上皮組織來源的腫瘤是人類最常見的腫瘤。病理組織學(xué)上具有上皮特征的高分化腫瘤,一般不需要免疫標(biāo)記即可明確其上皮性質(zhì)。但對本質(zhì)上為上皮組織來源而病理組織學(xué)上為低分化的腫瘤,僅靠病理組織學(xué)特征有時難以明確其起源,此時即有必要進行免疫標(biāo)記。這一問題的解決包括以下三方面的含義:一是明確一個低分化腫瘤(不論原發(fā)生或轉(zhuǎn)移性)究竟是否上皮組織來源;二是如果是上此組織來源的腫瘤,空間是來自什么器官,尤其是對轉(zhuǎn)移性者;三是有些腫瘤雖然不是上皮組織來源,但由于它們能表達上皮性腫瘤的某些標(biāo)記物,因此在鑒別診斷中有重要意義,本節(jié) 也作扼要介紹。
為了達到上述目的,得到具有良好特異性的上皮組織腫瘤標(biāo)記物是關(guān)鍵的環(huán)。簡言之,這種良好的特異性應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在下述兩個方面:一是有的標(biāo)記物能夠成功地區(qū)分上皮組織(腫瘤)與其它組織,換言之,它們具有上皮組織特異性這一共性作用;二是有的標(biāo)記物能成功地識別某一器官的上皮組織,構(gòu)成了器官特異性免疫標(biāo)記物。目前,對明確上皮組織起源這一目的而言,角蛋白仍是最可靠的標(biāo)記物,較其它中間絲更具有診斷價值。因此,出于在腫瘤病理學(xué)診斷中實際應(yīng)用的目的,本節(jié) 將重點介紹角蛋白在上皮組織腫瘤免疫細胞化學(xué)診斷中的有關(guān)問題,對某些器官特異性標(biāo)記物和近年報道的新的上皮組織腫瘤標(biāo)記物也作扼要介紹。
一、角蛋白
關(guān)于角蛋白(Keratin)的分子生物學(xué)特性本節(jié) 不作詳述?紤]到臨床病理工作的實際需要,只作扼要介紹。角蛋白是位于細胞內(nèi)的多基因編碼的非水溶性纖維性多肽,它存在于每種上皮細胞之中。到目前,已知人類上皮組織含有19(或更多)角蛋白分子,其中角蛋白I與最輕者(67kD)相對應(yīng)。而角蛋白19與最輕者(40KD)相對應(yīng)。其中亞型2~10被任何上皮所表達,但取決于細胞類型、胚胎發(fā)育階段、細胞分化程度等因素。而最小分子的角蛋白(40kD)是單層上皮的特征,并且是在胚胎時期首先出現(xiàn)的,在腫瘤性上皮細胞中則常常出現(xiàn)。大分子量角蛋白可能是從簡單的低分子量角蛋白進化而來。根據(jù)角蛋白的等電點、酸堿性及分子量大小,又可分為A(acidic)和B(basic)兩大亞族。
。ㄒ)角蛋白抗體及其在腫瘤病理學(xué)中的應(yīng)用
針對角蛋白家族不同成員的多克隆抗血清的敏感性和特異性存在著廣泛的差異,很多商品化的抗血清對大分子角蛋白尤為敏感,因此在外科病理學(xué)中的診斷價值受到限制。相反,角蛋白的單克隆抗體較多克隆者,在敏感性和特異性方面都有許多優(yōu)點,并且現(xiàn)在已可獲得商品化的單一或混合抗體。角蛋白的單克隆抗體大體上可分為兩組:一是廣反應(yīng)組(broadly reac-tive group),它能識別角蛋白家族中許多成員所共有的表位;另一是選擇組,它僅識別少數(shù)角蛋白成員甚至某一種角蛋白。其中,識別小分子量角蛋白18和19的單克隆抗體在病理診斷中最為有用。
1.廣特異性角蛋白單克隆抗體這組單克隆抗體對識別上皮細胞尤其是腫瘤細胞具有高的敏感和特異性。這些抗體包括AE1,AE3,CAM—5.235BHll,UCD/PR10.11c 以及KA4。這些單克隆抗體可以優(yōu)先識別存在于A和B亞族中的小分子量角蛋白的表位。其中,AE1在不同的固定和染色條件下對角蛋白顯示了很高的敏感性和廣泛的特異性。因此,特別適合用于區(qū)分分化差的癌和非上皮性腫瘤。而CAM-5.2對識別神經(jīng)內(nèi)分泌癌優(yōu)于AE1,這是因為CAM—5.2,UCD/PR10.11和35BH11以其各自理想濃度混合即可。另外,目前已有針對小分子量角蛋白的商品化的單克隆抗體混合物可供選擇(MAK—6和AE1/AE3)。這些試劑對鑒別上皮組織腫瘤具有廣特異性和很高的敏感性。①廣特異性角蛋白單克隆抗體在正常組織的染色。用上述抗體在多數(shù)正常的上皮細胞可以獲得很強的染色效果,但也存在一些差異。AE1和KA4對皮膚和附件上皮、非角化性復(fù)層上皮、單層上皮(如胃腸道等)、泌尿系上皮、分泌性腺體的管道、間皮、乳腺和胸腺上皮可以有很強的染色,但不染正常的肝細胞、唾液腺和胰腺腺泡細胞以及腎小管上皮細胞。這些細胞優(yōu)先表達角蛋白18,不能被AE1和KA4所識別。相反,CAM—5.2則能識別角蛋白18,可染肝細胞,腺泡細胞和腎小管上皮細胞,但不能染正常的表皮細胞。而AE3單抗不論在冰凍切片,還是在酒精固定、石蠟包埋的切片上,都可以染所有正常的上皮細胞,但在福爾馬林固定的組織陽性比例下降。因此,AE3可望成為識別所有角蛋白作為上皮組織起源的通用探針。②廣特異性角蛋白單克隆抗體對腫瘤的染色。如前所述,雖然AE1和KA4對正常肝細胞和腎小管上皮細胞呈陰性染色結(jié)果,但很多肝細胞肝癌和腎癌卻可微弱或局灶性表達它們識別的表位,這可能是腫瘤轉(zhuǎn)化過程中抗原改變所致。角蛋白類型的變異表達在非腫瘤性病變的肝細胞中亦可出現(xiàn)。已經(jīng)證明,Mallory 小體即是由在正常肝細胞所不能測出的角蛋白所組成,AE1和KA4對可將其染為陽性。
應(yīng)當(dāng)指出的是,廣反應(yīng)性角蛋白單克隆抗體與上皮組織腫瘤不起反應(yīng),但在上皮樣肉瘤和滑膜肉瘤例外。另一個中胚層來源的腫瘤即間皮瘤,僅約有1%的病例可表達上皮特征。
2.廣特異性角蛋白單克隆抗體在診斷中的應(yīng)用
。1)未分化癌。使用上述抗體可以成功區(qū)分未分化癌與大細胞淋巴瘤和無黑色素性黑色素瘤。此時,最好同時使用黑色素瘤和白細胞標(biāo)記物以避免陰性結(jié)果。同時,為了達到對未分化腫瘤精確診斷的目的,最好使用一組單克隆抗體,包括波形蛋白、白細胞共同抗原(LCA)、S—100以及黑色素瘤特異性抗原HMB—45的單克隆或多克隆抗體。值得指出的是,約有10%的大細胞淋巴瘤會因福爾馬林固定而不能染出LCA,尤其是固定時間過長時,這在應(yīng)用免疫細胞化學(xué)鑒別診斷時應(yīng)當(dāng)考慮。
(2)腺癌。所有腺癌,不論其細胞起源如何,均可表達用廣反應(yīng)性角蛋白單克隆抗體易于測出角蛋白。因此,上述抗體甚至可作為識別某些腺癌微轉(zhuǎn)移灶,在正常時不含角蛋白的器官或組織,如淋巴結(jié)和骨髓中,甚至易于識別出單個轉(zhuǎn)移性腫瘤細胞。
。3)胸腺瘤。當(dāng)活檢標(biāo)本很小時,鑒別發(fā)生于縱膈的胸腺瘤和淋巴瘤有時相當(dāng)困難。這種情況下,使用廣反應(yīng)性角蛋白單克隆抗體可以明確腫瘤細胞的上皮性質(zhì)。在胸腺瘤,即便是淋巴細胞為主型,免疫細胞化學(xué)染色亦可揭示均勻分布于腫瘤之中的大量含有角蛋白的細胞。相反,累及胸腺的淋巴瘤為陰性結(jié)果,但偶可發(fā)現(xiàn)殘存的胸腺組織灶。
。4)生殖細胞腫瘤。所有生殖細胞腫瘤,除精原細胞瘤外,均表達角蛋白。因此,在病理工作中遇到難以鑒別的間變性精原細胞瘤胚胎性癌時,使用廣反應(yīng)角蛋白單克隆抗體是有幫助的。因在胚胎性癌,總會有些腫瘤細胞表達角蛋白。在典型的精原細胞瘤,有時雖然可看到含有角蛋白的滋養(yǎng)層型細胞,但這種機會是很偶然的。
(5)梭形細胞癌。梭形細胞癌常見于皮膚,但在很多其它上皮組織器官亦可見到。梭形細胞癌組織像與梭形細胞黑色素瘤或非典型纖維黃色瘤等有時是難以區(qū)分的,是皮膚活檢鑒別診斷中常常碰到的問題。使用廣反應(yīng)性角蛋白單隆抗體能夠解決這一問題,特別聯(lián)合使用其它抗體,如S100等,更為可靠。當(dāng)然,由于上皮細胞向間葉樣細胞表型的轉(zhuǎn)移可能伴隨角蛋白表達的下降或消失、致使某些梭形細胞癌僅可局灶性表達角蛋白,甚至有時用免疫細胞化學(xué)方法不能檢測出來。因此,遇到難以診斷的皮下梭形細胞腫瘤時,當(dāng)角蛋白陰性、S100與波形蛋白陽性時,宜診斷為黑色素瘤;而只有角蛋白陽性時,才可診斷為梭形細胞癌;當(dāng)角蛋白和S100均陰性、而波形蛋白陽性時,診斷為非典型纖維黃色瘤。
。6)滑膜肉瘤和上皮樣肉瘤。一般認為,這兩種腫瘤乃起源于間葉組織的腫瘤,但能表達角蛋白。這一特征在與具有相似形態(tài)的其它腫瘤鑒別診斷中很有幫助。單相性滑膜肉瘤常需與纖維肉瘤、惡性神經(jīng)鞘瘤及其它一些梭形細胞腫瘤鑒別,而單相性滑膜肉瘤時常有廣反應(yīng)性角蛋白的局灶性陽性表達,其它腫瘤則為陰性表達。上皮樣肉瘤有時可誤診為透明細胞肉瘤、橫紋肌肉瘤、甚至炎性肉芽腫。上皮樣肉瘤表達角蛋白的特征,具有鑒別診斷價值,由于后三者并不表達角蛋白。
。7)脊索瘤。在某些情況下,難以區(qū)分脊索瘤與高度惡性的軟骨肉瘤。由于前者表達角蛋白而后者不表達,這一問題即可得以解決。
(8)神經(jīng)內(nèi)分泌癌。神經(jīng)內(nèi)分泌癌包括雀麥細胞癌,可表達低分子角蛋白,但在雀麥細胞癌的表達可為局灶性的。因此,如果沒有足夠標(biāo)本,則難以得到證實。皮膚的Merkel細胞癌有時與淋巴瘤難以區(qū)分,但Merkel細胞癌強表達角蛋白,并且其表達方式常常具有一定的特征性,即角蛋白分布呈包涵體樣陽性,這種特性陽性表達形式在其它神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤亦常可見到,但在未分化小細胞癌則難見到。
。9)間皮瘤。文獻報道,所有的間皮瘤包括上皮樣型,混合型和肉瘤型都可廣反應(yīng)性角蛋白單克隆抗體有強反應(yīng)。由于間皮瘤與多數(shù)腺癌對角蛋白的表達強度與在胞漿中的分布相似,因此,上述抗體對區(qū)分兩者沒有幫助。但是,使用不同表型角蛋白的抗體,可能對區(qū)分兩者有一定價值。當(dāng)然,通過使用針對其它非中間絲抗體在上述鑒別診斷中也會有所幫助。醫(yī).學(xué)全.在.線m.zxtf.net.cn
3.有限特異性的角蛋白單克隆抗體本組抗體能通過對富含細胞骨架標(biāo)本的凝膠電泳免疫反應(yīng),識別非共有的角蛋白表位,但并不一定說明這些單克隆抗體能通過組織學(xué)方法成功測定角蛋白的免疫表型。因而還不能肯定這些單克隆抗體對上皮組織腫瘤的進一步分類具有價值,這里不作一一介紹。但是,對已明確知道其免疫反應(yīng)類型的某些抗體,則可予以使用。比如,對不能識別角蛋白18的單克隆抗體,如AE1特別適合在富含角蛋白18的組織(如肝臟)中弄清是否存在腫瘤性上皮細胞,因為只有腫瘤細胞才能被染色。又如CAM—5.2能夠識別絕大多數(shù)腺癌。但不能染正常表皮,因此對佩吉特氏。≒aget’s)具有診斷價值。
。ǘ)有關(guān)方法學(xué)應(yīng)注意的問題
1.抗體的選擇實踐證明,角蛋白單克隆抗體較異源性抗血清有更多優(yōu)點。但應(yīng)該注意,有些單克隆抗體對大分子角蛋白具有特異性,然而組織固定能破壞其表位。大多數(shù)針對小分子角蛋白的單克隆抗體比異源性抗血清顯示了高敏感性和特異性。
關(guān)于對照問題,參見有關(guān)章 節(jié) ,這里只作扼要介紹。如同每個免疫細胞化學(xué)試驗一樣,角蛋白的免疫細胞化學(xué)研究也必須設(shè)計適宜的組織對照和抗體對照。組織對照包含以下三方面內(nèi)容:一是應(yīng)當(dāng)應(yīng)用明確不表達角蛋白的組織作為理想的陰性對照,如纖維母細胞、血管和淋巴細胞。這一目的在同一組織切片上即可達到,并且不會受到因重取標(biāo)本時固定或處理過程不同等因素的影響;二是在某些標(biāo)本中,殘存的正常上皮組織可能作為陽性對照。此外,可以設(shè)計含有多種腫瘤或正常組織的石蠟包埋的組織塊,亦可達到一舉多得的目的。抗體對照時,一般應(yīng)當(dāng)采用與第一抗體同免疫球蛋白、同濃度的無關(guān)單克隆抗體作替代試驗。
2.交叉反應(yīng)問題由于中間絲有很多分子同源現(xiàn)象的共有區(qū)域,因此有些抗血清甚至單克隆抗體表現(xiàn)了對其它中間絲的反應(yīng)性,但仍以異源性抗血清多見。在與角蛋白有關(guān)的交叉反應(yīng)中,已經(jīng)注意到有些上皮性腫瘤可以同時表達角蛋白和波形蛋白。但未分化癌的這種表達卻十分罕見,即使見到,廣反應(yīng)性角蛋白的陽性反應(yīng)遠比波形蛋白強得多。此外,尚有個別角蛋白單克隆抗體,如KA4,偶可與神經(jīng)膠質(zhì)原纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein, GFAP)有交叉反應(yīng)。由于腫瘤惡性轉(zhuǎn)化中某些無關(guān)抗原的異常合成,也要予以考慮?傊苊饨徊娣磻(yīng)所致的錯誤,診斷或鑒別時最好使用一組有關(guān)抗體,而不是僅用一個抗體。
3.顯示角蛋白固定劑的選擇與蛋白酶消化福爾馬林固定有時可以破壞或遮蔽角蛋白的抗原決定簇。實踐證明,酒精固定對保存角蛋白的抗原性優(yōu)于甲醛固定,且不必消化。用蛋白酶消化以暴露其抗原決定簇,能提高免疫細胞化學(xué)的敏感性,但對某些腫瘤卻有增加與其它中間絲的交叉反應(yīng)的可能性。與消化有關(guān)的其它具體方法問題請見有關(guān)章 節(jié) 。