
文章信息
- 刘九洋,袁静萍,李雁.
- LIU Jiuyang, YUAN Jingping, LI Yan.
- 腹膜癌网膜标本中乳斑的形态学研究
- Morphological Investigation of Omental Milky Spots in Peritoneal Carcinoma
- 肿瘤防治研究, 2016, 43(01): 15-19
- Cancer Research on Prevention and Treatment, 2016, 43(01): 15-19
- http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2016.01.004
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文章历史
- 收稿日期: 2015-07-04
- 修回日期: 2015-08-03
2. 430061 武汉,武汉大学人民医院病理科
2. Department of Pathology, Renmin Hospital of Wuhan University, Wuhan 430061, China
腹膜癌(peritoneal carcinoma,PC)是在腹膜上发生发展的一类恶性肿瘤,95%以上的PC为继发性腹膜癌,其原发肿瘤多源自胃、结直肠和卵巢[1]。腹膜癌发生的最主要部位是大网膜[2],这与其特殊微环境乳斑(milky spots,MS)关系密切。乳斑是癌细胞选择性定植部位,其特殊形态利于腹腔游离癌细胞黏附、存活和增殖,形成微转移灶,促进PC发生发展。
本研究采用HE染色和免疫组织化学法,分析乳斑的形态学特征和细胞数量,进而分析乳斑内细胞成分(间皮细胞、巨噬细胞、T细胞、B细胞和血管内皮细胞)的组成比例和位置关系,以在组织学和细胞学水平认识乳斑,研究腹膜癌的病理机制。
1 资料与方法 1.1 临床资料收集武汉大学中南医院肿瘤科2014年5月至11月确诊的腹膜癌患者病理标本20例,其中9例结直肠癌PC,4例原发性PC,3例胃癌PC,3例妇科肿瘤PC,1例阑尾黏液瘤PC;男性占40%(8/20),女性占60%(12/20),男女之比为1:1.5,平均年龄50岁(24~71岁)。选取其中1例胃癌PC和1例直肠癌PC标本制备病理切片,作为研究对象。研究病例均经患者知情同意和医院伦理委员会批准,有完整的临床病理记录。
1.2 方法 1.2.1 病理切片的制备标本经3%多聚甲醛常温固定24 h,丙酮脱脂10 h,甲醛再固定24 h,于网膜硬化部位取材,石蜡包埋,制备病理切片。常规组织4 μm厚连续切片,60℃烤片2 h,二甲苯中脱蜡3次,每次5 min。无水乙醇浸泡5 min,然后再分别用95%乙醇浸泡2次,每次2 min,85%乙醇冲洗1次2 min,自来水冲洗5 min,蒸馏水冲洗3 min。切片置于0.01 mol/L柠檬酸盐缓冲液(pH6.0)中,微波98℃修复20 min。室温下冷却30 min,蒸馏水冲洗。
1.2.2 免疫组织化学检测方法3%H2O2室温下孵育10 min,消除内源性过氧化物酶。每张切片用2%牛血清蛋白(BSA)37℃封闭30 min,防止抗原与抗体非特异性结合。倾去BSA,滴加一抗,37℃孵育2 h。TBS 冲洗3次,每次5 min,滴加相应二抗,37℃孵育15 min,用过氧化物酶标记的链霉素孵育15 min(福州迈新生物技术开发有限公司,中国)。用PBS冲洗3次,每次5 min。每张切片滴加新鲜配制的DAB溶液(丹麦DAKO公司)显色,显微镜下观察显色反应,显色适度时终止反应。自来水充分冲洗,苏木精对比染色,封片。阴性对照组的一抗用TBS替代。其中,免疫组织化学实验使用的一抗见表 1 。
图像采集系统为Olympus BX51荧光显微镜,配备Olympus DP72照相机(Olympus Optical Co.,Ltd.,Japan)。在显微镜明场下,分别于“10×”、“20×”、“40×”视野观察切片,识别免疫细胞集中区作为乳斑。
1.2.4 HE切片分析乳斑大小在光学显微镜下(×400)观察HE切片,绘制乳斑边界,分析形态特征,计算不同形态的比例。采用Otsu阈值分割方法,通过计算机把乳斑HE图片转换成二值图像[3](图 1F),并读取每张图片中乳斑边界的像素值,作为描述其周长的参数。
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The yellow frame was used to show the gross morphology of MS: (A) round,(B) oval,(C) irregular form in adipose tissues,(D) perivascular annulus,(E-F) using computer methods to convert HE images into binary images for calculating MS perimeter. The region in the read border indicated MS; (G) Proportions of MS shapes; H,I: Comparison of MS cells number and perimeter between GC and RC groups,respectively; A-F: ×400,scale bar=20 μm). HE: hematoxylin-eosin; MS: milky spots; GC: gastric cancer; RC: rectal cancer 图 1 HE染色分析乳斑细胞形态、数量和大小 Figure 1 Milky spots(MS) cells morphology,number and size analyzed by HE staining |
间皮细胞、淋巴细胞染色结果显示细胞轮廓清晰,直接读取相应乳斑区的细胞数值,用中位数和范围表示。CD68染色的巨噬细胞形态不规则,为定量分析,采用Imagepro Plus 6.0[4]软件(IPP,Media Cybernetics,Inc.,USA)对乳斑区进行分色处理,棕色的巨噬细胞被标记为一种颜色,称为目标区域(areas of interesting,AOI),乳斑区其他细胞被标记为另一种颜色,分别计算两种颜色的吸光度值,巨噬细胞百分比=巨噬细胞区域的吸光度值/总体吸光度值×100%。参照Weidner等[5]报道的方法,计数微血管密度(microvessel density,MVD)。
1.3 统计学方法使用SPSS21.0软件进行统计学分析,计算乳斑区各细胞成分的中位数,胃癌(gastric cancer,GC)组和直肠癌(rectal cancer,RC)组不同参数的比较使用两独立样本非参数检验(Mann-Whitney U检验),P <0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 HE染色结果 2.1.1 乳斑形态特征HE染色共分析200个乳斑,其中GC组100个,RC组100个,发现乳斑形态学上可分为圆形(14.5%)、椭圆形(18.0%)、脂肪内不规则形(14.0%)、血管周环形(11.5%)、血管周聚集形(9.0%)、扇形(4.5%)、梭形(8.5%)和网膜缘弧形(5.5%)等,以前4种形态为主,依次见图 1A~1F。RC组乳斑多位于网膜边缘,但该现象在GC组不明显。乳斑内血管丰富,免疫细胞聚集成团成簇,排列紧密。
2.1.2 乳斑细胞总数和大小GC组乳斑的细胞数为130(43~520)个,RC组为145(45~650)个,两者差异无统计学意义(P=0.187)。GC组乳斑周长为2545(1104~4836)像素,RC组为2783(817~7753)像素,见表 2、图 1H、1I,两者差异无统计学意义(P=0.125)。
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间皮细胞位于乳斑表层,覆盖在免疫细胞和血管的上层,与免疫细胞总数之比约为1:28,排列疏松,常形成细胞缺失区,即乳斑小孔(图 2E),是乳斑与腹腔联系的通道。GC组乳斑间皮细胞数为7(0~17)个,RC组为5(0~51)个,差异无统计学意义(P=0.793)。
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A: Macrophages were diffusely distributed within MS; B,C: Lymphocytes were located intensively in particular position. The location of T lymphocytes was roughly complementary with B lymphocytes,as shown by the yellow frame; D: Black arrows indicated microvessels in MS,while red arrows indicated vessels diameter > 8 red blood cells; E: Red arrows indicated mesothelial cells stained by Calretinin. Triangular red arrows indicated the stomata of MS. Mesothelial cells were arranged loosely in E1,and compactly in E2; F: Different cellular components of MS between GC and RC patients; A1-D1: ×200,scale bar=50 μm; A2-E2: ×400,scale bar=20 μm; IHC: immunohistochemistry (A: macrophages; B: T lymphocytes; C: B lymphocytes; D: vascular endothelial cells; E: mesothelial cells) 图 2 网膜乳斑内不同细胞成分的免疫组织化学染色结果 Figure 2 网膜乳斑内不同细胞成分的免疫组织化学染色结果 |
乳斑中巨噬细胞呈弥散分布(图 2A),大小不一,形态不规则,不同乳斑内巨噬细胞的含量差异大,占所有免疫细胞的10%~40%。GC组巨噬细胞占所有免疫细胞的14.7%(0.6%~75.8%),RC组为10.7%(2.0%~56.0%),组间比较,差异无统计学意义(P=0.897)。
2.2.3 T淋巴细胞T细胞聚集分布,细胞团位于乳斑局部,其余区域为CD3染色阴性的细胞(图 2B)。GC组乳斑内T细胞数为57(20~146)个,RC组为68(17~280)个,两组差异无统计学意义(P=0.102)。
2.2.4 B淋巴细胞B细胞分布与T细胞类似,细胞团位于乳斑局部,大致与T细胞区域互补(图 2C)。GC组乳斑内B细胞数为21(7~100)个,RC组为66(7~220)个,两组差异有统计学意义(P<0.001)。
2.2.5 血管内皮细胞微血管主要位于乳斑内层(图 2D),GC组乳斑MVD值为4(0~11)个,RC组该值为5(0~13)个,两组差异无统计学意义(P=0.358)。
2.2.6 总体参数汇总以上实验结果,列出乳斑形态学参数表,见表 2、图 2F。基于HE染色得出乳斑免疫细胞总数,IHC染色结果提示乳斑内免疫细胞成分为:T淋巴细胞占46.1%、B淋巴细胞占28.4%、巨噬细胞占12.4%,其他免疫细胞成分占13.1%。
3 讨论腹膜癌是腹腔内肿瘤的区域性转移,最常见转移部位为大网膜。转移癌的形成需要癌细胞和肿瘤微环境协同作用[6, 7, 8]。网膜微环境存在初级免疫组织乳斑[9],“种子-土壤”学说[10]提示癌细胞自原发灶脱落成为腹腔游离癌细胞,保持侵袭性并游走,最终选择性种植于乳斑。乳斑内细胞成分与癌细胞存在紧密而动态变化的相互作用,不同细胞的数量比例和位置关系是腹膜癌发生发展的结构基础。
本研究以腹膜癌患者网膜组织的病理切片为研究对象,采用HE染色分析乳斑形态特征,结果发现其中以圆形和椭圆形乳斑为主,细胞数多在300以上,其他形态均不规则,细胞数较少。Gerber等[11]发现小鼠腹腔内注射肿瘤细胞后,乳斑淋巴细胞数不断减少,8天后仅有少量细胞散布在肿瘤微转移灶内。这提示圆形或椭圆形是乳斑的早期完整形态,早期乳斑可杀伤肿瘤细胞,抗肿瘤作用占主导,随着成熟肿瘤细胞不断凋亡,残留的肿瘤干细胞抵抗免疫杀伤,释放多种趋化因子并形成新生血管,实现免疫逃逸[12],仍能持续增殖、分化。早期乳斑数的减少提示腹膜癌进展,形成微转移灶,乳斑细胞数骤减,形态发生变化,或呈不规则形(如梭形),或出现细胞排列分散的现象(如血管周环形)。
免疫组织化学法研究乳斑细胞的位置关系,发现T细胞和B细胞均聚集成细胞簇,位置关系大致互补,提示乳斑早期发挥抗肿瘤作用时,具有区域性免疫增强的特点。乳斑巨噬细胞弥散分布在其内部以及与周围组织的交界处,而微血管也多位于乳斑内层。Krist等[13]在电子显微镜下观察发现,不成熟的巨噬细胞分布在乳斑中央,成熟型分布在表层。不同位置的巨噬细胞作用不同,如在缺氧区域的巨噬细胞能促进肿瘤血管形成,而在肿瘤-间质交界处则能促进癌细胞侵袭[14]。这也提示乳斑既可促进癌细胞侵袭,也可促进其增殖,是癌细胞选择性种植网膜乳斑的原因之一。乳斑内巨噬细胞的分型和作用机制尚需进一步研究。
胃肠道肿瘤是腹膜癌最常见的原发肿瘤[15, 16]。本实验研究对象为出现腹膜转移的胃癌和直肠癌患者,我们选取未见癌细胞转移的网膜区乳斑,在细胞水平对其定量分析,旨在获得肿瘤负荷状态下乳斑的基础数据。癌细胞侵袭后乳斑的相关研究有待进一步开展。Krist等[13]研究7例腹腔内无感染和肿瘤患者的网膜乳斑,其结果提示乳斑的细胞学组成中,巨噬细胞占67.9%,B细胞占10.1%,T细胞占10.2%,其余为肥大细胞。本实验纳入研究患者的网膜状态与之不同,采用免疫组织化学技术研究的乳斑数量更多,使用的单克隆抗体对白细胞表面抗原的识别更加精确。结果提示乳斑内层免疫细胞中位数为141个,其中T细胞占46.1%,B细胞占28.4%,巨噬细胞占12.4%。
总之,免疫组织化学法可以分别对各指标做定量分析,初步得出乳斑形态学特征、细胞组成比例和位置关系,但不能原位、同步获取多种信息的综合数据。量子点在肿瘤分子成像方面优势明显[17, 18],结合该方法深入研究乳斑特征有助于认识腹膜癌的形成过程,为腹膜癌分类分期提供依据,这是我们下一步的研究方向。
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