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编号:10289449
骨肉瘤分类和分子生物学研究进展
http://www.100md.com 《临床与实验病理学杂志》 1999年第4期
     作者:龙汉安 张贤良

    单位:龙汉安(泸州医学院病理学教研室,泸州 646000);张贤良(华西医科大学病理学教研室,成都 610041)

    关键词:骨肉瘤;分类;胶原蛋白;非胶原蛋白;癌基因;基因;抑制;肿瘤;多药耐药基因;综述文献

    临床与实验病理学杂志990420分类号 R738.3 文献标识码 A

    文章编号 1001-7399(1999)04-0336-03

    骨肉瘤是严重危害儿童和青少年健康骨原发最常见的恶性肿瘤。自从分类化疗(systematic chemotherapy)应用于骨肉瘤,骨肉瘤病人预后大大提高以来,人们对骨肉瘤的分类和生物学产生了浓厚兴趣。骨肉瘤不同亚型预后不一,采取治疗方案各异。Dahlin和Unni〔1〕将骨肉瘤分为传统型骨肉瘤和11种亚型,该分类已用了15年之久。近几年,随着细胞生物学和分子生物学的发展,我们对骨肉瘤有了很多新的认识,所以,介绍骨肉瘤最新分类十分必要。到目前为止,除了组织学分类外,我们还没有客观可靠的指标判断骨肉瘤的恶性程度和预后。本文首先介绍骨肉瘤的最新分类,因为它是骨肉瘤病人采取不同治疗方案的基础。其次介绍骨肉瘤分子生物学最新进展,目的是提高我们对骨肉瘤病人预后和对化疗反应的判断能力。
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    1 骨肉瘤最新分类〔2〕

    1.1 中央型(髓腔内)骨肉瘤(central medullary osteosarcoma) 除最为常见的传统或经典中央型骨肉瘤(conventional/classic central osteosarcoma)外,还有以下亚型骨肉瘤:血管扩张型骨肉瘤(telangiectatic)、骨内高分化(低恶性)骨肉瘤[intraosseous well-differentiated(low-grade)osteosarcoma]和圆细胞(或小细胞)骨肉瘤(round-cell/small cell osteosarcoma),除骨内高分化(低恶性)骨肉瘤外所有都为高度恶性肿瘤。

    1.1.1 传统中央型骨肉瘤 该型一般累及长骨干骺端,特别好发于青壮年膝关节两侧,按其组织学成分不同,又可分为骨母细胞型、软骨母细胞型、纤维母细胞型和纤维组织细胞型骨肉瘤,见到这些结构对诊断该型骨肉瘤很有帮助。然而,由于该肿瘤为多潜能组织起源和这些亚型间预后无统计学差别,且目前大量资料表明,各型治疗也无差别,所以,分出这些亚型并无价值。
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    1.1.2 血管扩张型骨肉瘤 该型约占所有骨肉瘤1%。组织学特点:大量充满红细胞的腔隙被纤维间隔分隔,细胞的异型性相当明显,同时伴有破骨巨细胞或异常多核巨细胞,当肿瘤骨样基质或肿瘤性骨较少见或难找到时,易误诊为动脉瘤样骨囊肿或恶性巨细胞瘤。该型若早期术前和术后化疗,病人预后将大大改善。

    1.1.3 骨内高分化(低恶性)骨肉瘤 该型罕见,组织学表现为低度恶性纤维骨病损,可出现骨旁骨肉瘤、纤维结构不良、硬纤维瘤(韧带样纤维瘤-desmoplastic fiboma)/骨母细胞瘤样、软骨粘液纤维瘤样等组织图象。X线检查发现骨皮质破坏、缺损有助于本病的诊断。低度恶性和高度恶性骨肉瘤的区别目前仍完全依靠组织学,将来对骨肉瘤恶性程度的区分和对骨肉瘤应用何种治疗方案都有待于分子生物学研究。该型骨肉瘤需广泛切除才能获得成功治疗,局部切除常复发,且该型骨肉瘤常伴5%高度恶性骨肉瘤〔3〕

    1.1.4 圆细胞(小细胞)骨肉瘤 该型肿瘤由类似Ewing肉瘤或大细胞淋巴瘤等恶性小细胞组成,肿瘤性骨样基质虽然局灶但总会出现。最近,小细胞骨肉瘤是研究的热点之一,因为它同恶性神经外胚叶肿瘤(PNET)均有染色体移位t(11;12),因而提出小细胞骨肉瘤是伴有肿瘤性骨样基质形成的PNET〔4〕,但目前该型骨肉瘤与骨的Ewing肉瘤及PNET关系仍然不清楚。该型肿瘤相当少见(约占骨肉瘤1%),但认为该型相当重要,因为它治疗效果远较一般骨肉瘤差〔5〕
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    1.2 浅表型或表面骨肉瘤(surface osteosarcoma) 发生于骨表面的骨肉瘤远没有发生于骨内骨肉瘤多见。就这些肿瘤有很多不同的命名法,但Schajowicz等〔2〕归纳这些文献,根据组织学和生物学研究,又将该型骨肉瘤分为3个亚型:皮质旁(近皮质)骨肉瘤(parosteal juxtacortical osteosarcoma)、骨膜骨肉瘤(periostal osteosarcoma)和高度恶性浅表骨肉瘤(high-grade surface osteosarcoma)。分出3型相当必要,因为它们的组织学特征、生物学行为以及预后均不相同。

    1.2.1 皮质旁(近皮质)骨肉瘤 该型是浅表骨肉瘤中常见的,好发于30~40岁青壮年长骨干骨骺端,特别是股骨远端后面。放射影像为宽基底贴附于骨皮质的骨性团块。组织学特点是低度恶性梭形细胞肿瘤伴有平行成熟骨小梁。偶尔,肿瘤边缘可见到低级软骨肉瘤组织图象,皮质旁骨肉瘤早期还需与骨化性肌炎鉴别。关于皮质旁骨肉瘤伴去分化问题一直有很多争论。该型肿瘤外科治疗后复发,伴去分化时,病人预后较差。Ayala等〔6〕报道根据X线影像,可诊断皮质旁骨肉瘤是否伴去分化,这对该型骨肉瘤治疗方案制定具有临床意义。
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    1.2.2 骨膜骨肉瘤 该型是浅表型骨肉瘤一个少见亚型,常累及青少年长骨骨干。组织学上,常有明显低级或中度恶性软骨成分,有时伴有钙化或骨化,但在局灶区,总可见到细带状肿瘤性骨样基质或肿瘤性骨。该型预后较浅表高度恶性骨肉瘤好。

    1.2.3 高度恶性浅表性骨肉瘤 该型骨肉瘤恶性程度相当高。它的组织学及预后与传统骨肉瘤相同〔7〕

    2 骨肉瘤的分子生物学研究

    2.1 胶原蛋白和非胶原蛋白在鉴别骨肉瘤不同亚型中的作用 要确诊骨肉瘤一定要有肿瘤性骨样基质出现,然而,要鉴别肿瘤性骨样基质或是玻璃样变性的胶原纤维是十分困难的,而且确定病人是否需要术前化疗也依赖于确诊高度恶性骨肉瘤,所以,正确认识肿瘤性骨样基质具有重要临床意义。Ueda等〔8〕研究表明,在鉴别肿瘤性骨样基质有困难的情况下,用免疫组化方法检测Ⅰ型,Ⅲ型胶原纤维是相当有用的。
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    然而,在很多情况下,肿瘤细胞只产生少量骨或骨样基质,要鉴别骨肉瘤与其它骨的恶性肿瘤,如纤维肉瘤、恶性纤维组织细胞瘤、Ewing肉瘤或低分化软骨肉瘤就相当困难。最近,非胶原骨蛋白(non-collagenous bone proteins, NCBPs)作为骨肉瘤鉴别诊断有用标记物受到极大关注。Schulz等〔9〕研究提出骨连接蛋白(osteonectin)鉴别恶性骨肿瘤的肿瘤性骨样基质具有特异性。Ushigome等〔10〕研究显示,骨钙素(osteocalcin,NCBPs另一种成分)在骨肉瘤中可广泛见到,而恶性组织细胞瘤总是阴性,并认为检测这些蛋白有助于特异性证实骨母细胞肿瘤。然而,最近Roessner等〔11〕认为osteonectin和osteocalcin并不是骨母细胞瘤所特有。Grundmann等〔12〕通过免疫电镜发现反应性骨样组织与肿瘤性骨样基质矿化(mineralization)后,二者并没有不同的结构特点。到目前为止,反应性骨样组织与肿瘤性骨样基质矿化后的改变是否可作为肿瘤诊断的依据,此观点尚待商榷,有待积累更多资料。综上所述,确诊骨肉瘤或分辨其恶性程度高低,依赖明确的肿瘤性骨样基质的观点将会改变,应由进一步分子生物学研究来确定。
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    2.2 癌基因和肿瘤抑制基因在骨肉瘤中的研究 17号染色体,特别是17p13等位基因的丢失,可见于75%的骨肉瘤,揭示位于该区的p53基因在骨肉瘤的发生过程中起重要作用。Grundmann等〔12〕研究认为在鉴别高度恶性骨肉瘤和一些反应性病变(如骨化性肌炎、动脉瘤样骨囊肿等)有困难情况下,检测突变型p53蛋白是目前鉴别诊断骨肉瘤最简单的一种方法,突变型p53蛋白只出现于恶性或半恶性骨肿瘤中,而不出现于良性骨肿瘤和反应性骨病变。Grundmann等也研究了化疗反应与突变型p53蛋白阳性表达间的关系,他们认为,到目前为止,突变型p53蛋白表达与化疗反应间还没有任何统计学意义上的相关性,不过还需进一步研究才能得出肯定的结论。至于突变型p53在骨肉瘤中的预后意义,目前也不清楚。

    除p53基因失活外,肿瘤抑制基因RB1基因,在骨肉瘤发生中也有重要作用。RB1基因失活可导致突变的细胞无止境地复制、生长。突变的永生肿瘤细胞由于RB1基因的导入可引起肿瘤表型的抑制〔13,14〕。p16基因是近年的热点之一,有资料表明,导入低磷酸化Rb基因到骨肉瘤细胞株内可导致p16蛋白转录降低,同时也检测到骨肉瘤细胞株中有p16基因缺失〔15〕,这些资料可能为骨肉瘤特异性基因治疗开辟广阔前景。其它c-fos,c-mys,c-abl,c-ki-ras,c-mos,c-erB-2(nea,或HER2)等等在骨肉瘤中也查见有基因改变〔13〕
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    2.3 多药耐药性(multidrug resistance,MDR) 目前,骨肉瘤病人预后大大提高主要归功于成功的化疗措施,化疗失败是骨肉瘤病人死亡的主要原因〔12〕。多药耐药性,是化疗失败的主要原因之一。在几种MDR模型中,人和动物细胞株研究最多的是p-糖蛋白(p-glycoprotein),它具有与药物结合的特性,它的功能是作为能量依赖性泵,转运物质从细胞内到细胞外〔16〕。p-糖蛋白有不同的异构形式(MDR1和MDR3),这些异构形式有80%的氨基酸同源。人类MDR1和MDR3位于7号染色体长臂上。最近,Chan等〔17〕研究发现骨肉瘤病人生存率与p-糖蛋白表达间成正相关。因为根据形态学标准不能预测骨肉瘤病人对化疗反应,所以,检测骨肉瘤中p-糖蛋白可能第一次为我们预测骨肉瘤病人对化疗反应提供了简单可靠的方法。

    虽然骨肉瘤在病因、发生发展、诊断和治疗等方面有一些进展,但是目前尚缺少骨肉瘤诊断和有效标记物,进一步运用原位杂交、斑点杂交和流式细胞仪等寻找这些标记物,将具有理论和临床运用价值。骨肉瘤目前认为是全身性疾病,因此,对骨肉瘤进行免疫和基因研究,可能为骨肉瘤病人治疗开辟广阔前景。
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    作者简介:龙汉安,男,33岁,硕士,讲师。研究方向:骨肿瘤病理

    张贤良,男,58岁,硕士生导师,教授。研究方向:肿瘤病理

    参考文献

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    2,Schajowicz F. Histological typing of bone tumors. WHO intern histological classification of tumors. 2nd ed, World Health Organization: Genva,1993:10~13
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    3,Kurt AM, Unni KK, Mcleod RA. Low-gradeintraosseous osteosaroma. Cancer,1990;65:1418

    4,Roessner A, Jrgens H. Round cell tumors of bone. Pathol Res Pract, 1993;189:1111

    5,Ayala AG, Ro JY, Raymond AK et al. Small cell osteosarcoma: A clinicopathologic study of 27 cases. Cancer,1989;64:2162

    6,Ayala A, Carrasco H, Benjamin R et al. Parosteal osteosarcoma vs dedifferentiated: preoperative identfication. Lab Invest,1986;54:53A
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    7,Wold LE, Unni KK, Beabout JW et al. High-grade surfac osteosarcoma. Am J Surg Pathol,1984;8:181

    8,Ueda Y, Nakanishi I. Immunohistochemical and biochemical studies on the collagenous proteins of human osteosarcoma. Virchows Achiv(B), 1989;58:79

    9,Schulz A, Jundt G, Berghauser KH et al. Immunohistochemical study of osteonectin in various types of osteosarcom. Am J Pathol,1988;132:233

    10,Ushigome S, Shimoda T, Fukunaga M et al. Immunocytochemical aspects of the differential diagnosis of osteosarcoma and malignant fibrous histocytoma. Surg Pathol,1988;1:347
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    11,Roessner A, Ueda Y, Dockhorn-Dworniczak B et al. Current aspects of cell biology in osteosarocoma. Seattle-Toronto-Bern-Gttingen: Hogrefe & Huber,1993:177~192

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    17,Chan HSL, Thorner PS, Haddad G et al. Clinical relevance of P-glycoprotein(P-170)-related multidrug resistance (MDR) in osteosarcoma. Conf Pittsburgh, Huber Verlag, Bern-Toronto: Proc Osteosarc Res, 1992

    收稿日期:1998-10-27

    修回日期:1999-04-09, 百拇医药