Автореферат и диссертация по медицине (14.00.14) на тему:Цитологическая диагностика опухолей почки

Актуальность исследования

В структуре злокачественных новообразований опухоли почки составляют 2-3%. Среди урологических опухолей рак почки занимает первое место (Чиссов В.И., 2004). Прирост заболеваемости раком почки в России в 1990-1995г.г. был самым высоким среди всех злокачественных опухолей и составил 35% у мужчин и 28% у женщин. Этот прирост в значительной степени связан с широким внедрением в практику современных методов диагностики, в первую очередь ультразвуковой, компьютерной томографии, позволяющих диагностировать ранние, клинически не проявляющиеся опухоли почки (Фигурин К.М., Подрегульский К.Э., 1998). Число случаев поздней диагностики рака почки в три раза больше, чем при других урологических новообразованиях. Выживаемость больных после лечения остается низкой, так как рак почки относится к опухолям резистентным к лучевой и химиотерапии, поэтому ранняя диагностика важна для своевременного и адекватного лечения (Motzer R.J., Banertjee S.S., 1997). Решение вопросов ранней диагностики невозможно без углубления представлений об онко- и морфогенезе данной группы новообразований.

В последние годы в работах, посвященных патоморфологии рака почки, представлена гистологическая, гистохимическая и ультрамикроскопическая характеристика основных вариантов его строения, рассмотрены проблемы предрака и дифференциальной диагностики. Большинство авторов считает выделение отдельных типов почечноклеточного рака необходимым, прежде всего для адекватной морфологической диагностики, поскольку от этого зависит прогноз заболевания. В 1996году в Гейдельберге на Международном симпозиуме «Использование молекулярной генетики в классификации почечноклеточных опухолей» принята рабочая классификация, получившая свое название в литературе как Гейдельберская или Майницкая. Согласно этой классификации выделяют следующие группы опухолей: 1) опухоли с признаками дифференцировки эпителия проксимального сегмента нефрона (светлоклеточный, хромофильный и папиллярный рак); 2) опухоли с признаками дифференцировки эпителия дистального сегмента нефрона и собирательных протоков (хромофобный, онкоцитома, рак из протоков Беллини); 3) прочие (нейроэндокринный рак). В 1998году выпущена новая гистологическая классификация ВОЗ опухолей почек. Однако все работы касаются гистологической диагностики опухолей почки. В отечественной литературе вопросы цитологической диагностики опухолей почки отражены в работах более 20-летней давности (Васильева Н.Н., 1981, Мельник А.Н.,1985, Петрова А.С., 1983). В зарубежной литературе цитологические работы, в основном, касаются описательной характеристики отдельных типов опухолей почки (Mitsyoshi Н., Takaki S, 1998, Akhtar М., Ashraf А. 1995, Gupta R., Howitz M., 1998). До настоящего' времени остаются недостаточно разработанными и описанными цитоморфологические критерии различных вариантов рака почки, особенно в дифференциально-диагностическом аспекте с другими опухолями почки.

Одной из главных задач морфологического исследования на современном этапе является дооперационная дифференциальная диагностика доброкачественных и злокачественных почечноклеточных опухолей, а при установлении диагноза злокачественного новообразования — достоверная оценка гистологического типа опухоли и степени злокачественности. В решении этих задач помогает тонкоигольная аспирационная биопсия почки под контролем ультразвукового метода, с последующим цитологическим исследованием. Достоверность (точность) цитологического исследования при опухолях и опухолеподобных заболеваниях почки, по данным различных авторов, колеблется от 70% до 97% (Yoichiroh I., Masahito S., 1995, Relley С., Cohen M., 1996, Харченко В.П, Каприн А.Д., 2000).

Вопросы дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных новообразований представляет не только теоретический интерес, но имеют и большую практическую значимость, поскольку оперативная тактика по отношению к этим опухолям различна: при доброкачественных опухолях производится энуклеация опухоли или резекция почки, а при раке - резекция почки или нефрэктомия. Поэтому, знание цитологической картины, как злокачественных, так и доброкачественных процессов, помогает клиницисту выбрать правильный объем оперативного вмешательства. В настоящие время, с внедрением в практику методов ультразвуковой диагностики, всё чаще диагностируют практику методов ультразвуковой диагностики, всё чаще диагностируют бессимптомные опухоли почки, и для дифференцировки их пункционная биопсия является важным методом исследования (Yoichiroh I. 1995, Vega Vega А. 1997). Так же пункционная биопсия необходима для диагностики вторичных (метастатических) опухолей почки и для планирования соответствующего лечения этим больным (Gattuso Р. 1999). Тонкоигольная пункционная биопсия позволяет изменить план лечения больного в 38% наблюдениях (Barriol D. 2000).

Вместе с тем, патология опухолей почки требует дальнейшей разработки цитологических критериев диагностики и дифференциальной диагностики доброкачественных опухолей почки, реактивных изменений почечного эпителия, различных цитологических вариантов почечноклеточного рака, неэпителиальных опухолей почки, которые нередко представляют непреодолимые трудности при выдаче цитологических заключения.

Цель и задачи исследования

Цель исследования - совершенствование метода цитологической диагностики опухолей почки.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать цитологические диагностические критерии рака и неэпителиальных опухолей почки.

2. Определить результативность цитологического метода исследования в диагностике опухолей почки.

3. Выделить цитологические варианты рака почки.

4. Установить дифференциально-диагностические цитологические критерии между раком почки, ангиомиолипомой, реактивными пролиферативными " изменениями эпителия почки, метастатическими поражениями почки.

5. Изучить возможности иммуноцитохимического метода, метода определения ядрышкового организатора с морфометрией для диагностики и дифференциальной диагностики опухолей почки.

Новизна исследования

Впервые выделены различные клеточные варианты рака почки. Впервые разработаны и систематизированы цитологические дифференциально-диагностические признаки почечноклеточного рака, ангиомиолипомы, реактивных изменений почечного эпителия, применение которых способствует повышению достоверности, чувствительности и специфичности цитологического метода исследования. Показана целесообразность использования морфометрического определения областей ядрышкового организатора и иммуноцитохимического исследования для дифференциальной диагностики и определения гистогенеза опухоли почки.

Практическая значимость

На основании изучения цитограмм сформированы цитоморфологические диагностические и дифференциально-диагностические признаки рака и нераковых поражений почки, способствующие правильной трактовке микроскопической картины, что делает цитологическое исследование одним из важных методов диагностики, обеспечивающих дооперационную морфологическую верификацию диагноза с указанием гистологического типа и степени дифференцировки опухоли почки. Диссертационная работа позволяет увеличить достоверность цитологической диагностики опухолей почки в дооперационном периоде до 90,3%, а при раке почки до 94,6%.

ВЫВОДЫ

1. Разработанные цитологические дифференциально-диагностические критерии наиболее часто встречающихся опухолей почки (почечноклеточного рака, ангиомиолипомы, злокачественной фиброзной гистиоцитомы) способствуют морфологической верификации диагноза до операции. Достоверность цитологического исследования при тонкоигольной пункционной биопсии составляет 90.3%, чувствительность - 94.6%, специфичность - 83%, эффективность - 80%).

2. Цитологические критерии позволяют выделить основные варианты почечноклеточного рака: светлоклеточный, гранулярноклеточный, из мелких клеток, веретеноклеточный, папиллярный, кистозный, комбинированный, хромофобный, из протоков Беллини.

3. При почечноклеточном раке результативность тонкоигольной пункционной биопсии достигает 94.6% и не зависит от его размера: при опухоли до Зсм - 91%, 3,1 - 7см - 96% и более 7см - 95,2%.

4. Иммуноцитохимический метод исследования, с использованием даже минимального набора антител (цитокератины, виментин, НМВ-45), является уточняющим методом диагностики почечноклеточного рака, ангиомиолипомы, фиброзной гистиоцитомы и метастатических опухолей почки.

5. Ангиомиолипома почки имеет характерную цитологическую картину с наличием жирового, сосудистого и мышечного компонента: среди клочков жировой клетчатки имеются вытянутые клетки с палочковидными мономорфными ядрами, группирующиеся вокруг сосудов, экспрессирующие НМВ-45 и миозин, экспрессия цитокератинов отсутствует. Совокупность цитологического и иммуноцитохимического метода позволяет повысить достоверность морфологической диагностики ангиомиолипомы с 61,5% до 83%.

6. Ведущими критериями дифференциальной цитологической диагностики реактивных изменений почечного эпителия и почечноклеточного рака являются изменения ядра и хроматина: при реактивных изменениях ядра небольшие, мономорфные, округлой или овальной формы, с равномерным сетчатым хроматином и единичными небольших размеров нуклеолами; при раке наоборот, ядра гиперхромные, с неровными контурами, гипертрофированными нуклеолами, характерны некротические изменения.

7. Дифференциальной цитологической диагностике почечноклеточного рака и реактивных изменений почечного эпителия способствует исследование областей ядрышкового организатора: ядрышко - ядерное отношение при раке достоверно выше и составляет - 0,11 - 0,15, при реактивных изменениях - 0,05-0,07.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В структуре всех злокачественных новообразований опухоли почки составляют 2-3%. Имеются многочисленные данные, свидетельствующие об умеренном росте (2% в год) заболеваемости почечноклеточным раком (Мавричев А.С., 1996, Чиссов В.И., 2004, 2005). Этот рост в значительной степени обусловлен широким внедрением в практику современных методов диагностики, в первую очередь ультразвукового исследования и компьютерной томографии, позволяющих в 25-30% наблюдениях диагностировать ранние, клинически не проявляющиеся опухоли почки. Почечноклеточный рак - наиболее часто (94%) встречающаяся злокачественная опухоль почки. Доброкачественные новообразования почки составляют 6-8% и представлены в основном ангиомиолипомой, аденомой и онкоцитомой (Аляев Ю.Г., 2002).

Одной из главных задач онкологии на современном этапе является дооперационная дифференциальная диагностика доброкачественных и злокачественных опухолей почки, а при установлении диагноза злокачественного новообразования - достоверная оценка гистологической формы опухоли и степени ее злокачественности. Несмотря на попытки определения доброкачественной или злокачественной природы опухолей почки на основании результатов ультразвуковых или рентгенологических методов, окончательный диагноз устанавливается только с помощью морфологического исследования, на предоперационном этапе ведущее значение имеет цитологический метод исследования. Знание цитологической картины как злокачественных, так и доброкачественных процессов представляют большую практическую ценность, поскольку на современном этапе оперативная тактика по отношению к этим опухолям различна: при доброкачественных процессах производится энуклеация опухоли или резекция почки, при раке - резекция или нефрэктомия. Дооперационные морфологические данные в 38% случаях позволяют изменить намеченный план лечения (Barriol D., 2000). Достоверность цитологического исследования при опухолях и опухолеподобных заболеваниях почки по данным литературы колеблется от 86 до 97,7%, неинформативный материал составляет 3-17% (Харченко В.П., 2000, Imaide Yoichiroh, 1995, Mostofi F.K., 1998, Truong Luan D., 1999, Zardawi I., 1999).

В диссертации проведен анализ результатов цитологической диагностики (439 наблюдений), разработаны и систематизированы цитологические критерии наиболее часто встречающихся доброкачественных и злокачественных опухолей почки. При разработке цитологических критериев опухолей почки использовались цито-гистологические сопоставления. Контролем достоверности цитологической диагностики служили данные планового гистологического исследования о характере процесса и гистологическом типе опухоли. При сопоставлении результатов цитологического и гистологического исследований (140 наблюдений) совпадение диагнозов отмечено в 112 наблюдениях, и достоверность цитологического метода составила 90,3%, чувствительность — 94.6%, количество неудачных пункций - 11%, эффективность метода тонкоигольной пункционной биопсии составила 80%. При диагностике рака почки достоверность цитологического исследования достигает 94,6%, неудачные пункции с получением неинформативного материала составляют 12,3%, эффективность цитологической предоперационной диагностики - 83%.

Проанализирована достоверность цитологического исследования в зависимости от размера опухолевого узла. Наименьшая достоверность цитологического исследования - 91-%- при опухоли размером ДО' Зсм, это связано с тем, что рак почки до 3 см, как правило, высокодифференцированный и часто не имеет четких дифференциально-диагностических признаков с аденомой и представляет значительные трудности для интерпретации цитологического мазка. Наибольшая достоверность - 96% при опухолях размером от 3,1см до 7см и 95,2% при опухолях более 7см. Вне зависимости от размера опухолевого узла цитологический метод исследования рака почки является высокоинформативным методом предоперационной диагностики.

На основании изучения цитоморфологических критериев рака почки установлено значительное многообразие микроскопических картин, и основываясь на международной гистологической классифиации ВОЗ (1998) выделены следующие цитологические варианты почечноклеточного рака: светлоклеточный, рак из мелких • клеток, гранулярноклеточный, веретеноклеточный, кистозный, папиллярный, комбинированный, хромофобный и рак из протоков Беллини.

Светлоклеточный вариант характеризуется обилием клеток опухоли, которые располагаются разрозненно, тяжами, пластами. Клеточные элементы, скапливаясь вокруг тяжей межуточного вещества и капилляров, создают своеобразные структуры в виде «пера». Клетки крупных размеров, полигональной, округлой и причудливой формы с обильной пенистой цитоплазмой, лишь иногда с четкими контурами, поэтому границы большинства клеток неразличимы. Цитоплазма обильная и содержит большое количество вакуолей различного размера. Ядра клеток относительно невелики, резко гиперхромны, преимущественно округлые или овальные, имеют неровные контуры и грубый рисунок хроматина. Встречаются ядрышки, окрашенные интенсивно. Снижение дифференцировки опухоли сопровождается нарастанием полиморфизма клеточных элементов.

Гранулярноклеточный вариант имеет все признаки светлоклеточного рака, но основным цитологическим признаком опухолевых клеток является базофильная зернистость цитоплазмы, от мелкоточечной и необильной до крупной, густо заполняющей всю цитоплазму.

Рак из мелких клеток в гистологической классификации не выделяется. Так как этот вариант почечноклеточного рака представляет значительные сложности для морфологической диагностики и встречается довольно часто (33,6%), мы посчитали необходимым выделить его в отдельную группу. Клеточные элементы располагаются в основном разрозненно, но иногда скоплениями и тяжами, группируясь вокруг капилляров и тяжей межуточного оксифильного вещества. Характерно плотное беспорядочное расположение ядер в таких структурах; клеточные границы, как правило, неразличимы. Клетки мелкие с гиперхромные пикномофными ядрами. Хроматин глыбчатый, густо заполняет ядро, уплотнен по периферии, имеются единичные ядрышки. Цитоплазма скудная, ядро занимает почти всю клетку.

Веретеноклеточный вариант — редкий вариант почечноклеточного рака. Клетки опухоли веретенообразной, вытянутой, причудливой формы, располагаются изолированно друг от друга, скоплениями и пучками. Выражен клеточный полиморфизм. Границы клеток могут быть как четкими, так и размытыми. Цитоплазма вытянутая, отростчатая, что и придает клеткам веретенообразную форму. Вакуолизация цитоплазмы встречается не всегда. Ядра полиморфные, различной формы: овальные, круглые, вытянутые, причудливые; хроматин неровный, гиперхромный. Ядрышки часто множественные. В дифференциальной диагностике с саркомами и веретеноклеточным вариантом плоскоклеточного рака помогает иммуноцитохимическое исследование: коэкспрессия цитокератинов и виментина.

Кистозный вариант почечноклеточного рака наиболее сложен для цитологической диагностики. Доставленный материал часто представлен жидкостью. Клеточный материал скуден. Среди бесструктурных масс встречаются клетки выстилки кисты и клетки рака, характеризующиеся обильной пенистой цитоплазмой и гиперхромным ядром. Границы клеток размытые, структура хроматина неровная. Иногда обнаруживаются веретенообразные клетки стромы. Клетки опухоли могут не попадать в доставленный материал, что приводит к ошибочному цитологическому заключению о кисте почки.

Папиллярный вариант - редкий вариант почечноклеточного рака. Клетки опухоли часто образуют папиллярные структуры, а также могут располагаться разрозненно. Границы клеток сохранены, отмечается умеренный клеточный и ядерный полиморфизм. Цитоплазма скудная, чаще эозинофильная, но могут присутствовать базофильные и светлые клетки. Ядра округлой, овальной, бобовидной формы, границы ядра неровные, встречаются единичные ядрышки.

Комбинированный вариант имеет признаки различных морфологических типов почечноклеточного рака: светлоклеточного, гранулярноклеточного и веретеноклеточного рака.

Хромофобный рак сходен с онкоцитомой. Опухоль строит солидные, реже тубулярные структуры из крупных, хорошо очерченных клеток со светлой, но не пустой цитоплазмой, в которой определяется зернистость. Клетки содержат одно-два ядра, располагающиеся центрально или слегка эксцентрично. Ядра небольшие или умеренных размеров округлые или слегка извитые, ядрышко маленькое или средней величины. Характерно наличие околоядерной зоны просветления. Митозы редки.

Рак из протоков Беллини - редкая форма рака почки. В опухоли выявляются тубулярные, тубуло-папиллярные, трабекулярные и папиллярные структуры. Клетки опухоли полиморфны. Цитоплазма скудная, гомогенная, отростчатая, базофильная, изредка может содержать зернистость. Ядра овальной формы, разных размеров от среднего до крупного, гиперхромные, содержат светлый хроматин и гипертрофированные ядрышки.

Систематизация цитологических картин при почечноклеточном раке имеет существенное диагностическое значение, поскольку позволяет правильно подойти к оценке цитограмм, установить характер опухолевого поражения, провести дифференциальный диагноз между доброкачественной и злокачественной опухолью, определить гистологический тип опухоли. Данные наших исследований показывают, что в дифференциальной диагностике существенное значение могут иметь трудности, не позволяющие отличить почечноклеточный рак от реактивных изменений почечного эпителия, ангиомиолипомы, аденомы, онкоцитомы, а также затруднения в дифференциальной диагностике почечноклеточного рака и других злокачественных новообразований, характеризующиеся сходной цитологической картиной.

Расхождение предоперационного цитологического и планового гистологического диагноза имело место в 12 (9,7%) наблюдениях, из них в 5 -гиподиагностика и в 7 - гипердиагностика.

Трудности диагностики наблюдались при дифференциальной диагностике между почечноклеточным раком и ангиомиолипомой, поэтому возникла необходимость изучить цитологические картины и дифференциально-диагностические ' критерии ангиомиолипомы.

Установлено, что ангиомиолипома имеет характерную цитологическую картину, что позволяет отличать ее от других опухолей почки.

Ангиомиолипома характеризуется наличием в цитологическом препарате клочков жировой клетчатки, среди которых имеются вытянутые клетки с палочковидными относительно мономорфными ядрами, иногда группирующиеся вокруг сосудов. В препарате в различном количестве разрозненно и в виде групп вокруг капилляров встречаются клетки почечного эпителия, которые относительно мономорфны, имеют мелкие и средние размеры, округлую кубическую и призматическую форму. Ядра клеток округлые, с четкими ровными контурами и равномерной структурой хроматина. Цитоплазма относительно обильная, гомогенная. В дифференциальной диагностике ангиомиолипомы и почечноклеточного рака помогает наличие клочков жировой клетчатки, в которых расположены вытянутые клетки с палочковидными ядрами, что не встречается при раке. При почечноклеточном раке изменения эпителия имеют более выраженный характер: отмечается больший полиморфизм клеток, гиперхромия ядер, увеличение числа ядрышек, образование характерных структур в виде «пера». В трудных случаях помогает иммуноцитохимическое исследование. При ангиомиолипоме экспрессируются актин, миозин, НМВ-45, мелан А.

Гипердиагностика почечноклеточного рака связана с неправильной интерпретацией реактивно измененного почечного эпителия. Клетки почечного эпителия имеют выраженный клеточный и ядерный полиморфизм, ядра гиперхромные, визуализируются увеличенные ядрышки. Сложности дифференциальной диагностики между почечноклеточным раком и реактивно измененным почечным эпителием заставили искать и использовать дополнительные методы уточняющей диагностики. В последнее время в цитологии широкое применение получил метод определения функционального состояния клеток с помощью оценки активности областей ядрышкового организатора (ОЯОР), которая отражает метаболическую и пролиферативную активность клеток, а также является маркером злокачественной трансформации. Исследования зарубежных и отечественных авторов показывают, что характеристика активности ОЯОР может быть применена для дифференциальной цитологической диагностики доброкачественных и злокачественных процессов различных локализаций, однако при патологии почек в литературе отсутствуют такие исследования (Райхлин Н.Т., 2002, Ченцов Ю.С., 2004, Zaczek М. 1996).

Мы выявили значительную диагностическую ценность определения областей ядрышкового организатора в распознавании высокодифференцированного почечноклеточного рака и реактивных изменений почечного эпителия. Как показали проведенные исследования, существуют значимые различия в ядрышко-ядерном отношении, то есть в отношении площадей ядрышек и ядер, при реактивных изменениях почечного эпителия и высокодифференцированном почечноклеточном раке. Они равны соответственно 0,05 - 0,07 в группе реактивных изменений и 0,11 - 0,15 в группе высокодифференцированного почечноклеточного рака. Цитохимическая реакция с нитратом серебра с последующей компьютерной морфометричечкой обработкой проста для выполнения на цитологических препаратах и существенно дополняет морфологические данные, полученные при панхромной окраске, что позволяет увеличить достоверность цитологического исследования.

Установлено, что цитологическая картина аденомы почек при значительном сходстве с почечноклеточным раком отличается от него целым рядом морфологических признаков: относительной монотонностью клеточных элементов по величине и форме с образованием сосочковых, железистых и тубулярных структур в препарате, сосочковые структуры и округлые клеточные скопления при аденомах сохраняют правильное строение.

Среди других новообразований нами изучалась цитологическая картина злокачественной фиброзной гистиоцитомы, которую приходилось дифференцировать, прежде всего, с веретеноклеточным вариантом почечноклеточного рака. При микроскопическом исследовании для фиброзной гистиоцитомы характерна пестрая картина с выраженным полиморфизмом клеток, имеющих пенистую вакуолизированную цитоплазму. Клетки вытянутой формы, от мелких, имеющий узкий ободок цитоплазмы, до крупных многоотростчатых. Ядра овальные или округлые с четкими границами, зернистым рисунком хроматина и четко определяемыми иногда множественными ядрышками. Встречаются гигантские многоядерные клетки с периферическим расположением ядер в виде полукольца (клетки Тутона). Существенную роль в постановке диагноза играет иммуноцитохимическое исследование - экспрессия виментина и отрицательная реакция на цитокератины.

Метастазы рака в почку могут не представлять трудностей для цитологической диагностики. Цитологические картины метастатических процессов в почку аналогичны цитограммам первичной опухоли. Однако в сложных случаях помогают дополнительные методы исследования — иммуноцитохимия: при меланоме - экспрессия НМВ-45; при медуллярном раке щитовидной железы - экспрессия кальцитонина; при железистом и плоскоклеточном раке отрицательная реакция на виментин.

Цито-гистологические сопоставления показали, что при опухолях почки достоверность цитологического исследования составила 90,3%. Цитологический диагноз почечноклеточного рака правильно установлен в 94,6%.

Ошибки цитологической диагностики связаны, прежде всего, с малоизученностью цитологических критериев различных доброкачественных и злокачественных новообразований, небольшим числом- клеточных элементов в цитологических препаратах, что обусловлено выраженностью некротических процессов и кистозными изменениями, характерными для почечноклеточного рака. Присутствие в цитологических препаратах клеточных элементов с выраженными признаками дистрофии также затрудняет проведение адекватной морфологической диагностики.

Таким образом, цитологический метод исследования является эффективным методом дооперационной морфологической диагностики опухолей почки, достоверность исследования составляет 90.3%, чувствительность - 94.6%, специфичность - 83%, эффективность — 80%. Повышение достоверности достигается правильной интерпретацией цитологической картины и применением дополнительных методов исследования — иммуноцитохимического исследования и определения областей ядрышкового организатора. Учитывая клеточный состав опухоли можно не только диагностировать рак, но и определить морфологический вариант почечноклеточного рака. Знание цитологических критериев доброкачественных и злокачественных опухолей почки позволяет на дооперационном этапе установить характер опухолевого процесса, гистологический тип опухоли, степень дифференцировки рака, диагностировать метастатические поражения почки, что, несомненно, влияет на разработку адекватного плана лечения.