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【摘要】 目的 通过原子力显微镜(AFM)观察星形细胞瘤(II/WHO) 细胞、间变性星形细胞瘤(III/WHO)细胞的细胞膜表面超微结构的变化和差异,为临床的星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤鉴别诊断提供帮助和向导。方法 选取星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤各30例,每例随机选取10个细胞作为研究对象,应用AFM并对每例的10个细胞进行扫描,对每个细胞膜表面1 μm区域的平均粗糙度、峰值、表面积差值进行测量,对比观察两组细胞膜表面的纳米结构变化、找出肿瘤细胞特异性的形态学特征。结果 通过观察发现星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤的细胞膜表面存在着显著的差异,星形细胞瘤细胞膜表面的平均粗糙度、峰值、表面积差值均明显低于间变性星形细胞瘤(P
【关键词】 原子力显微镜 星形细胞瘤 间变性星形细胞瘤 膜蛋白
原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)[1]是具有原子级分辨率的新一代显微镜,可以在常规生理环境中清晰呈现出细胞膜表面的超微结构并进行数据分析。AFM的出现对膜蛋白结构的认识提供了更广的空间,蛋白质分子在脂质上有规律地排列或者能在膜上形成二维晶体,均适合于应用AFM研究[2,3],使人们对生命的认识开始深入到了纳米级水平上的超微观领域。
现代医学研究表明[4-6]:肿瘤细胞膜表面受体蛋白与细胞外部生长因子(或其它刺激因素)结合后的跨膜信号转导在肿瘤的发生中起着重要作用。细胞外部信号无论是作用于细胞核内还是核外,它们的传递都必须经由细胞膜,并与细胞膜表面的特异性受体(蛋白)结合,然后传递至细胞内而发挥作用。一旦细胞表面受体蛋白的结构与功能出现异常,则其持续的激活状态将导致细胞增殖失控,从而促进肿瘤的发生。肿瘤细胞的生长过程必然伴有细胞膜表面蛋白(数量和形态)的改变。采用AFM对星形细胞瘤细胞和间变性星形细胞瘤细胞进行观察,研究二者细胞膜表面超微结构的差异,为其临床的鉴别诊断提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料和设备
标本全部经HE染色确定为星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤的新鲜组织细胞,来源于武警总医院。各30例;2%甲醛溶液、苏木素—伊红染液、巴氏染液、酒精、二甲苯。主要设备:原子力显微镜 (型号为Nanoscope Ⅲa(Digital Instruments Inc.,Santa Barbara,CA),采用NSC—11型针尖;Olympus BX50光学显微镜;显微图像分析系统;超净工作台;离心机、漩涡混合器。
1.2 方法
1.2.1 分别用刮板在收集到的星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤组织上进行取样,并将采集了瘤细胞的刮板放入装有2%甲醛溶液的试管中,在试管上做好标记,摇荡刮板使细胞标本洗脱在溶液中,去除刮板后固定20 min,用200目钢网过滤,去除组织残块和细胞团,放入离心机,1 500 r/min离心15 min,缓缓倾去上清液,再用2%甲醛溶液洗涤、离心、弃上清液反复3次,加少许2%甲醛溶液将沉淀的细胞用漩涡混匀器混匀,将细胞悬液涂于洁净的载玻片上,置于洁净空间晾干备用。
1.2.2 AFM观测 将样本晾干后置于AFM载物台上,利用Nikon倒置显微镜观察细胞的分散情况,选择细胞分散较好的区域进行扫描。最大扫描范围100 μm,用200 μm长的Si3N4微悬臂,采用轻敲模式(Tapping mode),图像采集为恒力模式(Height mode)。调整激光与针尖重合,并将探测器的激光光斑置于中心圆点。在操作软件下进行自动调频,然后下降探针,直至针尖接触到样本,开始扫描。此时计算机显示该细胞相应的图像,此图像可以进行测量和保存。每例样本扫描10个细胞,扫描范围为500 nm~100 μm,扫描频率为0.5~2 Hz。选细胞膜表面颜色最亮、突起最大最密集的区域测量,所选细胞测量范围均为1 μm,每一组各测量300个区域。并利用AFM图象分析软件对每个1 μm区域的平均粗糙度、峰值、表面积差值进行分析。并获取3种参数的具体测量值,采用SPSS13.0软件对这而种细胞的3种参数值进行方差分析,比较细胞间是否有差别。
2 结
果
2.1 细胞形态观察结果
星形细胞瘤细胞表面呈现层状排列的皱褶结构,胞体间见大量粗细不一的胞突,有时难以分辨它们的所属细胞。间变性星形细胞瘤细胞密度大,胞膜表达不光滑皱褶结构更为明显,瘤细胞胞突少,长短不一,但主要为较短小突起。
2.2 细胞膜AFM下纳米水平表现
利用AFM的图像分析软件系统对星形细胞瘤细胞、间变性星形细胞瘤细胞细胞膜表面重要指标即平均粗糙度(mean roughness)、峰值(peak count)和表面积差值(surface area difference)进行测量与分析(如表1)。与星形细胞瘤细胞比较,间变性星形细胞瘤细胞的平均粗糙度升高,峰值增加,表面积差值变大,具有显著性差异(P
表1 细胞膜表面结构变化组别n平均粗糙度峰值表面积差值星形细胞瘤30033.6371030.163间变性星形细胞瘤30039.4391840.362
3 讨
论
目前,国内外文献报道中,对于星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤的鉴别诊断方面的研究,主要集中在影像学和分子生物学技术。如CT和MRI可利用灌注成像来对肿瘤的性质进行估计 [7,8]。再如,应用分子生物学技术检测星形胶质细胞瘤细胞中端粒酶、PCNA、Ki-67、ckit、MGMT等相关分子 [9-13]的表达。但是都无法从细胞的纳米级别的形态学上观察细胞的形貌差异。
原子力显微镜是近十几年来发展起来的超微表面分析成像技术。它可以对经典透射电镜和扫描电镜技术无法观测到的非导电材料表面纳米尺度结构进行原子水平成像和调控[14,15]。其横向分辨率达到0.1~0.2 nm,纵向分辨率达到0.01 nm,近年来逐渐被应用于生物医学领域研究。它可以在接近生理状态下在纳米尺度对组织、细胞、微生物、DNA、蛋白质[16,17]等各种生物样品进行成像和操纵。因此AFM不仅在基础医学研究领域越来越受到人们的关注!并且已逐步向临床应用过渡。利用原子力显微镜通过对细胞进行扫描,从细胞形态学方面进行肿瘤细胞良恶性的鉴别诊断,此方法更加简便快捷,诊断准确率进一步提高,对肿瘤细胞的进一步研究也有着重要意义。
在本实验中应用AFM对星形细胞瘤细胞、间变性星形细胞瘤细胞的细胞形态进行观测,发现无论分化程度如何,瘤细胞表面均有不同程度的皱褶,大小不等、粗细不一的胞突,且分化越好,突起越多,细而长。利用AFM图像分析软件测量细胞膜表面微细结构,星形细胞瘤细胞膜表面的平均粗糙度、峰值、表面积差值3种数据都明显低于间变性星形细胞瘤。3种数据反映了细胞膜表面蛋白的分布情况,数值越大代表膜表面的蛋白越多。这与其功能是相对应的,从星形细胞瘤细胞到间变性星形细胞瘤细胞,细胞的活跃程度是逐渐升高的,因此可以判定细胞的活跃程度的增加即可表现在细胞膜表面蛋白的变化上,蛋白的数量随之增多。该实验可清晰的观察到细胞膜表面蛋白的变化情况,证明了细胞膜表面蛋白的数量又代表着其功能状态的活跃程度。因此,本实验从形态学出发,借助AFM能够清晰呈现细胞膜表面纳米级结构的绝对优势,以星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤的细胞为研究对象,观察并分析细胞膜表面特异性的形态学变化和差异,为临床的星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤的鉴别诊断提供向导。
本研究表明AFM可以在纳米尺度对细胞膜表面蛋白进行直观的三维成像,并通过AFM图像分析软件系统对细胞膜表面重要指标进行测量和分析,近年来随着原子力显微镜新的操作模式的相继出现[18],使得AFM测得的情况更接近真实情况,将会为临床诊断提供更多的帮助。(此文图1-2见第96页)
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文献标识码: A
文章编号: 1672-3783(2008)-4-0147-02
【摘 要】目的 分析不同级别脑星形细胞瘤的MRI特征与病理分级的相关性; 评价MR常规平扫和增强扫描对脑星形细胞瘤的诊断价值。资料与方法 收集经MRI诊断和手术病理证实的脑星形细胞瘤32 例。对其MRI表现的9个特征进行统计分析。结果 星形细胞肿瘤的MRI表现的9个特征与不同病理分级均有相关性,其中MRI诊断误诊3例。MR常规平扫和增强扫描对脑星形细胞瘤诊断的敏感率为100%、诊断准确率为90.6%。结论 MR常规平扫和增强扫描对不同病理分级的脑星形胶质细胞瘤有较高的诊断价值。
【关键词】脑星形细胞瘤 MRI特征 病理分级
星形胶质细胞瘤是颅内最常见的肿瘤,从组织上将其分为I-IV级,其预后与肿瘤发生部位和病理分级密切相关。MRI根据信号特点较CT有优势,最为首选。
1 资料与方法
经MRI诊断和手术病理证实的幕上星形细胞瘤病例。其中男21例,女11 例。按病理诊断标准分为四级,本研究分为三组:低度星形细胞肿瘤(I-II):12例,间变星形细胞肿瘤(III) 12例,多形性胶质母细胞瘤(IV) 8例,其中29例MRI诊断正确,有3例误诊。
全部肿瘤患者获得冠矢状位、横断位及增强扫描图像。分别对32例的9个特征进行评价,包括肿瘤的信号不均匀性;肿瘤的囊变坏死;肿瘤的出血;越过中线;瘤周水肿;占位效应;瘤体边界;强化程度及强化不均匀性。对
每种MRI征象与三组病理分级进行Spearman等级相关分析,P<0.05为存在相关性。
2 结果
星形细胞肿瘤的MRI表现的9个特征与不同病理分级均有相关性。3例误诊的脑星形细胞瘤:为大脑凸面脑膜瘤;脑梗塞:少突细胞胶质瘤。32例全部病灶MRI检查均为阳性发现,敏感率为100%,准确率为90.6%( 29/32) 。
3 讨论
关于脑星形细胞瘤MRI特征与病理结果对照的讨论:本组资料统计结果显示:肿瘤信号不均匀性、出血和强化程度及强化不均匀性与不同病理分级均有相关性。肿瘤信号不均匀性随着恶性程度的增高而增加。病理结果研究发现T1W1较低信号多与肿瘤的囊变、坏死、钙化、含铁血黄素沉积有关;本组I-II级MRI 信号均匀性各占50%;Ill级,Ⅳ级MRI信号均呈现不均匀,与文献报导相符。I级的MRI信号多较均匀,Ill级,Ⅳ级星形细胞瘤MRI信号多呈现不均匀。肿瘤强化程度对判断肿瘤血供和分级价值很大,各级星形细胞瘤强化程度的差异有显著性。低级肿瘤细胞分化较好,血脑屏障破坏相对较轻,故多不强化。高级星形细胞瘤血脑屏障破坏相对较重,利于对比剂进入肿瘤组织,强化程度高。胶质母细胞瘤往往呈不均匀增强,典型者呈环状或花环状增强后有利于区别肿瘤和水肿。活的肿瘤实质部分可以不增强[1],而不增强的等信号或低信号区内可以有肿瘤细胞浸润[2-3]。肿瘤的边界、囊变与不同病理分级均有相关性。病理对照研究发现病变边界不清是肿瘤为进展性或侵袭性的特征,其预后较差。而肿瘤囊变的机理可能是由于肿瘤损害血―脑屏障,产生血管源性水肿,组织间液积聚导致囊变。随着肿瘤恶性度的增高,瘤周水肿征象呈增加的倾向。“瘤周水肿”是脑肿瘤常见的伴发征象,其机理仍未得到准确的阐述,因其在部分恶性肿瘤中并非完全是血管源性水肿,难以与肿瘤浸润的边界确切划分。
关于常规MRI对脑星形细胞瘤的诊断价值的讨论:实验结果显示,常规MR平扫和增强扫描对脑星形细胞瘤的发现敏感度达100%,对于病灶的显示无任何遗漏,对脑星形细胞瘤的诊断准确率达94.6%,并且可根据其影像学表现特点初步判断其病理分级情况。
参考文献
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【关键词】星形细胞瘤;整合素;免疫组化
Expressionpatternsofintegrinα6、β1 subunitinthe humanbrainastrocytoma
FENG Bing,LIN Zhi xiong,CHANG Wen hai,et al.The People’ s Hospital of Jiaozuo,Jiaozuo 454002,P.R.China
【Abstract】 Objective To explore expression patterns of integrin α6、β1 subunit in the human brain astrocytoma.Methods To examine the expression of integrin α6、β1 subunit in 42 cases of human brain astrocytoma specimens by immunohistochemistry.Results In the human brain astrocytoma specimens,integrin subunit positive staining was localized mainly in the glioma cells and some in blood vessel endothelial cells.The expression of integrin α6 subunit with histological grade were significantly decreased.The expression of integrin β1 subunit with histological grade were significantly increased.Low level and high level group showed a significant difference in expression(P
【Key words】 Astrocytoma;Integrin;Immunohistochemistry
整合素由18种α亚基和8种β亚基通过非共价键组成的异构二聚体,α亚基与β亚基组合可形成20多种不同形式的整台素分子。目前国内外多数研究认为整合素在人脑星形细胞瘤中的表达可作为反映人脑星形细胞瘤细胞侵袭能力的指标,但能否作为与人脑星形细胞瘤恶性程度相关联的指标,尚无定论,同时对于整合素的研究中主要是针对α、β亚基的异构二聚体进行,对相应的亚基作为对象研究则较少。笔者采用免疫组化方法分析整合素α6、β1亚基在不同病理级别的脑星形细胞瘤中的表达情况,现报告如下。
1 资料和方法
1.1 临床资料 收集福建医科大学附属第一医院神经外科1999~2001年手术切除并经病理检查证实的人脑星形细胞瘤石蜡组织标本42例,其中男25例、女17例,年龄4~70岁、平均37.45岁。参照1999年WHO神经系统肿瘤分类、分级标准,其中星形细胞瘤Ⅰ级10例,Ⅱ级15例,Ⅲ级11例,Ⅳ级6例。
1.2 方法
1.2.1 检测方法 所有组织标本一经取下立即用10%福尔马林固定,常规石蜡包埋,实验时选取典型蜡块作2~4 μm厚连续切片,1张作HE染色用于重新确认病理结果,其余切片作免疫组化染色。羊抗人整合素α6、β1多克隆抗体为Santa Cruz产品,SP超敏免疫组化试剂盒购自福州迈新公司。整合素α6、β1多克隆抗体工作浓度为1∶100,采用SP法,操作步骤严格按照试剂盒要求进行,以PBS代替一抗作为阴性对照。
1.2.2 结果判定 整合素α6、β1亚基阳性染色定位于星形细胞瘤的胞浆和胞膜,部分血管内皮细胞亦可见染色。随机选择5个高倍视野(400×),阳性肿瘤细胞数≥5个,即为染色阳性。根据肿瘤细胞染色程度及肿瘤细胞染色百分率进行评分:“”示未见阳性着色细胞,“+”示着色淡或着色细胞≤10% ,“++”示着色适中或着色细胞占11%~50%,“+++”示着色深或着色细胞≥51%
1.2.3 统计学方法 根据实验资料要求,应用SPSS11.5统计软件包进行统计学处理,两样本阳性率的比较使用卡方检验,成组设计两个独立样本比较使用秩和检验(Mann Whitney法),以P
2 结果
2.1 整合素α6、β1亚基的表达见表1。由表1可见,整合素α6在不同级别星形细胞瘤中的阳性表达率和表达强度相比较,具有统计学差异(P值分别为0.007和0.030),整合素β1在不同级别星形细胞瘤中的阳性表达率和表达强度相比较,具有统计学差异(P值分别为0.046和0.003)。所有染片背景着色清晰,阴性对照不着色,阳性产物为棕黄色颗粒。整合素α6亚基的染色强度与肿瘤的恶性程度相关,星形细胞瘤恶性级别越低,细胞阳性比例升高,染色程度越深,而整合素β1亚基则与之相反,星形细胞瘤恶性级别越高,细胞阳性比例升高,染色程度越深。
表1
整合素α6、β1亚基在星形细胞瘤中的表达强度与病理级别的关系
病理级别例数
整合素α6亚基的表达强度整合素β1亚基的表达强度
阴性低强度高强度阳性率
阴性低强度高强度阳性率
低级别(Ⅰ~Ⅱ级)2501411100%811664%
高级别(Ⅲ~Ⅳ级)1757570.59%151194.12%
注:与低级别组比较,P
3 讨论
整合素家族作为重要的跨膜表达蛋白,在信号传导中起着重要作用,可参与细胞内外信息的双向传递过程:① “外向内”的信号传导,即整合素与细胞外基质(ECM) 中的相应配体结合后,将细胞外信号传向细胞内;② “内向外”的信号传导,即细胞内的分子生物学变化可以调节整合素与其相应的ECM配体的结合力。整合素在信号传导通路中所起到的独特衔接作用能够介导细胞与细胞、细胞与ECM之间的粘附作用,目前被认为与肿瘤细胞的增殖、凋亡、分化、移动、侵袭和转移有着密切的联系。恶性肿瘤细胞的发生、侵袭和转移等恶性特征与整合素之间有着密切的关系,细胞表面某些整合素受体的改变与肿瘤恶性程度之间存在一定的联系,并且能够作为判断预后的可靠因素[1]。
整合素α6亚基在肿瘤生长、侵袭过程中所起的作用目前仍存在着较大地争议。Clarke等[2]对直肠癌进行研究发现,整合素α6亚基可使肿瘤细胞的生长滞留于G1期,进而发挥其促进肿瘤细胞凋亡的作用,表明整合素α6亚基的表达对肿瘤细胞的生长表现出一定的抑制作用。也有学者通过实验研究得出截然不同的结果,Previtali等[3]在对鼠胶质瘤模型研究后发现整合素α6亚基在胶质瘤增殖活跃区域有较高的表达,整合素α6亚基对于胶质瘤细胞生长具有促进作用。由于以上实验是通过体外肿瘤细胞株或动物模型所获得的,而实验之间存在着肿瘤细胞的异质性和ECM的特应性,不同的实验方法就可能获得不同的结论。本研究表明整合素α6亚基在肿瘤细胞上随着脑星形细胞瘤病理级别的增高而明显降低,高级别、低级别之间的表达强度有显著性差异。这与前者的研究结果基本一致,提示整合素α6亚基具有抑制人脑星形细胞瘤的恶性生物学特性的功能。对于星形细胞瘤细胞运动的影响,整合素α6亚基所具有的促进粘附作用可使从瘤体中脱落的肿瘤细胞局限于瘤体内ECM成分中的作用,进而实现其抑制肿瘤细胞运动、侵袭的作用。本研究还通过免疫组化定位发现,整合素α6亚基亦可表达于血管内皮细胞,也可能抑制血管内皮细胞运动,使其局限于ECM之中,从而抑制肿瘤新生血管形成的作用相关。
星形细胞瘤向周围组织侵袭的能力可通过对整合素β1亚基的拮抗作用而得到一定程度的抑制[4],整合素β1亚基拮抗剂的使用可明显减少VEGF诱导的新生血管形成[5],本研究结果表明整合素β1亚基随着脑星形细胞瘤病理级别的增高,肿瘤细胞整合素β1亚基的阳性表达率明显增高,高级别组、低级别组之间表达强度有显著性差异,提示整合素β1亚基与人脑星形细胞瘤的恶性生物学特性有密切关系。本研究通过对整合素β1亚基的免疫组化定位发现,整合素β1亚基不仅表达于星形细胞瘤细胞,而且同时表达于血管内皮细胞,可能类似于整合素αv亚基的表达,同样具有促进肿瘤新生血管形成的作用相关,说明整合素β1亚基对于人脑星形细胞瘤的恶性演进起着促进作用。
本研究表明星形细胞瘤细胞整合素α6、β1亚基在人脑星形细胞瘤的恶性演进起着主要作用。对于脑星形细胞瘤的治疗以单独整合素亚基作为抑制靶点是实现不了理想的治疗目的,只有多种整合素亚基拮抗剂的同时使用才能够达到预期治疗效果,为临床提供分子靶向治疗的新思路。
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关键词:星形细胞瘤 脑肿瘤 磁共振成像 体层摄影术 X线计算机
中图分类号:R445 文献标识码:B 文章编号:1004-7484(2011)16-0089-02
星形细胞瘤是颅内的常见肿瘤,由于病变部位的特殊,对病人的生命威胁很大,目前主要通过手术治疗为主,辅以放疗和化疗,效果较为肯定,但部分星形细胞瘤容易复发,这与其恶性程度的高低有关系。因此,星形细胞瘤充分的治疗前评估对治疗方案的选择及预后评价有十分重要的意义【1】。本文回顾2009年2月至2011年2月68例经手术病理证实的脑星形细胞瘤患者的影像学资料,并将患者MRI表现同手术病理进行对照分析,现报告如下。
1 资料和方法
1.1 临床资料
本组患者68例,男44例,女24例,年龄24~51岁,平均为34.9±4.7岁;其中短暂性意识丧失37例,癫痫8例,语言障碍20例,伴发颅内高压症状7例。所有患者术前均经MRI诊断,按Kemohan 4级分类法分级【2】;Ⅰ级11例,Ⅱ级18例,Ⅲ级22例,Ⅳ级17例。
1.2 方法
选择Siemens 1.0T超导型磁共振扫描仪,头颅线圈,全部病例均做横断面、冠状面、矢状面平扫,层厚10mm,数据采集矩阵256×256,SE序列T1WI:TR/TE为500/14ms;T2WI:TR/TE为4000/96ms,全部病例行静脉注射Gd―DTPA增强扫描,剂量为0.1mmol/kg体重,加扫横断面T1WI(T1WI+C)。本组所有患者行肿瘤全部或部分切除后,标本用10%福尔马林固定,染色,树脂封固,光镜观察。术中观察病变的形态、大小、颜色、肿瘤与周围脑组织浸润程度,以及观察切面有无出血、坏死、囊变。
2 结果
所有患者中Ⅰ~Ⅱ级偏良性,肿瘤分化较好,病理改变少,MRI信号多较均匀,肿瘤边界多较清楚,本组Ⅰ级11例,Ⅱ级18例。Ⅲ~Ⅳ级为高度恶性肿瘤,病理改变较多,MRI信号不均匀,肿瘤边界模糊。本组Ⅲ级22例,Ⅳ级17例,多伴有中、重度水肿及占位效应,囊变多见。68例患者中,MRI显示边界清楚21例,边界模糊47例;肿瘤形态规则52例,不规则16例。肿瘤周有水肿46例,无明显水肿22例。有占位效应54例,无明显占位效应14例。伴发脑积水3 例,伴发同侧侧脑室受压、变小、消失1例。
3 讨论
胶质细胞瘤包括星形细胞瘤(含多形胶质母细胞瘤)、少支胶质细胞瘤、髓母细胞瘤、胶样囊肿等。其发病率合计约占颅内肿瘤总数的35~45%左右【3】。星形细胞瘤分Ⅰ~Ⅵ级。为胶质瘤中最常见的一类。Ⅰ级者,在成人多在大脑白质浸润生长,分为原浆型与纤维型两类。肿瘤组织呈灰白色或灰黄色,硬度如橡皮样,一般无出血坏死,但可呈囊性变,一种为囊内含有瘤结节,另一种为肿瘤内含有囊肿。儿童的星形细胞瘤多位于小脑半球。临床表现在成人常先有癫痫,逐渐出现瘫痪、失语、精神改变,而后出现颅内压增高。儿童多先表现为颅内压增高。X线片少数可发现肿瘤钙化影像。Ⅱ级者属分化不良的星形细胞瘤,或称星形分母细胞瘤。这两型的病程进展较缓。星形细胞瘤Ⅲ~Ⅳ级即多形性胶质母细胞瘤,恶性程度高,常见于中年之后,多位于大脑半球,并侵犯基底节与丘脑,血管丰富,易出血,周围脑组织水肿明显,从而致病情突然恶化,病程多较短。
良性星形细胞瘤由于肿瘤的生长,使细胞内外水分增多,造成T1和T2延长,表现Tl加权像呈低信导,T2加权像呈高信号,信号强度均匀,瘤周水肿轻微,注射Gd-DTPA增强不明显。随着肿瘤的生长,瘤内发生囊变使得MRI不均匀,瘤体与周围水肿在T1加权像不如T2加权像容易区分开来,肿瘤可有轻度增强。恶性星形细胞瘤在T1加权像里混杂信号,以低信号为主,间以更低或高信号,体现了瘤内坏死或出血。T2加权像呈高信号,信号强度不均匀,可见到肿瘤血管所造成的曲线状或圆点状低信号区。在质子密度加枚图像上,肿瘤信号低于周围水肿信号,而肿瘤内部坏死区信号却高于周围水肿信号;在长TR长TE图像上,肿瘤内部坏死区信号强度近似于周围水肿信号强度,瘤体信号强度相对减低。由于四周组织的神经胶质增生,有时在瘤周可见一因低信号晕环绕,介于肿瘤和水肿之间,这在恶性度高的肿瘤较为多见。后者常有显著的异常对比增强,增强持续时间长,增强部分呈斑块状、线条状、花环状或结节状,但在肿瘤坏死或出血区不发生对比增强。
星形胶质细胞瘤分级与治疗及预后密切相关,这是由于星形胶质细胞瘤呈浸润性生长,很快病灶已扩展到临床、影像和功能上被认为是未受影响的邻近组织。本组病例观察肿瘤周边的MRI和病理特点,力求分清肿瘤侵犯范围,结果表明MRI能基本反映瘤周病理改变,对于完整地切除肿瘤及改善预后有重要意义。此外,必须综合考虑患者各方面情况,包括年龄、肿瘤大小、占位效应、肿瘤位置及患者的神经功能状况等情况,进行区别对待。对病变较小且位于重要功能区尚未出现神经系统症状患者,较为保守的治疗可能是正确的,待到MRI证实肿瘤增大时,可行更广泛的肿瘤切除术。本组资料显示,所有患者中Ⅰ~Ⅱ级偏良性,肿瘤分化较好,病理改变少,MRI信号多较均匀,肿瘤边界多较清楚,Ⅲ~Ⅳ级为高度恶性肿瘤,病理改变较多,MRI信号不均匀,肿瘤边界模糊,多伴有中、重度水肿及占位效应,囊变多见。说明随着肿瘤恶性程度增高,其MRI信号的不均匀性有递增倾向,这主要与Ⅲ~Ⅳ肿瘤内出血、囊变、坏死有关。I级星形细胞瘤很少发生水肿及占位效应,Gd―DTPA增强扫描一般不增强;III、IV级星形细胞瘤周围有中、重度脑水肿,占位效应明显,注射Gd-DTPA后瘤组织明显增强,周围水肿区不增强;II级星形细胞瘤瘤周水肿介于I级与III、IV级之间,增强后局部增强或囊壁增强。
至于鉴别诊断,星形细胞瘤应注意与脑梗死、局灶性脑炎等鉴别,脑梗死一般起病急,病程短,发生在脑血管分布区呈扇形,皮髓质均可累及,急性期多有灶周水肿和占位效应,星形细胞瘤起病缓慢,病程长,症状以头痛、癫痫、精神症状为主,一般不累及颞叶表面皮质区,随访随病程延长占位效应出现或加重。
综上所述,星形细胞瘤在MRI上有一定的特点,根据肿瘤的边界、信号均匀性、瘤周水肿与占位效应、囊变、坏死以及增强后改变等,可以对肿瘤分级作出预测,进而为临床上制订治疗方案及患者的预后提供重要信息。
参考文献
[1] 年、沈铭昌、郭幕依.实用外科病理学[M].上海:上海医科大学出版社,1997.
【关键词】 髓母细胞瘤;放射疗法;化学疗法;预后
A prognostic analysis of the clinic treatment of 36 patients with medulloblastomas
【Abstract】 Objective To analyze the treatment effects and prognostic factors of the 36 patients with medulloblastoma. Methods 36 patients with medulloblastoma, by Chang’s staging system M0 and ≥M1 were admitted in our prognostic analysis. All patients received operation entirely or largely portion tumour resection,6 patients received the radical cure operation in which tumour and 1.5cm tissue around it were resected.The patients who receive the radical cure operation were irradiated with the technique: 24Gy delivered to the whole craniospinal axis followed by a 24Gy boost to the posterior fossa , with a median fraction dose of 1.8Gy.All others patients were irradiated with the technique: 30Gy delivered to the whole craniospinal axis followed by a 20~25Gy boost to the posterior fossa , with a median fraction dose of 1.8Gy. All ≥M1 patients received chemotherapy. Results All patients had finished the radiotherapy and/or chemotherapy. The overall 3 and 5 year survival rates were 72.2% and 69.4% respectively.The 6 patients who received the radical cure operation and CSI 24Gy followed by a 24 Gy boost to the posterior fossa,of which 3 and 5 year survival rates were 83. 3% and 83. 3 % respectively.All other M0 stage patients who received entirely or largely portion tumour resection and complete dose radiotherapy,of which 3 and 5 year survival rates were 66.7% and 60.0% respectively. Of All ≥M1 patients 3 and 5 year survival rates were 61.5% and 53.5% respectively. Patients whose radiation treatment had been started within 21 days after operation showed a better survival than those beyond the 21th day , with 3 year overall survival of 80.0%、55.6%(P<0.05) and 3 year disease free survivals of 72.2%、44.4% respectively (P<0.05).During the course of irradiation, the most common side effect was hematological toxicity, especially the WBC reduction which was observed in 86.1% of patients , with 58.3% of them suffering from grade 2~3 hematological toxicity. 52.8% of the thyroid function lowered after radiotherapy. Conclusion Surgery plus craniospinal irradiation and chemotherapy is able to give a good result for medulloblastoma. The interval between surgery and radiation is a significant prognostic factor for disease free survival .The most common side effect is hematological toxicity and lower thyroid function.
【Key words】 medulloblastoma; radiotherapy;chemical therapy;prognosis
髓母细胞瘤(medulloblastoma MB)占后颅窝肿瘤的40%以上[1], 占儿童原发肿瘤的20%,其发生率仅次于星形细胞瘤[2]。高发年龄5~10岁[3]。MB具有高度的软脑膜转移倾向,尤其在低龄儿童中常见。MB是一种对放疗、化疗都敏感的肿瘤。标准的术后治疗包括放疗和(或)化疗。现报道36例髓母细胞瘤临床治疗结果和预后因素及放疗最常见副反应。
1 资料与方法
1.1 一般资料 自1995年4月~2001年1月,本院及唐都医院共对41例经病理证实的髓母细胞瘤病例进行了术后放、化疗。术前所有病例行中枢神经系统MRI检查,按照Chang’s M分期,M0期23例,≥M1期13例。所有病例均曾行原发肿瘤的全切或次全切除手术。5例失访,36例纳入本组分析。年龄分布4~31岁,中位年龄10.5岁,>18岁7例;男女性别比为1.6∶1;原发肿瘤体积最小1.5cm×2.0cm×2.5cm,最大5.5cm×6.5cm×6.5cm,中位值88.9cm3。
1.2 治疗方法 全组病例曾行原发部位肿瘤的全切或次全切除手术,其中6例行肿瘤根治术(即切除范围为肉眼肿瘤外延1.5cm者),17例全切,13例次全切。所有病例均采用相同放疗技术:患者取俯卧位,采用额颏枕和胸部垫10°板,调整头枕角度至颈椎与床面平行。采用双侧水平野6mV X 线源皮距照射全脑,应用高能电子束(年幼患者)、高能X线或电子线与高能X 线的混合射线单野垂直照射脊髓。全脑野下界至第2颈椎下缘,相邻野的间距根据照射野大小和脊髓深度的不同间隔1.0cm左右,各野间距每照射10Gy 向上或向下平移1.0 cm。6例根治术患者,CSI 24Gy,再局限于小脑加量24Gy;其余病例全中枢照射30Gy后,缩野至后颅窝加量20~25 Gy ,DT1.5~2.0Gy/次,中位分次剂量为1.8Gy。≥M1期患者接受化疗,在放疗同时给予长春新碱化疗,在放疗后采用CCNU加顺铂进行化疗。治疗前后定期监测血常规及甲状腺功能(T3、T4、TSH)。
1.3 放疗副反应评价标准 依据美国国立癌症研究所常用毒性标准CTC2.0 版。
1.4 随访与统计方法 MRI或CT扫描用于随诊检查是否复发及确定复发部位,所有病例均已随诊满5年,生存时间自放疗结束开始计算。差异比较应用χ2检验。
2 结果
2.1 不同治疗方法的生存率 6例根治术加全脑全脊髓低剂量放疗M0期病例3、5年生存率83.3%、83.3%,其余M0期病例经过全脑全脊髓足量放疗病例3、5年生存率为66.7%、60.0%;13例≥M1期病例经过全脑全脊髓足量放疗加化疗,其3、5年生存率为61.5%、53.5%。
2.2 手术与放疗间隔对生存率及复发率的影响 常规手术后2~3周开始放疗,平均为术后2.5周开始放疗,部分病例因不同原因致使手术与放疗间隔延长,间隔时间10~70天,中位间隔时间31天。在17例接受足量CSI、未行化疗病例中间隔天数≤21天 11例,>21天 6例,两组病例在患者年龄、性别、肿瘤大小、Chang’s M期差别上均具有可比性。其3年总生存率分别为81.8%、50.0%(P<0.05),3年无病生存率分别为72.7%、33.3%(P<0.05)。
2.3 放疗副反应 放疗中最常见的副反应为白细胞下降,发生率为86.1%,58.3%的病例出现了2~3级的血液系统毒性。
2.4 甲状腺功能改变 放疗后19例患者(19/36,52.8 %)出现甲状腺功能减低,中位发生时间为放疗后38.9个月。原发性甲状腺功能减低比中枢性甲状腺功能减低更常见,分别为30.6%(11/36)和13.9%(5/36)。11例发生原发性甲状腺损害患者中,发展至甲状腺功能减低的平均时间是31个月;中枢性甲状腺功能减低的中位时间为39.5个月。
CSI时,年龄小于5岁的9例患者均发生了甲状腺功能低下,5~10岁的18例患者中,发生甲状腺功能低下者10例(55.6%),年龄大于10岁的12例患者中仅有3例(25.0%),差异有非常显著性(P<0.01)。13例接受30Gy CSI加化疗的患者中有10例77.8%(10/13)发生甲状腺功能减低,17例接受30Gy CSI不加化疗的患者中,甲状腺功能减低的发生率为33.5%(3/17),差异有显著性(P<0.05)。
3 讨论
近年来MB患儿的预后明显改善,治疗效果的改善主要归功于3个方面:(1)外科手术技术的提高使肿瘤全切除或近全切除成为可能;(2)正规的放疗,包括:局部+全脑+脊髓;(3)最近几年对化疗在儿童MB治疗中作用认识的提高。手术辅以全中枢轴照射是治疗髓母细胞瘤的主要手段[4]。目前手术、放疗和化疗的5年总生存率可达54%[5]~89.8%[6]。预后因素包括年龄[5,7~9]、临床分期[5,7~9]、术后残存肿瘤大小[10]、放疗总剂量[11,12]及是否加用化疗[2,10]。
本组中6例根治术加低剂量放疗病例3、5年生存率高及放疗反应较轻。提示:根据小脑解剖、功能特点、 CT和MRI的表现特点及其术中肿瘤边缘较清等情况,采用根治性切除术,即显微镜下切除肿瘤边缘外1.5cm的肿瘤可能浸润的小脑组织,术后低剂量CSI,提高了5年生存率。此外,可能对儿童智力及认知功能的影响程度降低。一般认为,CSI对儿童智力及认知功能的影响程度与以下因素有关:(1)患儿发病并接受CSI的年龄;(2)CSI剂量的大小。而且接受CSI患儿的智商多随着时间的推移而逐渐下降。Grill等[13]将31个接受后颅凹放疗和(或)CSI的患儿分为3组,分别接受0Gy、25Gy、35 Gy的CSI量,在放疗结束1年后,其对应的全面智商分别为84.5、76.9 和63.7 。他认为全面智商的下降和放疗剂量之间是高度相关的。Ris等[14]分析了一组43名儿童MB或PNET患者经过CSI(神经轴23.4Gy ,后颅凹32.4 Gy)后的全面智商(FSIQ)、语言智商(VIQ)及非语言智商(NVIQ)的变化情况。在观察期内, FSIQ每年下降4.3, VIQ 和NVIQ 每年分别下降4.0。7 岁以下儿童比7岁以上儿童智力商数下降明显(P=0.016)。
本组其余17例M0期手术全切或次全切除加全脑全脊髓足量放疗病例,3、5年生存率为66.7%、60.0%,疗效与国内外报道近似。放疗是儿童MB术后的首选治疗,放疗范围应包括:局部+全脑+脊髓。国外有人把CSI称为MB治疗的“金标准”。在单独的病灶局部放疗后,只有不到10%的儿童可以在5年后保持无复发生存。相比之下,在经过CSI+局部放疗的患儿中5年无复发生存可以达到50%以上[15]。这足以证明CSI在儿童MB治疗中的重要性。欧美国家放疗全中枢轴DT36 Gy ,后颅窝局部加量至DT50~55 Gy[11]。
本组中13例≥M1期病例经过全脑全脊髓足量放疗加化疗,其3、5年生存率为61.5%、53.5%。提示:在高危组MB患儿中放疗后辅以化疗可以达到较好的疗效。Packer等[10]采用常规放疗加化疗治疗了一组MB患儿,在放疗同时给予长春新碱化疗,在放疗后采用CCNU加顺铂进行化疗。结果高危组63名患儿的5年无病生存率达到85 % ,低危组的无病生存率达到了90 %,而在同期研究者所治疗的未行化疗的一组MB患儿中, 5年生存率只有50 %。可见,化疗在儿童MB治疗中的作用是非常肯定的。关于在MB患儿术后辅助治疗的实施中是先放疗还是先化疗治疗效果好,美国儿童癌症协作组对比了两种治疗方案在儿童MB中的治疗效果。一种采用“eight drugs in one day ”的化疗方案,分别在放疗前和放疗后应用。另一种采用先放疗再给予长春新碱、CCNU 和强的松化疗的方案。结果放疗前化疗组和放疗后化疗组的5年无病生存率分别为45%和63%。最近两个分别在德国和美国进行的临床试验也得到了类似结论。这一研究结果倾向于先放疗再化疗的治疗方案。
近20年来放疗加手术使髓母细胞瘤的疗效有了较大改善,但30%~50%的原发灶复发或中枢神经系统播散仍是其治疗的一大挑战[16]。本组还分析了手术与放疗间隔对生存率及复发率的影响,在17例接受足量CSI、未行化疗病例中间隔天数≤21天 11例,>21天 6例,两组病例在患者年龄、性别、肿瘤大小、Chang’s M期别上均具有可比性。其3年总生存率分别为81.8%、50.0%(P<0.05),3年无病生存率分别为72.7%、33.3%(P<0.05)。以上分析可见,术后2~3周开始放疗有望降低复发率。
本组放疗中最常见的副反应为白细胞下降,发生率为86.1% ,58.3%的病例出现了2~3级的血液系统毒性。髓母细胞瘤患者CSI后易发生内分泌功能障碍,生长激素分泌不足最常见,但直接照射甲状腺(原发性)或照射下丘脑-垂体轴(中枢性)都可能引起甲状腺功能减低。本组观察显示,放疗后19例患者(52.8 %)出现甲状腺功能减低,原发性甲状腺功能减低比中枢性甲状腺功能减低更常见,分别为30.6%和13.9%。CSI时,年龄小于5岁的9例患者均发生了甲状腺功能低下,5~10岁的18例患者中,发生甲状腺功能低下者10例(55.6%),年龄大于10岁的12例患者中仅有3例(25.0%),差异有非常显著性(P<0.01)。13例接受30Gy CSI加化疗的患者中有10例77.8%(10/13)发生甲状腺功能减低,17例接受30Gy CSI不加化疗的患者中,甲状腺功能减低的发生率为33.5%(3/17),差异有显著性(P<0.05)。由此可见,年幼和使用化疗都与儿童髓母细胞瘤患者甲状腺功能减低的高发生率有关。
本组病例尚少,以上观点有待进一步观察研究。
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