会结合其他辅助检查资料综合分析是否为浸润性癌。例如肿瘤标志物(CEA)水平升高,肿块直径>3cm,肝有占位性病变等,都提示浸润性癌。所以临床医生对高位直肠或结肠肿块活检的病例(不涉及切除肛门的致残式手术),即使病理报告为高级别上皮内瘤变,也要积极处理,以免延误治疗。而对于涉及能否保肛的低位直肠肿瘤,可在术前经肛门活检深部肿瘤组织送检,或在准备根治术的情况下,行经肛局部切除并术中冰冻检查,再依据冰冻报告决定手术方式 [7-9]。
此外,病理医生诊断结直肠癌前病变时还需特别注意识别假浸润灶。例如腺瘤再次活检、腺瘤套圈切除、皮-杰息肉(Peutz-Jughers息肉)切除以及更少见的深在性囊性结肠炎的标本,都有可能出现假浸润灶。一般来说,上述假浸润的腺体周围没有炎症纤维性的反应性间质,腺体大多囊性扩张,或破裂而黏液外溢并继发性的炎性反应(如巨噬细胞浸润、含铁血黄素沉积等),最主要的是腺体异型性不明显,达不到癌的诊断标准。
腺瘤癌变或腺瘤恶变这种诊断时常可以看到,而这并不是准确的病理报告术语,只说明是先前存在的腺瘤后来恶性转变为癌,或者是某个时点取材的肿瘤性病变既有腺瘤的成分,也有明确的癌的成分,但并没有显示这种癌是原位癌、黏膜内癌还是浸润性癌。如果这种病变中恶性转变明显的“癌”的成分仅局限在黏膜层内,即没有突破黏膜肌层达到黏膜下层,则诊断为高级别上皮内瘤变。而如果这种恶性转变明显的“癌”的成分突破黏膜肌层达到黏膜下层或以下,则诊断为浸润性癌 [9]。
三、结直肠腺癌的癌前病变的分类
(一)异常隐窝灶(aberrant crypt foci,ACF)
异常隐窝灶是目前可以检测到的最小癌前病变,是家族性腺瘤性息肉病患者在显微镜下最早可识别的病变,也可见于散发性人群,也是增生性息肉(一种锯齿状息肉)病变的早期表现。应用亚甲蓝或靛胭脂染色,普通内镜下都能显示出ACF。光镜下见病变腺管染色深,腺管体积扩大,管腔切面呈椭圆、锯齿状、裂隙状等形态特征;大多ACF并不伴有异型增生,但与正常隐窝腺体相比,其增殖能力增强。少部分ACF具有不同程度的异型增生。
(二)锯齿状息肉(serrated polyp)
包括两大类:①散发性锯齿状息肉;②锯齿状息肉病,又称增生性息肉病,但推荐使用“锯齿状息肉病”的名称,因为其中普遍存在无蒂锯齿状腺瘤/息肉。
1.散发性锯齿状息肉
包括增生性息肉、无蒂锯齿状腺瘤/息肉和传统型锯齿状腺瘤3种,分述如下。
(1)增生性息肉(hyperplastic polyp,HP):增生性息肉是锯齿状息肉中最常见的一种(>75%),大小多为1~5mm,很少大于1cm。内镜下为露滴状扁平的、无蒂病变。镜下见隐窝拉长,隐窝的下1/3直而狭窄,是隐窝增殖干细胞所在区;而隐窝浅层的腔面可见不同程度的锯齿状结构(如图5-2所示);组织学分3型:微泡型增生性息肉(microvesicular hyperplastic polyp,MVHP);富于杯状细胞型增生性息肉(goblet-cell rich hyperplastic polyp,GCHP和寡黏液型增生性息肉(mucin-poor hyperplastic polyp,MPHP),但目前此分型并没有临床意义。
(2)无蒂锯齿状腺瘤/息肉(sessile serrated adenoma/polyp,SSA/P):此型占所有锯齿状息肉的15%~25%,其平均体积大于HP,约一半病例息肉直径>5mm,有约15%~20%病例>1cm。内镜下见SSA/P平坦无蒂,表面光滑而柔软,常有黄色黏液被覆而呈黄色黏液帽。镜下见黏膜全层锯齿状结构很明显,向下直达隐窝基底部(与HP位于腔面不同),但隐窝增殖中心位于基底部外的其他部位且呈非对称分布(正常结直肠隐窝的增殖中心位于基底部),这样导致隐窝结构明显扭曲。此外,隐窝常扩张,形成L形、倒T形或锚形,见图5-3。细胞可有或无异型增生,如果伴有细胞异型增生,则称之为“伴细胞异型增生的SSA/P”。无论有无细胞异型性,SSA/P均伴有多少不等的BRAF突变、KRAS突变和错配修复基因(MHL1)启动子甲基化,但无APC基因的突变;此与普通型腺瘤进展为结肠癌的分子通路不同,这也是组织学上要区分无蒂锯齿状腺瘤和普通型腺瘤的原因。这种SSA/P是散发性结直肠癌(伴高频微卫星不稳定性或伴微卫星稳定)的前驱病变,此外与普通型腺瘤的异型增生(细胞核长而深染,胞质嗜碱性)不同,这种SSA/P伴随的异型增生细胞呈立方形,核呈泡状,核仁明显,胞质嗜酸性(称为伴细胞异型增生的SSA/P)。因此,无论是组织形态还是分子遗传学改变方面,SSA/P与普通型腺瘤均存在差异。
图5-2 结肠增生性息肉形态特征(HE染色)
A.结肠增生性息肉,锯齿状结构主要在隐窝近腔面,而下1/3隐窝未受累(40×);B.放大后见表面隐窝上皮向腺腔内折叠形成星状、锯齿状横断面,而基底部隐窝形态正常(200×)
图5-3 伴细胞异型增生的无蒂锯齿状腺瘤/息肉(HE染色)
A.低倍镜下见扭曲扩张的隐窝累及黏膜全层,扭曲的隐窝形态不规则,呈星状或锚状(20×);B.中倍镜下,息肉中上部可见细胞增殖活跃的锯齿状隐窝且伴细胞轻度异型增生(200×)
(3)传统型锯齿状腺瘤(traditional serrated adenoma,TSA):TSA是最少见的一种散发性锯齿状息肉病变,常位于远端结肠,可无临床症状,内镜下的特征并不明显,为无蒂生长的突出性病变,与普通型腺瘤相似。但显微镜下具有独特的形态:①这种凸向肠腔的病变具有整体复杂的绒毛状、或称纤维状、丝状结构,其上被覆的高柱状上皮,有狭长的笔杆状的核呈假复层状排列,胞质嗜酸性;②病变隐窝不再锚定在黏膜肌层,而是与黏膜肌层分离,出现异位隐窝,甚至异位在黏膜表面,此结构在低倍镜下呈外生性的丝状、绒毛状外观,见图5-4;③细胞核分裂象罕见,Ki-67染色未见增殖细胞;但可见丰富的杯状细胞。与SSA/P不同,TSA的分子遗传性改变是低频微卫星不稳定性(MSI-L)散发性结直肠癌的前趋病变。
图5-4 传统型锯齿状腺瘤(TSA)镜下形态(HE染色)
A.低倍镜下,传统型锯齿状腺瘤(TSA)呈明显的海草或绒毛状(20×);B.另一低倍视野见TSA呈细丝状、绒毛状(40×);C.中倍视野见绒毛状TSA由高柱状上皮被覆,在黏膜表面可见多个异位隐窝:瘤细胞呈簇状向黏膜表面凸起,相邻凸起邻接融合而形成垂直于绒毛轴心的异位隐窝(100×);D.进一步放大,见瘤细胞形成假复层状,胞质嗜酸性,核卵圆形、细长呈笔杆状(200×)
近年来,散发性锯齿状息肉被分成上述3类,病理医生对这类病变的认识以及诊断经验还不足,此外,如果活检标本极向不清或组织太少,无法区分锯齿状息肉的具体类型,可用“锯齿状息肉,无法分类”的诊断。
2.锯齿状息肉病
以前又称增生性息肉病,但因其中普遍存在SSA/P,推荐使用“锯齿状息肉病”的诊断术语。目前对这种病变的研究有限,尚未形成锯齿状息肉病的诊断标准,经验性的诊断依据包括:①乙状结肠上方发生的至少5个锯齿状息肉,其中≥2个息肉直径>10mm;②一级亲属患锯齿状息肉病,患者在乙状结肠上方发生任何数量的锯齿状息肉;③>20个任何大小的锯齿状息肉遍布结肠。这种病变进展为结肠癌的危险性可能升高,提示可能具有家族性遗传性特征。该病变多在中年以后发病,可能无明显症状,多在结肠镜检时无意中发现。息肉多数无蒂,形态多为SSA/P,可分为Ⅰ型和Ⅱ型,分子病理学研究显示Ⅰ型锯齿状息肉病具有BRAF基因突变,而Ⅱ型具有KRAS基因突变 [2]。
(三)腺瘤
普通型腺瘤和家族性腺瘤性息肉病中的腺瘤在组织形态上相似,均为由异型增生的腺上皮组成的肿瘤性病变。根据形态特征可分为绒毛状腺瘤、管状腺瘤和绒毛状-管状腺瘤三种;依据异型增生的程度可分为LGIN和HGIN。腺瘤的病检报告必须同时具备这两个方面的诊断术语,如:绒毛状-管状腺瘤并高级别上皮内瘤变。
(四)错构瘤性息肉中的异型增生
此类病变主要包括幼年性息肉病综合征(juvenile polyposis syndroms)、Peutz-Jeghers息肉病综合征(juvenile polyposis syndroms)和Cowden综合征中的胃肠道错构瘤性息肉,可伴有程度不等异型增生,进而具备恶性转变为腺癌的潜能。散发性错构瘤性息肉发生恶性转变的病例很罕见(详见第五章)。
(五)炎性息肉中的异型增生
炎性息肉主要见于溃疡性结肠炎和Crohn病(二者统称为炎症性肠病)、慢性憩室炎、血吸虫病性结直肠炎等慢性炎症性肠病,其黏膜上皮在长期慢性炎症的刺激下反应性增生,并伴间质炎性肉芽组织增生而形成息肉状病变 [3]。这种病变在炎症的长期、反复的刺激下可伴有异型增生并进展为浸润癌。诊断这种炎性息肉时,一方面要注意伴随的异型增生灶或浸润性癌灶,但另一方面也要注意避免掉进“假浸润灶”的陷阱中。