Jämförande immunhistokemisk analys av lung- och tymiska neuroendokrina karcinom med användning av pax8 och ttf-1 | modern patologi

Jämförande immunhistokemisk analys av lung- och tymiska neuroendokrina karcinom med användning av pax8 och ttf-1 | modern patologi

Anonim

ämnen

  • Neuroendokrin cancer
  • Patologi

Abstrakt

PAX8 uttrycks i tymiska epiteliala neoplasmer och en undergrupp av neuroendokrina karcinom av gastrointestinal ursprung men inte lungneuroendokrina karcinom. Sköldkörteltranskriptionsfaktor 1 (TTF-1) är känd för att vara positiv vid lungneuroendokrina karcinom, men studier som undersöker dess uttryck i tymiska neuroendokrina karcinom saknas. Hittills finns det inga omfattande studier som fokuserar på det jämförande uttrycket av PAX8 eller TTF-1 vid lung- och tymiskt neuroendokrin karcinom. Tjugofem fall av neuroendokrina karcinom av låg respektive medelhög kvalitet av lung- och tymiskt ursprung valdes ut för immunohistokemiska studier med användning av antikroppar riktade mot PAX8 och TTF-1. Procentandelen positiva tumörceller såväl som färgningsintensiteten utvärderades och värderades. Tjugo av lungneuroendokrina karcinom klassificerades som lågkvalitet (typisk karcinoid) och 4 som mellanliggande tumörer (atypisk karcinoid); de tymiska tumörerna bestod av 8 neuroendokrina karcinom med låg kvalitet och 17 medelstora grader. Endast 2 (8%) av lungtumörerna visade kärnuttryck av PAX8 medan 19 (76%) uttryckte TTF-1. Av de tymiska tumörerna var 8 (32%) positiva för PAX8 och 2 (8%) visade TTF-1-positivitet. Primära neuroendokrina karcinom i tymusen är sällsynta neoplasmer som uppvisar en mer aggressiv klinisk kurs än lungneuroendokrina karcinom, vilket betonar vikten av separationen av dessa tumörer. Hittills finns det inga specifika immunmarkörer som kan skilja mellan neuroendokrina karcinom av lung- och tymiskt ursprung. Differentialuttrycket för PAX8 och TTF-1 kan visa sig vara användbart i detta sammanhang eftersom en PAX8 + / TTF-1-immunofenotyp verkar vara vanligare i tymiska neuroendokrina karcinom, medan det omvända (PAX8− / TTF-1 +) är sant för de flesta lung neuroendokrina karcinom.

Huvudsaklig

Neuroendokrina karcinom är en grupp av neoplasmer som kan förekomma i många organsystem, med den högsta förekomsten i lungorna (30%) och tarmsystemet (30%), medan primära tymiska neuroendokrina karcinom endast står för 0, 4% av alla neuroendokrina tumörer. 1 I allmänhet sträcker sig det patologiska spektrumet för dessa tumörer från lågkvalitativt till högkvalitativt neuroendokrina karcinom, även om deras klassificering inte är enhetlig i kroppen utan är snarare definierad av orgelsäte och hittills är det fortfarande en utvecklande process. I lunga och tymus motsvarar lågkvalitativa lesioner "typiska karcinoida tumörer", tumörer i medelhög kvalitet till "atypiska karcinoida tumörer" och högkvalitativa maligniteter delas upp i storcelliga och småcelliga neuroendokrina karcinom. 2, 3 Jämfört med andra tumörer är neuroendokrina karcinom sällsynta i lungan och representerar cirka 1% av alla primära lungneoplasmer 4 och är extremt sällsynta i den timymkörteln där de svarar för <5% av alla mediastinal tumörer. 5 Liknande morfologi och rutinmässiga immunohistokemiska markörer skiljer ofta inte mellan neuroendokrina karcinom på olika platser, vilket gör det svårt att fastställa den exakta ursprungsplatsen i fall av metastatiska tumörer. Därför var syftet med denna studie att jämföra färgningsmönstren för två immunohistokemiska markörer associerade med lung- och timymumörer, sköldkörteltranskriptionsfaktor-1 (TTF-1) och PAX8 i 25 fall av neuroendokrina karcinom med låg och medelhög kvalitet av lung- och tymiska ursprung respektive för att utvärdera deras användning för differentiell diagnos av dessa tumörer.

Material och metoder

Tjugofem fall av lung- och tymiska neuroendokrina karcinom, respektive, från de kirurgiska patologifilerna från MD Anderson Cancer Center, Houston, TX, USA utgör grunden för denna studie. Vävnaden erhölls från resektionsprover i alla fall. Lungetumörerna klassificerades som 21 lågkvalitativa (typiska karcinoider) och 4 mellanliggande (atypiska karcinoider) neuroendokrina karcinom baserat på det klassificeringsschema som föreslagits av Moran et al. 2 Tumörernas tumörer kategoriserades som 8 lågkvalitativa (typiska karcinoider) och 17 mellanliggande (atypiska karcinoider) neuroendokrina karcinom enligt Moran och Suster. 3 Före denna studie bekräftades alla tumörer som neuroendokrina karcinom med användning av pancytokeratin, synaptophysin och kromogranin A immunohistokemiska fläckar. Dessutom hade klinisk och radiologisk korrelation bekräftat sina respektive primära platser. För syftet med den här studien användes representativa ostänkta sektioner erhållna från formalinfixerade och paraffin-inbäddade block för att utföra immunohistokemiska studier. Sektionerna inkuberades med 3% H202 i metanol och fetalt bovint serum för att blockera endogen peroxidasaktivitet respektive icke-specifik protein-protein-interaktioner. Förbehandlingen bestod av Dako High ph Target Retrival (ph 9). Immunfargning utfördes med användning av ett pepparrotsperoxidas-märkt polymersystem. Vävnadssektioner inkuberades med TTF-1 (Dako, Carpinteria, CA, USA: 1: 200) och PAX8 (Proteintech Group, Chicago, IL, USA; 1: 100) antikroppar under 65 respektive 45 minuter vid rumstemperatur. Diaminobenzidin användes som kromogen för antigenlokalisering. Tillräckliga positiva och negativa kontroller genomfördes. Kärnfärgning i tumörcellerna fick en glidande skala från 0 till 4+ enligt procentandelen reaktiva celler (0, negativ; 1+, 1–25%; 2+, 26–50%; 3+, 51– 75%; 4+, 76–100%). Färgningsintensiteten klassificerades som svag, mellanliggande eller stark. Cytoplasmatisk färgning enbart bedömdes som negativ. Klinisk information och uppföljningsinformation erhölls från patientens diagram eller från de hänvisande läkarna.

Resultat

Kliniska egenskaper

Bland patienterna med lungneuroendokrina karcinom var 17 kvinnor och 8 män med ett åldersintervall från 31 till 75 år (medelvärde 54 år) (tabell 1). Patienter har främst symtom på bröstsmärta, hosta och andnöd. Tjugotre patienter behandlades endast med kirurgisk resektion och klinisk uppföljning, medan 2 patienter med tumörer i medelhög kvalitet fick operation följt av adjuvant kemoterapi.

Full storlek bord

Patienterna med tymiska neuroendokrina karcinom var 19 män och 6 kvinnor i åldrarna 20 till 87 år (medelvärde 50 år) (tabell 1). Bröstsmärtor och andnöd var huvudsakliga symtom, och hos 3 patienter upptäcktes tumörerna förresten. Komplett kirurgisk resektion utfördes i alla fall.

Histologiska funktioner

Lungetumörerna kategoriserade som lågkvalitativa neuroendokrina karcinom (karcinoida tumörer) var tumörer med en mitotisk hastighet av <3 mitos per 10 högkraftsfält (HPF). Om den var närvarande identifierades nekros endast fokalt och utgjorde inte mer än punktering av nekros. Tumörer i medelhög kvalitet (atypisk karcinoid) skilde sig från tumörer av lägre kvalitet genom närvaro av 4–10 mitoser per 10 HPF och / eller mer omfattande områden med nekros, ofta av comedo-typen. Arkitektoniskt visade båda tumörtyperna det typiska neuroendokrina tillväxtmönstret kännetecknat av en kapslad, organoid, trabekulär eller rosettliknande arkitektur (figur la); emellertid visade tumörerna i medelkvalitet fokusområden med mer diffus tillväxt och ofta högre grad av cytologisk atypi.

Image

( a ) Lungegrad neuroendokrin karcinom i lungan med framträdande rosettliknande tillväxtmönster. ( b ) neuroendokrin karcinom i mellanhög kvalitet i tymus som visar en mindre välutvecklad arkitektur och nekros av comedo-typ.

Bild i full storlek

På liknande sätt som pulmonala neuroendokrina karcinom klassificerades de tymiska tumörerna enligt deras mitotiska aktivitet och närvaron eller frånvaron av nekros. Tymiska neuroendokrina karcinom av låg kvalitet, förutom neuroendokrin morfologi, hade en mitotisk aktivitet på upp till 3 mitoser per 10 HPF och tilläts fokal punktpunkt nekros. Tumörer som visade 4–10 mitoser per 10 HPF och / eller närvaron av mer omfattande nekrosområden, mer diffus tillväxt och ökad cytologisk atypi kategoriserades som tumörer i medelklass (figur 1b).

Immunohistokemiska funktioner

Resultaten från den immunohistokemiska studien sammanfattas i tabellerna 1, 2, 3, 4, 5. I lungnervoendokrina karcinom uttrycktes TTF-1 totalt 19 av 25 fall (76%) (figur 2a). Det måste emellertid noteras att även om diffus färgning (≥3 +) sågs i alla positiva fall, var färgningsintensiteten alltid svag (poäng 1). I motsats till det stora antalet positiva TTF-1-fall sågs PAX8-positiva tumörceller endast i två av lungtumörerna (8%), vilka båda också visade diffus men ändå svag nukleär färgning (figur 2b). Både TTF-1 och PAX8-reaktivitet sågs i lung- och medelkvalitativ neuroendokrin karcinom.

Full storlek bord

Full storlek bord

Full storlek bord

Full storlek bord

Image

( a ) TTF-1-positivitet noteras i fall av neuroendokrin karcinom med låg kvalitet med spindelcellsmorfologi. ( b ) Svag PAX8-reaktivitet sågs i två fall av pulmonalt neuroendokrin karcinom. ( c ) Svag TTF-1-reaktivitet identifierades i fallet av neuroendokrin karcinom i mellanhög kvalitet i tymusen. ( d ) Starkt uttryck av PAX8 i tymiskt neuroendokrin karcinom i medelklass.

Bild i full storlek

Uttrycket av dessa markörer i de tymiska tumörerna visade det omvända färgningsmönstret. I dessa skador noterades TTF-1-positivitet i endast två av fallen (8%), en låg tumör och en mellanliggande tumör (figur 2c). Återigen var färgningen diffus i båda fallen, men färgningsintensiteten var svag. PAX8, å andra sidan, befanns vara positiv i ungefär en tredjedel av fallen (8/25; 32%) (figur 2d). I dessa fall varierade färgningsintensiteten från svag till stark bland ett allmänt diffust färgningsmönster. Återigen var både tymiska neuroendokrina karcinom av låg kvalitet och medelhög kvalitet bland de positiva fallen.

Klinisk uppföljning

Klinisk uppföljning bland patienterna med lungneuroendokrina karcinom visade att 22 patienter levde med en uppföljning från 32 till 105 månader (medelvärde 68 månader) och 2 patienter hade dött 26 och 41 månader efter deras diagnos, båda av orelaterade orsaker .

Av patienterna med tymiska neuroendokrina karcinom var bara 6 levande (uppföljningsintervallet 24–204 månader; medelvärde 116 månader) medan 11 patienter hade dött från sina mediastinumtumörer 12–228 månader efter deras initiala diagnos (medelvärde 79 månader). Åtta patienter förlorades efter uppföljning.

Diskussion

Neuroendokrina karcinom är en unik grupp tumörer som kännetecknas av ett specifikt morfologiskt utseende, ultrastrukturella bevis på neuroendokrina granuler och immunhistokemiskt uttryck av neuroendokrina markörer, såsom synaptophysin eller kromogranin A. Neuroendokrina karcinom kan förekomma i hela kroppen och har ofta sitt ursprung i lung- och mag-tarmkanalen. system. 1, 6, 7 Alla neuroendokrina karcinom har potential att metastasera, inklusive de tumörer som tillhör spektrumet med låg eller medelkvalitet (karcinoida och atypiska karcinoida tumörer) trots deras relativt blöda morfologiska utseende. Detta kan orsaka diagnostiska svårigheter när den differentiella diagnosen inkluderar möjligheten till metastaserad sjukdom, eftersom de morfologiska och immunohistokemiska egenskaperna hos dessa tumörer ofta överlappar oberoende av deras ursprung. Detta är särskilt sant för neuroendokrina karcinom som förekommer i lungan eller timmen, eftersom båda dessa platser inte bara kan innehålla antingen primära neuroendokrina karcinom utan också ofta är platsen för metastatiska avlagringar. Viktigt att notera i detta sammanhang är det faktum att låga och mellanliggande neuroendokrina karcinom i lungan och tymusen visar mycket olika biologiska beteenden, vilket gör en noggrann bedömning av deras ursprungsplats av största vikt.

Lunga och medelhöga neuroendokrina karcinom i lungan tenderar att inträffa vid en yngre ålder än andra lungkarcinom, med en genomsnittlig ålder vid presentationen under det sjätte decenniet. 8, 9, 10 Kvinnor drabbas oftare. För lågkvalitativa neuroendokrina karcinom varierar överlevnadsnivån från 87–100% vid 5 år och 87–93% vid 10 år medan medelhögklassiga neuroendokrina karcinom visar 40–66% 5-årigt och 31–59% 10-års överlevnad. 9, 10, 11, 12, 13 Å andra sidan har lågo- och medelkvalitativa neuroendokrina karcinom som härrör från thymikörteln en stark manlig övervägande med en medelålder vid diagnos 58 år. I motsats till lungneuroendokrina karcinom är dessa tumörer ofta förknippade med endokrina störningar. 3 Det viktigaste är att överlevnadshastigheten för patienter med tymiska neuroendokrina karcinom är betydligt sämre än för patienter med lungprimär. I den största serien om detta ämne beräknades överlevnaden för karcinoida tumörer i tymus till endast 50% efter 5 år medan denna hastighet minskade till 25% för patienter med atypiska karcinoida tumörer. Detta understryker vikten av korrekt klassificering av neuroendokrina karcinom baserat på deras ursprungsställe.

Tidigare har många studier fokuserat på hur man kan separera lungan från icke-pulmonala neuroendokrina karcinom, speciellt sådana med gastrointestinal eller pankreatisk ursprung med hjälp av immunhistokemiska markörer. 7, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 I detta scenario har användningen av TTF-1 väckt mycket uppmärksamhet. TTF-1 är en transkriptionsfaktor som har kopplats till uttryck i lung- och sköldkörteln neoplasmer. 7, 24, 25, 26 Det dokumenterade uttrycket av TTF-1 i typiska och atypiska karcinoider av lunguppkomst har varit mycket varierande från 0 till 94% respektive 0 till 100%. 7, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 27, 28, 29, 30, 31 Detta motsvarar en genomsnittlig expressionshastighet på 34, 3% för karcinoida tumörer och 37, 3% för atypisk karcinoid tumörer. Detta står i kontrast till neuroendokrina karcinom av icke-pulmonärt ursprung, majoriteten som enligt uppgift är negativa för denna markör, 15, 16, 18, 19, 23 även om isolerade fall av gastrointestinal neuroendokrin karcinom av låg kvalitet kan visa viss reaktivitet med TTF-1. 14, 16 Vid tillämpning på tymiska neuroendokrina karcinom har TTF-1 visat mer konsekventa resultat: alla rapporterade fall, även om de är låga i antal, kunde inte visa uttryck för denna antikropp. 7, 14, 18

PAX8 är en ny markör som nyligen väckt mycket uppmärksamhet inom kirurgisk patologi. PAX8 är en transkriptionsfaktor som vanligtvis uttrycks i epitel tumörer i sköldkörteln, parathyreoidum, njurar och Müllerian tract. 24, 32, 33, 34 Dessutom har PAX8 nyligen också beskrivits för att märka neoplastiska epitelceller av tymiska epitelnoplasmer. 35 Intressant nog har PAX8-uttryck också beskrivits i en undergrupp av neuroendokrina neoplasmer, såsom pankreatiska neuroendokrina tumörer såväl som duodenala och rektala karcinoida tumörer. 21, 22 I samma studier misslyckades primära pulmonala neuroendokrina karcinom inte med denna markör. 21, 22

Det faktum att det immunohistokemiska färgningsmönstret för TTF-1 och PAX8 inte har undersökts för neuroendokrina karcinom av tymiskt ursprung har lett till att vi studerar uttrycksmönstret för dessa markörer i 25 neuroendokrina karcinom med låg kvalitet och mellanliggande tymus och jämför det med det av pulmonala neuroendokrina karcinom för att utvärdera om dessa markörer kan hjälpa till att identifiera det primära stället i samband med torakala neuroendokrina tumörer.

Ur klinisk synvinkel bekräftar resultaten av vår studie till stor del tidigare observationer. Ålder vid presentation, övervägande av kön och överlevnad speglade data från tidigare studier. 3, 8, 9, 10, 11, 12, 13 På en immunohistokemisk nivå noterades uttryck av TTF-1 i 76% av våra lungneuroendokrina karcinomfall, även om färgningen ofta var svag vilket krävde noggrann utvärdering av materialet. Intressant nog visade två av de lungneuroendokrina karcinomen också svag färgning med PAX8, ett fynd som inte har noterats tidigare. Ett omvänd färgningsmönster noterades i de primära tymiska tumörerna. Vi kunde visa PAX8-reaktivitet i upp till 1/3 av fallen som bekräftar att PAX8-uttryck inte bara är begränsat till tymiska epitelceller utan kan också identifieras i neoplastiska neuroendokrina celler i tymusen. Noggrann utvärdering krävs också när TTF-1-positivitet påträffas i tumörer i timmen. Detta utesluter inte automatiskt en primär tymisk process som visas av två av våra tymiska neuroendokrina karcinom som var positiva för denna markör. Detta resultat stöder tidigare observationer som visade TTF-1-uttryck i sällsynta fall av tymom 36, 37 och betonar än en gång vikten av nära klinisk korrelation utöver användningen av immunohistokemiska studier.

Sammanfattningsvis har vi beskrivit det differentiella immunohistokemiska uttrycksmönstret för TTF-1 och PAX8 i 25 fall av neuroendokrina karcinom i lungan respektive timymkörteln. Våra resultat indikerar att dessa markörer kan hjälpa till vid differentiell diagnos av thorax neuroendokrina karcinom. En nära utvärdering av det inlämnade materialet kan emellertid krävas på grund av ofta svagt uttryck av dessa markörer. Dessutom kan både TTF-1- och PAX8-färgning ses i en liten undergrupp av tymiska och pulmonala neuroendokrina karcinom, vilket gör en nära klinisk korrelation ovärderlig i samband med torakala neuroendokrina neoplasmer.