2024年05月14日发布 | 164阅读

【综述】分泌生长激素的垂体肿瘤的组织病理学:最新进展和新观点。

张南

复旦大学附属华山医院

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《Best Practice & Research Clinical Endocrinology & Metabolism》. 2024年4月2日在线发表意大利 IRCCS Istituto delle Scienze Neurologiche di Bologna的Federica Guaraldi , Francesca Ambrosi  , Costantino Ricci 等撰写的《分泌生长激素的垂体肿瘤的组织病理学:最新进展和新观点。Histopathology of growth hormone-secreting pituitary tumors: State of the art and new perspectives》(doi: 10.1016/j.beem.2024.101894.)。


生长激素(GH)腺瘤/PitNETs通常由腺垂体引起,具有生物化学活性,可导致肢端肥大症和巨人症。更罕见的是,它们表现为异位起源,没有明显的生化或临床特征(静默性变异)。组织病理学检查应考虑临床和放射影像学背景,包括多个步骤评估肿瘤形态、垂体转录因子(PTFs)、激素分泌、增殖性标志物、颗粒性和生长抑素受体(STRs),旨在尽可能更好地描述肿瘤起源(在无功能和/或转移性肿瘤的情况下)和临床行为,包括对治疗的反应。


分泌GH的肿瘤是Pit-1家族肿瘤的一部分,可以仅分泌GH(纯生长激素)或共分泌泌乳素(混合性肿瘤;在这种情况下,已经确定了各种组织学亚型)。每个亚型都表现出独特的放射影像学、生化和临床特征。因此,综合生化、临床、放射影像学和组织病理学因素是在转诊中心正确诊断和处理垂体腺瘤/PitNETs的基础。


近年来,一些大型研究概述了遗传和表观遗传评估在垂体肿瘤特征(即早期识别进袭性变异)中的重要性,旨在改进靶向治疗。


引言

垂体腺瘤(PAs)/垂体神经内分泌肿瘤(PitNETs)在临床行为、激素分泌和组织形态学特征方面是一组非常异质性的肿瘤。PitNETs可以由六种分泌激素细胞和支撑滤泡星状细胞中的任何一种产生,并且可以生长在蝶鞍的上方、外侧或下方。很少,它们起源于鞍外部位(异位病变)。


这些肿瘤的治疗具有挑战性,因为尽管组织学上是良性的,但它们经常侵袭邻近结构,由于肿块占位效应增加了临床和手术并发症的风险,并且更罕见的是转移。此外,即使在手术后,它们也可能复发或持续存在,因此需要多模式的方法,包括药物(有不同的反应)和放射治疗。


大多数生长激素细胞瘤或分泌GH的PAs/PitNETs具有生物化学活性,可导致巨人症和/或肢端肥大症;混合分泌GH-泌乳素形式的患者通常以高泌乳素血症的体征和症状为独特表现或与肢端肥大症/巨人症相关;静默性形式也有报道。由于非特异性和缓慢进展的症状,以及医生和患者相对缺乏疾病意识,诊断通常会延迟数年。大的侵袭性肿瘤患者可出现“肿块占位效应”表现(即头痛、视野异常、垂体功能低下、垂体柄偏离/压迫导致的高泌乳素血症和垂体卒中)。


PitNETs在组织学亚型、临床行为(如诊断时的年龄、表型、对治疗的反应)、放射影像学特征(如肿瘤大小和侵袭性)和分泌能力(如无功能与功能过度)方面变化很大。分泌GH的肿瘤约占所有PitNETs的20%。不到5%的肢端肥大症患者是由异位GHRH引起的,在较小程度上是由神经内分泌肿瘤分泌的GH引起的,通常位于支气管、胸腺或内分泌胰腺。肢端肥大症和巨人症是由于生长激素和胰岛素样生长因子1 (IGF-1)的慢性高分泌所致,30-50%的患者与泌乳素(PRL)共分泌有关,典型的体征和症状为高泌乳素血症。平均诊断年龄为45.2岁,女性患病率略高(54.5%)。男性在诊断时往往比女性年轻。分泌GH的肿瘤发生在婴儿期,在骨骺闭合之前,发生巨人症。


垂体肿瘤命名与分类的最新进展

2016年,国际垂体病理俱乐部(International Pituitary Pathology Club, IPPC)建议将“腺瘤”一词替换为“垂体神经内分泌肿瘤”(Pituitary Neuroendocrine Tumor, PitNET),这是基于其不可忽视的局部侵袭性和复发性,以及更罕见的转移率。WHO和国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer, IARC)提出“神经内分泌肿瘤”(neuroendocrine neoplasm)一词来描述全身的神经内分泌增生,分为高分化、低级别的“神经内分泌肿瘤”(NETs)和进袭性、未分化的“神经内分泌癌”(NEC)。


2022年第5版《WHO内分泌与神经内分泌肿瘤分类》和2021年第5版《WHO中枢神经系统肿瘤分类》[19]均提出了“垂体腺瘤/垂体神经内分泌肿瘤(PitNET)”双术语,首选PitNET。世卫组织上次分类所引入的其他创新可总结如下:

1)用“转移性PitNET”代替“癌”一词;2)腺垂体肿瘤被纳入神经内分泌肿瘤的框架,并根据第11版国际疾病分类(ICD)将其从良性重新编码为恶性;3)组织病理学分类的多层次方法,必须考虑临床、放射影像学和生化因素,从细胞形态学的评估,到免疫组织化学鉴定垂体激素和细胞角蛋白,以及谱系特异性垂体转录因子(PTFs)]。

2)尽管针对PTFs的抗体比针对垂体激素的抗体更具特异性和可重复性,但它们仍然被认为是临床静默性肿瘤的第二诊断步骤,以确定转移性病变的起源,并最终在无功能肿瘤中建立分化;4)“零细胞肿瘤”一词仅适用于垂体激素和PTF免疫染色均为阴性的情况。这些肿瘤应被标记为“PitNET NOS”,并送到转诊中心,在那里病理学家可以应用针对肿瘤特征的辅助技术;最后,5)“多激素(plurihormone) NETs”对于肿瘤的适应症,该肿瘤的单组细胞表达来自不同细胞系的转录因子和/或腺垂体激素。根据PTF, PitNETs可分为三种细胞系:1)SF-1细胞系,用于促性腺功能肿瘤;2) TPIT谱系,用于促肾上腺皮质激素细胞瘤;3) PIT1谱系,包括GH细胞、、泌乳素细胞、、泌乳素生长激素细胞、促甲状腺素细胞、成熟多激素PIT1谱系、未成熟PIT1谱系、嗜酸干细胞、生长激素细胞和泌乳素细胞混合肿瘤。对于其他器官的神经内分泌肿瘤,建议通过Ki67的评估来确定其增殖性指数,可通过人工或使用核算法通过自动图像分析(软件或人工智能)进行评估。增殖性指数应以阳性核数/mm2报告,而不是以高倍视场报告,因为它的再现性更好。另一方面,用于定义进袭性肿瘤的ki67切断(3%相比10%)仍存在争议。


生长激素(GH)腺瘤/PitNETs

单纯分泌GH或生长激素细胞瘤的免疫组化特征为GH阳性和弥漫性PIT1阳性,而其他细胞系或PIT1表达的垂体激素(即β- TSH、ACTH、β-FSH、β-LH和PRL)的免疫组化特征为阴性。这些肿瘤很少与垂体增生、神经节细胞瘤和同步垂体神经内分泌肿瘤共存。根据细胞质分泌颗粒的密度,这些肿瘤可细分为:


-致密颗粒状生长激素细胞肿瘤(DGGH),特征为较大的嗜酸性细胞和颗粒状细胞质-表明在超微结构水平上观察到大量分泌颗粒-中央卵圆形核,核仁大而突出。免疫组织化学上GH(弥漫性强胞浆染色,由于分泌颗粒较多)、PIT1(弥漫性核染色)和糖蛋白激素α-亚基(常为弥漫性强)阳性。CAM5.2或细胞角蛋白18常表现出明显的细胞质反应性。总体而言,肿瘤细胞与正常的生长激素细胞非常相似。


厚颗粒状生长激素细胞肿瘤(thickly granulated somatotroph tumors)的一个亚类,表现为散发性(< 70%的肿瘤细胞,通常只是分散)纤维体-球形核旁角蛋白聚集体-已被归类为“中间型生长激素细胞瘤(intermediate type somatotroph tumors)”。与SGGH(稀疏颗粒生长激素细胞瘤)不同的是,这些纤维结构与许多细胞质角蛋白丝相连。根据大多数神经和内分泌病理学专家的说法,中间型GH肿瘤是DGGH肿瘤形态谱的一部分,因为它们具有所有其他典型特征。


-稀疏颗粒生长激素细胞肿瘤(SGGH),由黏结松散的细胞组成,细胞浆嫌色至淡色,细胞核不规则(“核多形性”,包括多核细胞)。核旁嗜酸性细胞结构,称为“纤维体”,由含有内质网的中间细丝和被困的分泌颗粒组成,是这些腺瘤的特有特征。在超微结构水平上,细胞显示少量分泌颗粒,直径在100- 250 nm之间。SGGH细胞肿瘤表现为很少或没有GH免疫组织化学表达,弥漫性纤维体,缺乏β - TSh, PRL和α-亚单位免疫染色有助于将这些肿瘤与PIT1谱系的未成熟垂体肿瘤区分开来。低分子量细胞角蛋白表达(LMWCK)染色显示,大多数SGGH细胞肿瘤具有独特的纤维体模式,在这些结构之外几乎没有细胞质阳性。与CAM5.2相比,细胞角蛋白18免疫反应修饰了精细染色的纤维结构。这些肿瘤与所有其他PIT1谱系的肿瘤一样,细胞角蛋白19和20呈阴性。相反,对于DGGH细胞肿瘤,SGGH细胞肿瘤表现出E-cadherin的表观遗传下调。在超微结构水平上,细胞呈现稀疏的神经分泌颗粒和特征性的纤维结构,包括管状、光滑表面的内质网和中间丝的聚集。Ki67标记指数在SGGH细胞肿瘤中一般> 3%,在DGGH中其一般< 3%。


琥珀酸脱氢酶B (SDHB)的免疫组化检查应包括存在细胞质空泡的生长激素肿瘤。对于SGGH肿瘤的年轻患者,推荐对AIP相关的FIPA(家族性孤立性垂体腺瘤)进行基因检测,而AIP免疫组化不建议使用,因为检测AIP突变的敏感性较低,并且该蛋白在散发性肿瘤中表现为表观遗传下调。生长抑素受体2和5 (SSTR2、SSTR5)染色阳性可以预测对生长抑素类似物的反应;然而,不建议常规评估SSTR免疫组织化学。


生长激素细胞肿瘤的鉴别诊断应包括生长激素细胞增生。在真实的肿瘤中,网状蛋白框架的免疫组织化学评价似乎被破坏,而在增生中,网状蛋白框架扩张但保留,并且通常包括所有类型的被困的非肿瘤腺垂体细胞。在多发性内分泌肿瘤1型(MEN1)中,生长激素细胞增生通常与产生GHRH的胰腺神经内分泌肿瘤相关。分泌GH的垂体肿瘤与种系致病性MAX变异患者中产生GHRH的嗜铬细胞瘤或副神经节瘤一起被描述。最后,肺神经内分泌肿瘤也可以合成和释放GHRH。


混合性、嗜乳性和嗜酸性干细胞腺瘤/PitNETs

混合腺瘤/PitNETs是一种分化良好的垂体神经内分泌肿瘤,由PIT1谱系的腺垂体细胞组成,含有多群( various populations)泌乳素细胞和生长激素细胞。GH -PRL混合型肿瘤患者多表现为肢端肥大症和高泌乳素血症。从形态学和免疫组织化学的角度来看,可以识别出两种不同的细胞群,有不同组合的稀疏颗粒性和致密颗粒性生长激素细胞和泌乳素细胞。最常见的变种是由大的嗜酸性、致密颗粒的生长激素细胞与嫌色、稀疏颗粒的泌乳素细胞混合而成。SGGH细胞的报道较少。生长激素细胞表达GH和PIT1,而泌乳素细胞表达PRL和雌激素受体。致密颗粒性生长激素细胞在核周表达LMWCK、CAM5.2和细胞角蛋白,以及核旁纤维结构。


混合GH/PRL细胞腺瘤/PitNETs可呈现不同的GH和PRL染色模式和强度。这两种细胞类型可以分散出现,也可以形成小细胞群。在超微结构水平上,这些肿瘤是双形态的,由两种不同的细胞群组成:DGGH或SGGH细胞和PRL细胞。


泌乳素生长激素细胞腺瘤/PitNETs是一种罕见的产生GH和PRL的肿瘤类型,占垂体肿瘤的< 2%,约占与肢端肥大症相关肿瘤的8%。通过免疫组织化学,GH和PRL都存在于同一肿瘤细胞的细胞质中,除了大小不同的不规则分泌颗粒外,它们表现为嗜酸性,类似于DGGH细胞。PRL细胞分化的特点是存在细胞外分泌物质沉积和颗粒状挤压物。因此,在没有超微结构检查的情况下区分泌乳素生激素细胞瘤和混合生长激素-泌乳素细胞瘤可能具有挑战性。


最后,嗜酸干细胞腺瘤/PitNET是一种极为罕见的混合产生GH/PRL的肿瘤亚型。大多数肿瘤为生长迅速并侵袭周围结构的大腺瘤;患者典型表现为高泌乳素血症。细胞表现出局灶性嗜瘤细胞质改变、嫌色性细胞质和伴随的PRL和GH的免疫反应性。


综上所述,泌乳素生长激素细胞瘤由单一类型的细胞组成,具有较大的多形性分泌颗粒和颗粒状挤出物[pleomorphic secretory granules and granular extrusions],而混合型肿瘤由泌乳素细胞和生长激素细胞两种类型的细胞组成。此外,ER在混合肿瘤的泌乳素细胞中表达,而在生长激素细胞中不表达。此外,从临床角度来看,嗜酸性干细胞肿瘤患者通常表现为高泌乳素血症,很少出现肢端肥大症,而GH细胞/PRL细胞和泌乳素生长激素细胞腺瘤/PitNETs混合患者通常表现为肢端肥大症,很少出现高泌乳素血症的典型体征和症状。根据文献报道,这些杂交肿瘤表现出比纯分泌GH肿瘤更具进袭性的行为和更低的手术治愈率。

零细胞腺瘤/PitNETs

零细胞腺瘤(PitNET)是指垂体激素和转录因子免疫染色阴性的垂体神经内分泌肿瘤。它们通常表现为鞍区肿瘤,伴鞍上和鞍旁生长。缺乏激素分泌亢进的临床表现导致显著的诊断延误。由于肿瘤压迫垂体柄,阻止下丘脑释放激素传递到不同的腺垂体细胞,导致激素缺乏(GH,其次是ACTH和TSH)是常见的。


形态学表现像静默性的促性腺激素细胞留或静默性促肾上腺皮质激素细胞瘤。偶见嗜瘤细胞(Oncocytic cell alteration)改变。细胞突触素和嗜铬粒蛋白A可呈阳性,而PTF和腺垂体激素的免疫染色为阴性。在这些病例中建议使用针对垂体细胞分化中涉及的转录因子,如GATA2, GATA3,雌激素受体和ISL1。然而,GATA3阳性增加鞍区副神经节瘤的风险。在这些情况下,需要进行额外的免疫染色。TTF1、CDX2或5 -羟色胺染色阳性排除PitNET的诊断,因此提示转移。


生长激素促性腺激素细胞(Somatogonadotroph)腺瘤/ PitNETs

最近,Dottermusch等发表了100例肿瘤的内部病例系列,这些肿瘤先前被诊断为生长激素细胞PitNETs。根据WHO的分类,共同表达PIT1/SF1的肿瘤被归类为PIT1谱系的“多激素”。该原始研究和荟萃分析的数据表明,伴有PIT1/SF1共表达的垂体神经内分泌肿瘤具有不同的临床病理和分子特征。大多数肿瘤(74%)是DGGH细胞PitNETs共表达PTFs:PIT1和SF1,而SGGH细胞PitNETs无共表达SF1。特别是,DGGH细胞PitNETs对FSH/LH表现出微弱的免疫反应性,其纤维体也明显少于仅表达PIT1的DGGH PitNETs。分子研究证实了共表达PIT1/SF1的DGGH细胞PitNETs、仅表达SF1的DGGH细胞PitNETs和表达SF1的SGGH细胞PitNET之间的差异。与垂体前叶控制组织相比,DGST-PIT1/SF1表现出整体DNA低甲基化,并且它经常包含复发性染色体改变,包括染色体1、6、15和16的丢失。此外,荟萃分析表明,DGGH PitNETs PIT1/SF1对生长抑素类似物治疗有反应;同时表达PTF和PIT1的DGGH PitNETs仅比SF1阳性的SGGH细胞PitNETs表现出更惰性的行为。这些初步数据支持将PIT1/SF1阳性的DGGH细胞PitNETs分类为生长激素促性腺激素细胞PitNETs的可能性。


转移性PitNET:分泌GH的垂体转移性疾病

垂体转移性PitNET/垂体转移性疾病是一种由腺垂体分泌GH的神经内分泌细胞组成的肿瘤,通过蛛网膜下腔播散、沿颅脑脊髓轴扩散,或通过血行扩散到淋巴结和其他器。转移性PitNET极为罕见;大多数已发表的数据由个案报告组成,最大的系列包括40例病例。


根据垂体病理转诊中心发表的两篇主要系列文章,转移性PitNETs占所有垂体肿瘤的0.4-0.56%。转移性PitNETs的组织学特征在很大程度上是多变的。高细胞性、核多形性、有丝分裂、坏死、出血和侵袭性,不仅见于转移性病变,也见于原发性侵袭性PitNETs。未发现Ki67指数与转移风险的相关性。高微血管密度、p53表达、p27免疫反应性丧失均在转移性肿瘤中有报道;然而,这些因素都不能预测转移行为。大多数垂体转移性PitNET是激素活跃、分泌ACTH或PRL的肿瘤,其临床表现与非转移性病变相同。有记录的垂体转移性PitNET中有6%为进袭性分泌GH肿瘤,表现为巨人症或肢端肥大症。证实转移是强制性的,因为没有形态学标记可以区分转移性肿瘤和局部进袭性肿瘤,而分子检测则不需要。


根据临床病理结果,应考虑筛查种系AIP突变(遗传性生长激素细胞瘤)。目前尚不清楚转移倾向是由遗传因素还是非遗传因素引起的。p53阳性免疫反应已在转移性肿瘤中得到证实;不同部位的几个肿瘤表现出TP53、ATRX和PTEN突变。有报道称,在分泌ACTH的转移性垂体肿瘤中存在RB1功能缺失突变。此外,在与家族性癌症综合征(如Lynch综合征和SDHB突变)相关的种系突变患者中也发现了转移性PitNETs。国际病理组织尚未批准任何病理标准化报告格式,而欧洲垂体病理组于2019年根据2011年创建的原始模板提出了建议。EPPG提案最近在EndoWHO和CNS WHO分类的第五版中获得批准。


垂体肿瘤标准化概述报告的理论依据与实施

病理报告是诊断过程的重要组成部分。理想情况下,它应该包括多学科团队在短期和长期随访中确定最佳临床管理所需的所有信息,并在需要时将患者和样本数据输入临床和研究目的的登记处和生物库。因此,它应该是彻底的,并且应该明确各种组织学、免疫组织化学和分子发现的程度。Ellis和Srigley指出,概要性报告是6层系统中的第3级,第1级是叙述性报告,第6级是标准化结构化报告,具有绑定术语以促进数据交换。这种多步骤的方法整合了最相关的临床、放射影像学、外科、组织学和免疫组织化学信息。具体来说,病理报告应包括苏木精和伊红特征,以及垂体前后叶、硬脑膜、骨和呼吸粘膜的存在,提示肿瘤在不同器官浸润;免疫组织化学结果;最后,有丝分裂计数、ki67指数和Trouillas分级的形态学分类指示。电子显微镜和分子分析,目前被认为对肿瘤分型和亚型没有必要,可以在冷冻保存的片段上进行。免疫组织化学测试应使用针对垂体激素和转录因子的全组特异性抗体进行。根据激素表达模式、阳性细胞百分比及PTFs表达情况确定分类。对SSTRs 2型和5型在确定对生长抑素类似物(SSA)的反应方面的预测价值存在争议;这些基因的免疫组织化学染色应根据临床要求进行。另外,在两个热点测量ki67标记指数,计数500-1000个肿瘤细胞。尤其当Ki67值大于3%时,表明该病例可能再次发生,应密切关注;当Ki67 > 10%时,排除转移性PitNETs和其他不常见的鞍区肿瘤是很重要的。所有这些特征似乎对于根据肿瘤的组织类型、临床放射影像特征和可能的术后事件来定制患者的术后医疗至关重要,以识别具有多发、永久性垂体前叶和后叶缺损高风险的患者,并计划临床放射影像随访。


结论

肢端肥大症和巨人症,由继发性GH和IGF1的慢性高分泌引起,在95%以上的分泌GH的垂体腺瘤/PitNET患者中,与长期的全身性合并症有关。在转诊垂体中心进行经蝶窦入路手术切除是一线治疗选择。在因侵袭性/复发性病变而无法手术失败的情况下,采用多模式方法,包括内科和放射治疗。预后因素的识别是早期识别进袭性病变的基础,从而根据患者和肿瘤特征定制治疗,以此提高成功率并最大化成本-效果比。


根据WHO最后的2021年和2022年分类,对垂体肿瘤的组织病理学特征的改进已经付出了巨大的努力,应该包括临床放射影像学因素,并根据细胞形态学的评估和垂体激素、转录因子、细胞角蛋白和其他与细胞发育和增殖性相关的因素的免疫组织化学染色,按照不同的步骤进行。最近在PitNETs诊断过程中引入的分子评估已被证明有助于确定肿瘤的起源和行为,并可能很快成为常规诊断方法的一部分。


研究议程

•拟议的改良腺瘤/PitNETS命名和分类的应用。

•腺瘤/PitNEts标准化症状报告的前瞻性验证。

•分子工具在PitNETs诊断过程中的前瞻性验证,为患者量身定制治疗方案。

•探索早期识别进袭性PitNETs的预后因素的附加价值。

实践要点

•2021年,CNS WHO分类发布,改变了垂体肿瘤的命名法,2022年,EndoWHO包括所有神经内分泌肿瘤,无论其原发部位如何。

•无分级制度:G1、G2、G3。推荐通过Ki67和热点地区有丝分裂计数评估肿瘤增殖指标标志物,但没有建议截断值。Ki-67指数≥10%的高增殖性肿瘤似乎代表有恶性潜能的肿瘤。

•没有提出分期系统。建议通过MRI和/或组织学评估侵袭,并支持“Trouillas分级”(结合组织病理学、增殖性参数、神经影像学是否存在侵袭)。它已经在几个独立的队列中得到了验证,并且可能允许识别具有较高进袭性行为风险的肿瘤,这可以转化为更密切的监测策略。

•稀疏颗粒性生长激素细胞瘤和多激素PIT 1肿瘤被认为是复发的高危腺瘤/PitNETs亚型。某些类型的肿瘤被认为更具进袭性,这一点尚存争议,但很少有人认识到亚型之间的重叠,例如生长激素促性腺激素细胞瘤(somatogonadrotroph tumors)。

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