腦膠質瘤病理診斷與鑒別診斷

腦膠質瘤病理診斷與鑒別診斷

超微結構觀察對核電站腦腫瘤的識別和診斷有重要價值。關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)性膠質瘤的瘤細胞和間質的超微形態(tài)特征及其鑒別診斷意義進行了探討。1免疫組化染色1.1標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年間腦外科手術切除的新鮮標本,共68例膠質瘤。腫瘤類型依據2000年版WHO神經系統(tǒng)腫瘤分類法進行,其中星形細胞瘤9例,間變性星形細胞瘤22例,膠質母細胞18例,少突膠質細胞瘤3例,間變性少突膠質細胞瘤4例和少突-星形細胞腫瘤12例。另有上皮型和纖維母細胞型腦膜瘤6例。所有膠質瘤均進行過膠質纖維酸性蛋白(GFAP)、S-100蛋白、vimentin、vonWillibrand因子(vWF)、堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)及其受體(FGFR)、血管內皮生長因子(VEGF)免疫組化染色。本組膠質瘤病例中男性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。術中取材或冰凍切片時取材。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臨界點干燥,離子濺射鍍膜,掃描電鏡觀察。2結果2.1星細胞腫瘤的超微結構觀察2.1.1間變性星形細胞瘤形態(tài)相關指標各型星形細胞腫瘤瘤細胞共同特點是核內染色質較均勻地分布,常染色質為主;胞漿及胞突內含有多少不等的中間絲(膠質細絲);以毛細胞型和肥胖型瘤細胞為多。缺乏細胞連接,細胞外亦無膠原和高電子密度的基質。纖維型星形細胞瘤(7例)胞核較規(guī)則,胞突多而長,其中膠質細絲多,平行或交織排列;部分瘤細胞可見微管。原漿型星形細胞瘤(1例)瘤細胞胞體較圓,核近乎圓形,核仁不明顯;胞突細而短,其中膠質細絲少而稀疏或不易見,細胞器以核糖體、糖原、線粒體為主,亦可見少量微管、初級溶酶體。毛細胞型星形細胞瘤(2例)瘤細胞核呈細梭形,異染色質豐富,核仁少見,胞突見明顯成束的膠質細絲(圖1)。光鏡下所見的Rosenthal纖維由密集的細徑狀物圍繞不規(guī)則的嗜鋨性團塊組成,外有或無不完整的質膜包繞。肥胖細胞型星形細胞瘤(2例)瘤細胞核相對較小,偏位,核仁不明顯,胞體部分的胞質中含有大量平行排列的膠質細絲,其它細胞器相對較少,主要為線粒體和粗面內質網,胞突明顯。間變性星形細胞瘤的各型瘤細胞分別與上述相似,但核內染色質分布不均,常染色質豐富,核形狀不規(guī)則,可見核小管、核內假包涵體形成,易見核仁。在有的病例可見核內細絲性包涵體和環(huán)孔板層小體。膠質母細胞瘤之瘤細胞核大而不規(guī)則,核膜內陷呈鋸齒或指突狀,易見多核,巨核、怪異核瘤細胞,核內包涵體及核小管形成更易見,異染色質多且分布不均,并可見染色質間顆粒(圖2),核仁突出、呈網狀、桿狀或多個核仁。部分細胞內細胞器豐富,以粗面內質網,滑面內質網、線粒體,Golgi氏器、游離核糖體為主,亦可見髓鞘樣結構;部分細胞較原始,胞漿少,細胞器不發(fā)達。細胞漿內膠質細絲很稀少、短小或缺乏,胞突少而短,多數胞突內缺乏膠質細絲。但電鏡下瘤巨細胞內有豐富的膠質細絲分布(圖3)。星形細胞腫瘤的間質中血管呈不同程度的增生,隨惡性程度增高而愈加明顯。內皮細胞增生、肥大表面可見指狀突起基底膜增厚或呈現(xiàn)多層基底膜。有些毛細胞血管腔被內皮細胞阻塞,或無明顯管腔而呈雙層內皮細胞形成的原始血管,胞漿內包含單個紅細胞。厚壁血管的內皮細胞外見多層核形細胞,其胞漿中含大量粗面內質面,Golgi氏器,細胞之間可見均質狀細胞外基質或基底膜樣物質。血管外的星形細胞突起明顯,包繞不全或呈紊亂的復層,這些膠質膜內含數目不等的膠質細絲。這些微血管壁中的細胞內未見明顯肌絲。2.1.2組織病理學檢測瘤細胞胞膜皺折不平,有多少不一的胞突,這些胞突相互交織在一起。纖維型瘤細胞稀少,胞體間見大量粗細不一的胞突及纖維成分,有時難以分辨它們的所屬細胞。原漿型瘤細胞胞體外有毛刺狀或星芒狀短突起,間質內見較多的細纖維成分,有時胞體部胞膜及胞突部見有大小不等的圓球形結構突起(泡狀凸起)。毛細胞型細胞相對平行或縱橫交織排列,兩極胞突伸入纖維內;突起之間有時可見少數扁平的圓盤狀小體。膠質母細胞瘤中瘤細胞密度大,瘤細胞大小不等,直徑最大達31.9μm;胞膜表達不光滑皺折明顯(圖4)。瘤細胞胞突少,長短不一,但主要為較短小突起;瘤巨細胞缺乏突起。可見瘤細胞圖,外有薄層膜狀物覆蓋。間質易見厚壁血管,管腔內面凹凸不平。瘤細胞與血管壁關系密切,有些瘤細胞突伸入血管壁內。2.2間變性少突膠質細胞瘤的形態(tài)表現(xiàn)透射電鏡下,少突膠質細胞腫瘤瘤細胞較圓,核位于細胞中央,染色質均勻,易見核周間隙擴張,核仁少見。胞質電子密度低,細胞器不及星形細胞瘤細胞豐富,可見少量線粒體、粗面內質網及游離核糖體缺乏膠質細絲,細胞突起不明顯。在細胞密集區(qū),可見相鄰細胞胞膜緊貼,但無明顯細胞連接。間變性少突膠質細胞瘤與上述不同之處表現(xiàn)為瘤細胞核不甚規(guī)則,可見雙核、多核瘤細胞,核內見假包涵體,核仁較易見。在上述少突膠質細胞腫瘤細胞之間,可見多少不等的含有明顯膠質細絲的突起,這些突起部分可見與偶見的星形細胞相連。即使在定位時的典型少突膠質細胞瘤區(qū)亦可見到星形細胞成分。間質血管超微形態(tài)與星形細胞腫瘤相似。掃描電鏡下,瘤細胞胞體呈圓球形,胞膜表面較平整,胞突不明顯,細胞外纖維成分稀少;間質血管呈分枝狀,有的區(qū)域將瘤細胞分隔成分葉狀。2.3間質及細胞間質透射電鏡觀察見,上皮型腦膜瘤(3例)瘤細胞核內染色質均勻,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,細胞間可見橋粒連接。核周胞漿內可見散在分布或平行排列的中間絲。間質中可見少量膠原原纖維束。纖維母細胞型腦膜瘤(3例)瘤細胞核呈細長形;胞質內粗面內質網及線粒體較上皮型腦膜瘤少,胞突少;其它特點與后者相似。細胞間亦可見明顯的橋粒連接。間質中有較多的膠原原纖維。掃描電鏡觀察可見,上皮型腦膜瘤內瘤細胞胞體表面較光滑,細胞之間缺乏纖維成分。纖維母細胞型腦膜瘤瘤細胞呈圓柱狀或分枝狀(圖5),互相排列緊密,胞膜表面較光滑,無星形細胞瘤細胞表面的那種皺折。細胞突起粗大,細胞外可見少量帶狀的纖維成分。3星形細胞腫瘤的超微結構及形態(tài)特征顱內原發(fā)性腫瘤的超微結構國內外都有一些報道,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不一,結果亦不盡相同。盡管免疫組化技術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,例如低分化的膠質瘤GFAP可能呈弱陽性或陰性,而vimentin表達可很強,甚至有作者報道還可表達細胞角蛋白(cytokeratin);特別是當這種膠質瘤發(fā)生于腦皮質淺面并侵及腦膜甚至顱骨時,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瘤在生物學特性上亦有較大差異。毛細胞型星形細胞瘤的預后一般良好,而其它類型的星形細胞腫瘤常相對較差。少突膠質細胞瘤的形態(tài)和生物學行為亦不同于星形細胞腫瘤。因此,認識這些不同組織學類型的膠質瘤在超微結構上的差別,是很有意義的。本組材料顯示,膠質瘤細胞和間質的超微形態(tài)特點在一定程度上能反映膠質瘤的類型和分化程度。星形細胞腫瘤瘤細胞漿及其突起內可見多少不等的膠質細絲,而這些膠質細絲的量和分布在不同細胞類型的星形細胞腫瘤又有所不同,其中肥胖細胞型和毛細胞型瘤細胞最具有特征,前者含量最豐富,膠質瘤較完整,后者可見不同時期的Rosenthal纖維(RFs)形成。RFs被認為是由退變的星形細胞轉變而來,本研究結果也支持其形成是膠質細絲聚集、圍繞退變產物所致。光鏡下所見RFs據成分分析含有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。在間變性星形細胞瘤和膠質母細胞瘤,瘤細胞胞漿及突起的超微形態(tài)除低分化細胞的一般特點外,主要是膠質細胞少或缺乏。間質中血管內皮、周細胞、膠質瘤的改變亦具一定特征性。本結果還顯示了核內細絲、環(huán)孔極層小體等一些少見結構,它們的出現(xiàn)往往與分化程度低相關。本研究還從超微結構水平證明即使是“純”少突膠質細胞腫瘤中也或多或少地存在有星形細胞成分(反應性或腫瘤性),說明混合性少突一星形膠質細胞瘤的發(fā)生率實際上是很高的。本組材料觀察結果表明,在星形細胞源性腫瘤,無論其分化程度如何,瘤細胞表面均有不同程度的皺折;細胞有多少大小不等粗細不一的胞突。分化越好,突起越多,且細而長,間質纖維成分越豐富。而少突膠質細胞源性腫瘤之瘤細胞胞體較圓,胞膜較光滑,突起少或缺乏。這些特點與體外培養(yǎng)的膠質瘤細胞相似。腦膜瘤瘤細胞的表面特征與上述則不同。腦膜瘤瘤細胞胞膜光滑,排列緊密,尤其是纖維母細胞型腦膜瘤瘤細胞呈飽滿的圓柱狀或伴有分枝但缺乏胞膜皺折,細胞間缺乏胞突圍繞,此完全不同于膠質瘤細胞。當成極性膠質細胞瘤與腦膜瘤在光鏡和免疫組化上鑒別困難時,上述特征是輔助診斷方法之一。膠質瘤間質內活躍的血管生成是該瘤特征之一,并與惡性程度相關。本研究也顯示了這一特點,并與我們所進行的幾種血管生成因子(bF