前列腺上皮内肿瘤与前列腺癌的DNA含量分析
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作者：李新功 徐志秀 常峰 姜辉 李爱英 丁洪基
单位：常峰(胜利石油管理局中心医院 东营257034)；姜辉(胜利石油管理局中心医院 东营257034)；李爱英(胜利石油管理局中心医院 东营257034)；丁洪基(胜利石油管理局中心医院 东营257034)
关键词：前列腺上皮内瘤变；前列腺肿瘤；前列腺 图像分析；脱氧核糖核酸
数理医药学杂志000341
摘 要 为探讨前列腺上皮内瘤变与前列腺癌的关系，应用图像分析系统检测20例前列腺癌、44例前列腺上皮内瘤变和10例正常前列腺上皮细胞核的DNA含量和倍体分布。结果显示，前列腺癌、上皮内瘤变和正常前列腺上皮细胞的NDA含量差异显著(P<0.01),DNA峰型也有不同。
中图分类号：R 737.25 文献标识码：A
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文章编号：1004-4337(2000)03-0255-03
1992年Mostofi等提出，前列腺腺泡上皮中组织形态学上具有一定异形性，但仍然保存原有的腺体结构或基底层，没有间质浸润的一类病变称为前列腺上皮内肿瘤(Prostatic intraepithelial neoplasia, PIN)[1]，取代已往诸如间变、导管内非典型增生、异形增生等描述性名称，并认为其属于癌前病变。近年来，已有许多文献使用不同方法、从不同角度研究了PIN的形态学诊断及其临床意义[2～5]。我们使用自动图像分析系统对PIN和前列腺癌细胞核的DNA含量进行分析，探讨PIN与前列腺癌之间的关系。
1 资料和方法
1.1 材料
收集胜利石油管理局中心医院病理科1977～1998年收检的前列腺癌20例及同期收检的具有PIN的前列腺增生33例为研究对象，连同前列腺癌伴发者，共有PIN 44例。以无PIN改变的前列腺增生病例中大致正常的前列腺腺泡为正常对照。所有病例中49例为手术切除标本，3例为电切标本，1例为穿刺活检标本。
, 百拇医药
1.2 方法
1.2.1 常规制片 所有标本组织均为10%福马林固定，石蜡包埋，4μ切片，HE染色。
1.2.2 Feulgen染色 切片脱蜡水洗后置60℃预热的1mol/L HCI中8分钟，去除DNA中的嘌呤，使脱氧核糖的醛基暴露，然后入Schiff液15～30分钟，偏亚硫酸钠液冲洗3次，水洗后封片。
1.2.3 DNA图像分析 使用Olympus VANOX显微镜，在10×40倍视野下选取合适的观察区域，经Panasonic CP410摄像镜头摄取数字化图像，输入CMIAS—008图像处理系统。在电视监视器观察下，对图像进行灰度阈值分割，修饰编辑，自动测量目标的DNA含量，并以DNA倍体数为横坐标、以倍体细胞百分率为纵坐标显示和打印DNA倍体直方图。分析中每张切片测量50～100个病变细胞，并测量50个成熟小淋巴细胞做为正常二倍体对照细胞。测量时，显微镜入射光强度严格控制在同一水平。
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统计学处理所有均值数据均使用t检验。
2 结果
2.1 组织学观察
前列腺癌20例，包括高分化腺癌13例，低分化腺癌7例，其中11例伴PIN。伴PIN的前列腺增生33例，包括纤维腺肌瘤样型31例，腺瘤样型2例。
按Bostwick的两级分级标准对PIN进行分级。
轻度PIN(Ⅰ级)：分泌细胞拥挤，复层排列，细胞间距离不等，细胞明显增大，且大小不一，染色质大致正常，少见大核仁。基底细胞层完整，基底膜完整。
重度PIN(Ⅱ级、Ⅲ级)：分泌细胞增生、拥挤，可见簇状、微乳头状、筛状结构，细胞明显增大，有异型性，染色深，可见大核仁。基底细胞层有不同程度的缺失，基底膜尚完整。
, 百拇医药
全部44例PIN中，轻度者26例，重度18例。
2.2 DNA图像分析
前列腺癌细胞、PIN细胞和大致正常前列腺上皮细胞的DNA倍体类型以及DNA含量(用DNA指数DI表示)见表1。其中DI以测量目标细胞DNA含量与成熟小淋巴细胞DNA含量的比值表示。
表1 前列腺癌和PIN的DNA倍体分布(
±s,%)及含量 组别
n
2c
3c～4c
5c
, 百拇医药 >5c
DI
对照组
10
91.3±8.2
8.7±33.1
0
0
0.81±0.29
轻度PIN
26
82.8±9.3*
27.2±17.5**
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0
0
0.93±0.11
重度PIN
18
42.4±15.7*
56.0±10.9*
1.5±10.2
0
1.49±0.65*
前列腺癌
20
, 百拇医药
34.2±28.2*
27.4±14.0**
15.1±22.2**
23.3±17.8*
2.16±0.94*
注：与对照组比较，*P<0.01, ** P<0.05
图1 对照组DNA倍体直方图
图2 轻度PIN组DNA倍体直方图
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图3 重度PIN组DNA倍体直方图
图4 前列腺癌组DNA倍体直方图
DNA直方图见图1～4。DNA直方图按Auer分型[6]，主峰在2c为Ⅰ型，主峰在4c(有或无2c峰)为Ⅱ型，主峰在2c～4c区外为Ⅲ型，缺乏主峰且分布广泛为Ⅳ型。正常对照前列腺腺泡上皮及轻度PIN为Ⅰ型峰，重度PIN为Ⅱ、Ⅲ型峰，前列腺癌包括Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型峰。
3 讨论
前列腺癌是老年男性常见的恶性肿瘤，由于近年来发病率逐渐上升，使前列腺癌的早期诊断问题成为我国肿瘤病理研究和老年医学的重要课题。
肿瘤的实质是细胞的异常过度增生，瘤细胞具有遗传特性的改变，并伴有分化和调控的障碍。DNA是决定细胞生长、分化、分裂的重要因素，细胞增殖旺盛时，DNA合成加速，含量增加。肿瘤细胞，特别是恶性肿瘤细胞的DNA含量和倍体类型不同于正常细胞。近年国内外一些肿瘤病理学研究研究表明，细胞的DNA非整倍体是恶性肿瘤的特征性标志。因此，测量病变细胞的DNA含量，分析其DNA倍体类型，有助于了解病变的性质。
, 百拇医药
本观察显示，在DNA图像分析中，大致正常前列腺腺泡上皮细胞核DI值最低，DNA直方图为Ⅰ型，无>4c细胞；前列腺癌细胞核DI值最高，与其它组比较有显著差异，DNA直方图为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型，>4c细胞数量较多，甚至出现>5c细胞；PIN细胞核介于正常和癌之间，出现>4c细胞，轻度者多为Ⅰ型峰，重度者为Ⅱ、Ⅲ型峰。提示PIN的细胞增殖状态介于正常上皮与癌之间，随PIN级别升高，其增殖活性逐渐接近癌细胞。支持前列腺PIN为发生于前列腺腺泡分泌细胞的肿瘤性增生，具有发展为浸润性癌的潜能，属于癌前病变的意见。因此，在对前列腺的病理检查中发现PIN存在，特别是高级别的PIN存在，应更细致地检查前列腺标本，以发现可能存在的癌。在穿刺活检标本中发现高级别的PIN，则应多做切片，全面观察，并提醒临床注意，必要时重取活检或及早手术，以免漏诊前列腺癌。
前列腺癌的确诊主要依靠病理检查，但有时重度PIN与高分化前列腺癌的组织形态学鉴别也会十分困难。近期文献报告，使用免疫组织化学方法，如检测低分子量角蛋白以观察基底细胞的情况，检测collagen Ⅳ和Iaminin以观察基底膜的变化，都有助于前列腺良恶性病变的鉴别[3～5]。本观察显示，由于不同病变细胞的DNA含量和倍体类型不同，使和计算机图像分析技术，测量病变细胞的DNA含量，分析其DNA倍体类型，对前列腺癌和PIN的鉴别诊断，也有重要参考价值。
, 百拇医药
李新功(胜利石油管理局中心医院 东营257034)；徐志秀(胜利石油管理局中心医院 东营257034)
参考文献
1，Mostofi FK. Prostatic carcinoma problems in the interpretation of prostatic biopsies. Hum Pathol, 1992,23:223.
2，Brawer MK. Prostatic intraepithelial neoplasia: A premalignant lesion. Hum Pathol, 1992,23:242.
3，文载律，陈乐真.前列腺上皮内肿瘤与前列腺癌的病理形态学研究.临床与实验病理学杂志，1998，14：219.
4，Bostwick DG. Prostatic intraepithelia neoplasia and early invasion in prostat cancer. Cancer, 1987,59:788.
5，Bostwick DG. High grade prostatic intraepithelial neoplasia: the most likely precursor sfprostate cancer. Cancer, 1995,75:1823.
6，Carey FA Measurement of nuclear DNA content in histological, and cytological specimens: principles and application, J Pathol, 1994,172:307.
收稿日期：1999-08-30, 百拇医药
单位：常峰(胜利石油管理局中心医院 东营257034)；姜辉(胜利石油管理局中心医院 东营257034)；李爱英(胜利石油管理局中心医院 东营257034)；丁洪基(胜利石油管理局中心医院 东营257034)
关键词：前列腺上皮内瘤变；前列腺肿瘤；前列腺 图像分析；脱氧核糖核酸
数理医药学杂志000341
摘 要 为探讨前列腺上皮内瘤变与前列腺癌的关系，应用图像分析系统检测20例前列腺癌、44例前列腺上皮内瘤变和10例正常前列腺上皮细胞核的DNA含量和倍体分布。结果显示，前列腺癌、上皮内瘤变和正常前列腺上皮细胞的NDA含量差异显著(P<0.01),DNA峰型也有不同。
中图分类号：R 737.25 文献标识码：A
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文章编号：1004-4337(2000)03-0255-03
1992年Mostofi等提出，前列腺腺泡上皮中组织形态学上具有一定异形性，但仍然保存原有的腺体结构或基底层，没有间质浸润的一类病变称为前列腺上皮内肿瘤(Prostatic intraepithelial neoplasia, PIN)[1]，取代已往诸如间变、导管内非典型增生、异形增生等描述性名称，并认为其属于癌前病变。近年来，已有许多文献使用不同方法、从不同角度研究了PIN的形态学诊断及其临床意义[2～5]。我们使用自动图像分析系统对PIN和前列腺癌细胞核的DNA含量进行分析，探讨PIN与前列腺癌之间的关系。
1 资料和方法
1.1 材料
收集胜利石油管理局中心医院病理科1977～1998年收检的前列腺癌20例及同期收检的具有PIN的前列腺增生33例为研究对象，连同前列腺癌伴发者，共有PIN 44例。以无PIN改变的前列腺增生病例中大致正常的前列腺腺泡为正常对照。所有病例中49例为手术切除标本，3例为电切标本，1例为穿刺活检标本。
, 百拇医药
1.2 方法
1.2.1 常规制片 所有标本组织均为10%福马林固定，石蜡包埋，4μ切片，HE染色。
1.2.2 Feulgen染色 切片脱蜡水洗后置60℃预热的1mol/L HCI中8分钟，去除DNA中的嘌呤，使脱氧核糖的醛基暴露，然后入Schiff液15～30分钟，偏亚硫酸钠液冲洗3次，水洗后封片。
1.2.3 DNA图像分析 使用Olympus VANOX显微镜，在10×40倍视野下选取合适的观察区域，经Panasonic CP410摄像镜头摄取数字化图像，输入CMIAS—008图像处理系统。在电视监视器观察下，对图像进行灰度阈值分割，修饰编辑，自动测量目标的DNA含量，并以DNA倍体数为横坐标、以倍体细胞百分率为纵坐标显示和打印DNA倍体直方图。分析中每张切片测量50～100个病变细胞，并测量50个成熟小淋巴细胞做为正常二倍体对照细胞。测量时，显微镜入射光强度严格控制在同一水平。
, http://www.100md.com
统计学处理所有均值数据均使用t检验。
2 结果
2.1 组织学观察
前列腺癌20例，包括高分化腺癌13例，低分化腺癌7例，其中11例伴PIN。伴PIN的前列腺增生33例，包括纤维腺肌瘤样型31例，腺瘤样型2例。
按Bostwick的两级分级标准对PIN进行分级。
轻度PIN(Ⅰ级)：分泌细胞拥挤，复层排列，细胞间距离不等，细胞明显增大，且大小不一，染色质大致正常，少见大核仁。基底细胞层完整，基底膜完整。
重度PIN(Ⅱ级、Ⅲ级)：分泌细胞增生、拥挤，可见簇状、微乳头状、筛状结构，细胞明显增大，有异型性，染色深，可见大核仁。基底细胞层有不同程度的缺失，基底膜尚完整。
, 百拇医药
全部44例PIN中，轻度者26例，重度18例。
2.2 DNA图像分析
前列腺癌细胞、PIN细胞和大致正常前列腺上皮细胞的DNA倍体类型以及DNA含量(用DNA指数DI表示)见表1。其中DI以测量目标细胞DNA含量与成熟小淋巴细胞DNA含量的比值表示。
表1 前列腺癌和PIN的DNA倍体分布(
±s,%)及含量 组别n
2c
3c～4c
5c
, 百拇医药 >5c
DI
对照组
10
91.3±8.2
8.7±33.1
0
0
0.81±0.29
轻度PIN
26
82.8±9.3*
27.2±17.5**
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0
0
0.93±0.11
重度PIN
18
42.4±15.7*
56.0±10.9*
1.5±10.2
0
1.49±0.65*
前列腺癌
20
, 百拇医药
34.2±28.2*
27.4±14.0**
15.1±22.2**
23.3±17.8*
2.16±0.94*
注：与对照组比较，*P<0.01, ** P<0.05
图1 对照组DNA倍体直方图
图2 轻度PIN组DNA倍体直方图
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图3 重度PIN组DNA倍体直方图
图4 前列腺癌组DNA倍体直方图
DNA直方图见图1～4。DNA直方图按Auer分型[6]，主峰在2c为Ⅰ型，主峰在4c(有或无2c峰)为Ⅱ型，主峰在2c～4c区外为Ⅲ型，缺乏主峰且分布广泛为Ⅳ型。正常对照前列腺腺泡上皮及轻度PIN为Ⅰ型峰，重度PIN为Ⅱ、Ⅲ型峰，前列腺癌包括Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型峰。
3 讨论
前列腺癌是老年男性常见的恶性肿瘤，由于近年来发病率逐渐上升，使前列腺癌的早期诊断问题成为我国肿瘤病理研究和老年医学的重要课题。
肿瘤的实质是细胞的异常过度增生，瘤细胞具有遗传特性的改变，并伴有分化和调控的障碍。DNA是决定细胞生长、分化、分裂的重要因素，细胞增殖旺盛时，DNA合成加速，含量增加。肿瘤细胞，特别是恶性肿瘤细胞的DNA含量和倍体类型不同于正常细胞。近年国内外一些肿瘤病理学研究研究表明，细胞的DNA非整倍体是恶性肿瘤的特征性标志。因此，测量病变细胞的DNA含量，分析其DNA倍体类型，有助于了解病变的性质。
, 百拇医药
本观察显示，在DNA图像分析中，大致正常前列腺腺泡上皮细胞核DI值最低，DNA直方图为Ⅰ型，无>4c细胞；前列腺癌细胞核DI值最高，与其它组比较有显著差异，DNA直方图为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型，>4c细胞数量较多，甚至出现>5c细胞；PIN细胞核介于正常和癌之间，出现>4c细胞，轻度者多为Ⅰ型峰，重度者为Ⅱ、Ⅲ型峰。提示PIN的细胞增殖状态介于正常上皮与癌之间，随PIN级别升高，其增殖活性逐渐接近癌细胞。支持前列腺PIN为发生于前列腺腺泡分泌细胞的肿瘤性增生，具有发展为浸润性癌的潜能，属于癌前病变的意见。因此，在对前列腺的病理检查中发现PIN存在，特别是高级别的PIN存在，应更细致地检查前列腺标本，以发现可能存在的癌。在穿刺活检标本中发现高级别的PIN，则应多做切片，全面观察，并提醒临床注意，必要时重取活检或及早手术，以免漏诊前列腺癌。
前列腺癌的确诊主要依靠病理检查，但有时重度PIN与高分化前列腺癌的组织形态学鉴别也会十分困难。近期文献报告，使用免疫组织化学方法，如检测低分子量角蛋白以观察基底细胞的情况，检测collagen Ⅳ和Iaminin以观察基底膜的变化，都有助于前列腺良恶性病变的鉴别[3～5]。本观察显示，由于不同病变细胞的DNA含量和倍体类型不同，使和计算机图像分析技术，测量病变细胞的DNA含量，分析其DNA倍体类型，对前列腺癌和PIN的鉴别诊断，也有重要参考价值。
, 百拇医药
李新功(胜利石油管理局中心医院 东营257034)；徐志秀(胜利石油管理局中心医院 东营257034)
参考文献
1，Mostofi FK. Prostatic carcinoma problems in the interpretation of prostatic biopsies. Hum Pathol, 1992,23:223.
2，Brawer MK. Prostatic intraepithelial neoplasia: A premalignant lesion. Hum Pathol, 1992,23:242.
3，文载律，陈乐真.前列腺上皮内肿瘤与前列腺癌的病理形态学研究.临床与实验病理学杂志，1998，14：219.
4，Bostwick DG. Prostatic intraepithelia neoplasia and early invasion in prostat cancer. Cancer, 1987,59:788.
5，Bostwick DG. High grade prostatic intraepithelial neoplasia: the most likely precursor sfprostate cancer. Cancer, 1995,75:1823.
6，Carey FA Measurement of nuclear DNA content in histological, and cytological specimens: principles and application, J Pathol, 1994,172:307.
收稿日期：1999-08-30, 百拇医药