软组织肉瘤病理分析(病理诊断金标准之挑战)

由于软组织分布与全身各处,来源广泛,形态学类似且多变,对其进行精确诊断是病理医生面临的最大难点。其包括至少 70 种不同的类型,总共约占所有恶性肿瘤的 1%。

除了常用的免疫组化指标,很多时候还需要借助分子检测手段,比如FISH(免疫荧光原位杂交)、PCR或二代测序等先进手段才能给出真正“精确”的诊断;此外,对于软组织肉瘤,分子检测也还可发现靶向治疗的靶点或是对靶向治疗抵抗的位点突变。因此,二代测序为基础的分子检测目前已渐渐成为病理诊断肉瘤和指导临床医生对肉瘤进行靶向治疗过程中不可或缺的手段。

软组织肉瘤病理分析(病理诊断金标准之挑战)(1)

来源:http://sarcomahelp.org/articles/targeted-therapies-sarcoma.html

软组织肉瘤病理分析(病理诊断金标准之挑战)(2)

免疫组化替代分子指标:来源Diagnostics 2021, 11(4), 690

软组织肉瘤病理分析(病理诊断金标准之挑战)(3)

免疫组化替代分子指标:来源Diagnostics 2021, 11(4), 690

  • BCOR 重排肉瘤中的 CCNB3

2020 年WHO 分类中,引入了“骨和软组织未分化小圆细胞肉瘤”的新类别。这些肿瘤表现出与尤文肉瘤重叠的形态(它们之前被称为“尤文样”),但具有不同的分子特征。这些包括具有BCOR改变的肉瘤、CIC重排肉瘤和具有EWSR1非 ETS 融合的圆形细胞肉瘤。

BCOR-CCN​B3融合的圆形细胞肉瘤,于 2012 年首次描述,在儿童男性中最多见。CCNB3(细胞周期蛋白 B3)的免疫组化有极好的敏感性 (100%) 和特异性 (100%),所有融合阳性病例均显示出强而弥漫的核阳性;但后来在孤立性纤维瘤(15%)、尤文肉瘤(1/18 例)、横纹肌肉瘤(1/12例)和(成人型)纤维肉瘤(1/11 例)中也可见报道。

  • BCOR 重排肉瘤中的 BCOR

BCOR(BCL6 辅助抑制)对带有BCOR-CCN​​B3 的圆形细胞肉瘤非常敏感,且在共享 BCOR 过表达的肿瘤家族中呈阳性。

该类肿瘤包括:透明细胞肉瘤和婴儿原始粘液样间充质瘤。

BCOR 表达在其他肿瘤类型中罕见,但在滑膜肉瘤 (49%) 表达。

  • 促纤维增生性小圆细胞肿瘤中的 WT1(C 末端)

促纤维增生性小圆细胞瘤 (DSRCT) 是一种侵袭性肉瘤,好发于儿童和年轻人,尤其是男性,通常表现为腹腔肿块。

95%以上的病例EWSR1-WT1发生基因融合。编码融合蛋白WT1 的 C 端抗体(临床常用的是N 端抗体)在几乎所有病例中都有强核表达。

  • 肺泡横纹肌肉瘤 PAX3/7-FOXO1

肺泡横纹肌肉瘤是另一种表现出骨骼肌分化的圆形细胞肉瘤,常有FOXO1基因融合驱动,最常见于青少年和年轻人的四肢,也可以见于头颈部和椎旁区域。

传统上,检测FOXO1使用分离式探针的 FISH。目前,免疫组化可识别 PAX3/7-FOXO1 融合;克隆之一 (PFM.2) 表现出 91% 的敏感性和 100% 的特异性。在PAX3-FOXO1病例中弥漫性阳性,在PAX7-FOXO1病例中常见局灶性染色。

  • 双表型鼻窦肉瘤的 PAX3

双表型鼻窦肉瘤一种低级别肉瘤,传统的免疫组化S100 和 SMA 阳性。

复发性PAX3基因融合,最常见PAX3-MAML3,在绝大多数肿瘤中发现,PAX3 的单克隆抗体具有高度敏感性和特异性,是PAX3分离探针 FISH的有用替代品。

  • 孤立性纤维瘤的 STAT6

孤立性纤维瘤为生物学行为未定肿瘤,有NAB2-STAT6基因融合。 STAT6 免疫组化可用作支持诊断的非常敏感和特异的手段。

但有一小部分去分​​化脂肪肉瘤也可能会表达,因为STAT6基因与基因MDM2CDK4 相邻而表现为共扩增。

  • 炎性肌纤维母细胞瘤的 ALK

编码 ALK的间变性淋巴瘤激酶基因 ( ALK ) 在大约 50-60% 的炎性肌纤维母细胞瘤中有重排,它是一种中间(很少转移)恶性肿瘤。不同的染色模式预示着融合伙伴基因的不同:颗粒细胞质 ( CLTC-ALK )、核膜 ( RANBP2-ALK ) 或核周 ( RRBP1-ALK )。后两者特征性地出现在称为上皮样炎性肌纤维母细胞瘤的侵袭性变体中。

一小部分对ALK重排呈阴性的炎性肌纤维母细胞瘤有替代的 ROS1融合(ROS1也可能发生在肺腺癌中), ROS1 免疫组化呈阳性。携带ALKROS1重排,可使用克唑替尼靶向治疗。

ALK 的免疫组化染色也见于上皮样纤维组织细胞瘤 、非神经颗粒细胞瘤、膀胱假肉瘤性肌纤维母细胞增生、ALK 阳性组织细胞增生症和一部分胃肠道平滑肌瘤中。

  • 婴儿纤维肉瘤和 NTRK 重排梭形细胞肿瘤中的 Pan-Trk

涉及NTRK1NTRK2NTRK3的基因融合——分别编码 TrkA、TrkB 和 TrkC 受体激酶——可见于婴儿纤维肉瘤及NTRK重排梭形细胞肿瘤中。婴儿纤维肉瘤是中等恶性的梭形细胞肿瘤,发生在新生儿和婴儿中,具有ETV6-NTRK3基因的特征性融合。

一个类似于脂肪纤维瘤病(脂肪纤维瘤样神经瘤)及实性生长模式,具有血管周围和基质胶原的特征性透明化的梭形细胞肿瘤常有S100 和 CD34 的共表达;而针对三种 Trk 蛋白 ('Pan-TRK') 的单克隆抗体的免疫组化可作为遗传确认的潜在替代物。但因为目前其特异性较低,一般阳性后还需进行分子检测FISH来确诊。

患有NTRK重排的肉瘤的患者现在可能受益于 TRK 抑制剂 Larotrectinib 的靶向治疗。

  • SS18-SSX/SSX C 末端滑膜肉瘤

滑膜肉瘤最常见于青少年和年轻人的深部软组织,通常是关节附近的,但与滑膜无关。组织学上呈双相分化,可通过上皮膜抗原、角蛋白、vimentin的免疫组化证明。

滑膜肉瘤在 (X;18)(p11;q11) 易位处产生SS18SSX1、SSX2之间的基因融合SSX4。

SS18-SSX 融合蛋白特异性抗体(克隆 E9X9V)对滑膜肉瘤有高度敏感性(95%)和特异性(100%),表现为强而弥漫的核阳性。针对代表 3 个融合伙伴的蛋白质 SSX1、SSX2 和 SSX4(克隆 E5A2C)的保守 C 末端区域的二抗显示出 100% 的灵敏度。

  • 上皮样血管内皮瘤的 CAMTA1

发生于骨骼、软组织和内脏(尤其是肺和肝)。大多数(超过 90%)具有复发性 t(1;3)(p36.23;q25.1) 易位,导致WWTR1-CAMTA1基因融合。几乎所有病例都可见钙调蛋白结合转录激活因子 1 (CAMTA1) 的核表达,是支持诊断的可靠手段。但有一小部分是阴性的表达。

不到 5%的病例具有TFE3融合(YAP1-TFE3),TFE3呈核表达。

  • 腺泡状软组织肉瘤、PEComa

转录因子 E3 (TFE3) 是 MiT/TFE 转录因子家族的成员,通过基因重排参与多种肉瘤的发病。

腺泡状软组织肉瘤是一种高级别肉瘤,通常发生在四肢、躯干或头颈部区域的深层软组织中。由于融合蛋白的存在,可见 TFE3 的核阳性。TFE3的重排也可见于 PEComas。

  • 假肌源性血管内皮瘤的 FOSB/FOS

假肌源性血管内皮瘤中等恶程度,好发于年轻成年男性肢体的皮下组织、深层软组织和骨骼中多中心出现。大多数病例中发现了复发性 t(7;19)(q22;q13) 易位,产生了SERPINE1-FOSB基因融合,其他融合还有ACTB-FOSBCLTC-FOSBWWTR1-FOSB

FOSB 蛋白在几乎所有病例都显示出强而弥漫的核阳性。

FOSB 也可在良性上皮样血管瘤中表达。

FOS最近在骨样骨瘤和成骨细胞瘤中也可见重排。

  • 粘液样脂肪肉瘤的 DDIT3

粘液样脂肪肉瘤约占脂肪肉瘤的 25%,有FUS-DDIT3基因融合。高级别粘液样脂肪肉瘤以前称为“圆形细胞脂肪肉瘤”。

DDIT3(DNA 损伤诱导转录本 3)的免疫组化已成为分子检测(DDIT3FUS分离探针)的有用替代物。

  • 非典型脂肪瘤/高分化脂肪肉瘤和去分化脂肪肉瘤中的 MDM2 和 CDK4扩增

非典型脂肪瘤/高分化脂肪肉瘤和去分化脂肪肉瘤是最常见的脂肪肉瘤形式,最常发生在四肢和腹膜后。

特征是染色体 12 的一个区域(12q13-15)的扩增,扩增的基因座包括MDM2CDK4和不太常见的HMGA2;因此,可以使用 FISH 对 MDM2 进行分子确认。作为替代物,现在常用 MDM2(以及 CDK4 和 HMGA2)的免疫组织化学,大多数病例显示核阳性。

但这些抗体并不完全具有特异性,在恶性外周神经鞘瘤 (MPNST) 和粘液纤维肉瘤、血管内膜肉瘤和低级别中央/骨旁骨肉瘤也可以看到阳性染色。此外,组织细胞等背景非肿瘤细胞可

  • SWI/SNF:上皮样肉瘤等中的 SMARCB1 (INI1) 和 SMARCA4 (BRG1)失活

主要见于上皮样肉瘤(传统型和近端型)、上皮样恶性神经鞘瘤、上皮样神经鞘瘤和低分化脊索瘤 、骨外粘液样软骨肉瘤 、软组织肌上皮肿瘤中,后二者不太常见。在这些肿瘤中,SMARCB1 的免疫组织化学是潜在SMARCB1失活的可靠替代物,表现出核表达的丧失(正常组织中可阳性表达而作为内对照)。

SMARCA4 (BRG1) 是另一个 SWI/SNF 亚基,双等位基因SMARCA4失活是 SMARCA4 缺陷型未分化子宫肉瘤、鼻窦畸胎癌、上皮样肉瘤、胸腔未分化肿瘤的特征。

  • SDH 缺陷型胃肠道间质瘤中的 SDH

琥珀酸脱氢酶 (SDH) 是一种位于线粒体内膜的酶复合物,包含四个亚基(SDHA、SDHB、SDHC 和 SDHD)。一般来说,缺乏 SDH 的 GIST 很少见,基本上只出现在胃,约占该部位病例的 10%,但占儿科 GIST 的大部分,缺乏KITPDGFRA突变,但同时却有 KIT 和 DOG1 的阳性。

SDHB 免疫组化可以作为一种更可靠的方法来识别具有 SDH 缺陷的肿瘤,它们总是表现出细胞质表达的丧失。大多数 SDH 缺陷型 GIST 患者都有种系突变,其中一些在临床上与 Carney-Stratakis 综合征(GIST 和副神经节瘤)或 Carney 三联征(GIST、副神经节瘤和肺软骨瘤)有关。因此,这些标志物也有助于识别可能受益于遗传异常的患者。

  • 恶性黑色素神经鞘瘤等中的 PRKAR1A

恶性黑色素神经鞘瘤 (MMNST) 是一种罕见的肉瘤,最常影响成人,与脊髓或自主神经有关 。在遗传上,大多数以 PRKAR1A 的种系或体细胞失活为特征。PRKAR1A 的免疫组织化学在诊断上非常有用,特别是与黑色素瘤的区别,因为 MMNST 经常显示表达缺失。其他如心房粘液瘤和浅表血管粘液瘤也可有缺失。

识别表观遗传改变的免疫组织化学

  • 恶性外周神经鞘瘤中的 H3K27me3

恶性外周神经鞘瘤 (MPNST) 是一种侵袭性梭形细胞肉瘤,最常见于成人,可能散发的或与 1 型神经纤维瘤病 (NF1) 或先前的放射有关。

MPNST 被发现在SUZ12EED中存在反复突变,由SUZ12 / EED引起的 PRC2 功能中断突变导致这种三甲基化标记的丢失,因此肿瘤中表达缺失(36%-40%)。一般来说,H3K27me3 丢失在更高级别的肿瘤和放射环境中更常见。对 MPNST 非常有特异性,但偶尔可见于其他与辐射相关的肉瘤和黑色素瘤。

单核苷酸变异的免疫组化检测

  • 骨巨细胞瘤中的 G34W

骨巨细胞瘤 (GCTB) 是一种局部侵袭性肿瘤,影响成人骨骺。超过 90% 的骨巨细胞瘤存在H3-3A ( H3F3A ) 突变。G34W 免疫组化对 GCTB 非常敏感和特异,尽管一部分(<10%) p.G34L、M 或 V突变的的病例(通常出现在手和脚的小骨中)可能阴性表达。

  • 软骨母细胞瘤中的 K36M

软骨母细胞瘤是一种良性原发性骨肿瘤,常位于骨骺,多见于年轻患者(中位年龄 15-20 岁)。96% 的病例具有 p.Lys36Met (p.K36M) 突变,最常见于H3-3B ( H3F3B ),少数见于同源基因H3-3A ( H3F3A )。使用抗 K36M 抗体的免疫组化具有高度的敏感性和特异性。

  • 胃肠道间质瘤中的 DOG1

DOG1 可见于 95% 的 胃肠道GIST表达。它在 KIT 阴性 GIST 的很大一部分(至少 50%)中呈阳性,占 GIST 总体的 5% 左右。

大多数 KIT 阴性 GIST PDGFRA突变,也可通过 PDGFRA 免疫组织化学鉴别。

KITPDGFRA突变的 GIST都与对伊马替尼治疗的反应有关,其中具有KIT 11外显子突变的最敏感 。

  • 尤文肉瘤中的 NKX2.2 和 NKX3.1

尤文肉瘤是一种在发生在长骨骨干中最常见的圆形细胞肉瘤,NKX2.2 是 EWSR1-FLI1 融合对肿瘤发展至关重要 。NKX2.2 的免疫组化非常敏感 (93%),但特异性中等。

其他如小细胞癌、嗅神经母细胞瘤和间充质软骨肉瘤中也可有阳性染色。

间充质软骨肉瘤和带有EWSR1-NFATC2 的圆形细胞肉瘤表达NKX3.1(前列腺分化的标志物)。但研究结果并不一致。

  • CIC重排肉瘤中的ETV4和WT1

CIC重排肉瘤是一种侵袭性圆形细胞肉瘤,最常发生在年轻人的躯干和四肢。组织学上类似于尤文肉瘤,也有分叶状生长模式和坏死。

大约 95%具有CIC-DUX4融合,或与NUTM1FOXO4LEUTX的融合。这些肿瘤的一个共同特征是 WT1 和 ETV4 的上调,分别在 95% 和 90% 的病例中观察到阳性,而 85% 的病例同时表达这两种标记。

弥漫性 ETV4 表达比 WT1 更具特异性,共表达的特异性为 96% 。此外,DUX4在大多数情况下代表伴侣基因,因此 DUX4 的免疫组化也是可靠诊断标志物。

  • 低级别纤维粘液样肉瘤中的 MUC4

粘蛋白 4 (MUC4) 是一种跨膜糖蛋白,通常由各种上皮细胞类型表达。低级别纤维粘液样肉瘤最常见于深部软组织。分子水平上含有FUS-CREB3L2FUS-CREB3L1基因融合。MUC4 表现为强烈和弥漫性细胞质染色,具有较高特异性。

但部分滑膜肉瘤(特别是双相型)、腺泡状横纹肌肉瘤中可以看到MUC4阳性染色。

参考文献:

Diagnostic Immunohistochemistry of Soft Tissue and Bone Tumors: An Update on Biomarkers That Correlate with Molecular Alterations. Diagnostics 2021, 11(4), 690; https://doi.org/10.3390/diagnostics11040690

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