Морфологический метод диагностики опухолей

 

Особое место в онкологии занимают морфологические методы исследования цитологический и гистологический.

Ни один из существующих специальных методов лечения (хирургический, лучевой, лекарственный) не может проводиться без морфологической верификации диагноза. Несоблюдение этого правила ведет к неправильной постановке диагноза к необоснованному проведению специального лечения вследствие чего выполняются тяжелые, порой калечащие операции, проводится лучевая терапия с тяжелыми лучевыми повреждениями или химиотерапия, обладающая тератогенным и канцерогенным эффектом.

Исключение диагноза злокачественной опухоли без морфологического исследования может быть ошибочным, что отодвигает сроки начала специального лечения и ухудшает его отдаленные результаты.

Чрезвычайно быстрое развитие и становление претерпел цитологический метод исследования. Материалом для исследования могут быть клетки которые самостоятельно слущиваются из опухоли и выделяются (эксфолиативная цитология) и клетки полученные путем аспирации при пункции опухоли (аспирационная цитология).

Материалом для исследования в первом случае является мокрота, моча, секрет предстательной железы, выделения из соска грудной железы, выделения из шейки матки и влагалища, выделения из прямой кишки. Материал из полых органов может быть получен путем смывов изотоническим раствором натрия хлорида, путем отпечатков или соскоба с поверхности тканей при помощи ватного тампона или специальных щеточек. Материалом для эксфолиативной цитологии может быть мазок-отпечаток с поверхности кусочков, полученных при биопсии. Неэксфолиативная (аспирационная) цитология предполагает исследование клеток полученных при пункции опухолевых образований из щитовидной и грудной желез, слюнной и предстательной желез, лимфатических узлов, опухолей легких и средостения, опухолей мягких тканей и костного мозга.

Пункция позволяет получить цитологический материал из плевральной и брюшинной полостей, спинномозгового канала, перикарда и синовиальных влагалищ. С помощью стернальной пункции также получают ткань костного мозга для цитологического исследования.

О злокачественном превращении клеток можно судить на основании совокупности признаков, характеризующих клетки новообразования и их взаимоотношения с другими клетками. К основным группам относятся резковыраженная атипия по сравнению с нормальными клетками, которая заключается: в полиморфизме величины и формы клеток, увеличении ядра относительно размеров клетки, образовании гигантских ядер, эксцентричном расположении ядра, наличии нескольких ядер в одной клетке (рис. 8). Характерным признаком для злокачественной опухоли является большое

 

Рис. 8. Морфологические особенности опухолевых клеток.

количество митозов, гиперхромия ядер и вакуолизация цитоплазмы. Имеется большое количество “голых” ядер.

Величина опухолевых клеток колеблется от 4 до 60 m. Чаще всего опухолевые клетки больше клеток исходной ткани и могут иметь разнообразную форму: овальную, круглую, веретенообразную, цилиндрическую, треугольную, звездчатую, полигональную и др. Клетки неправильной формы с отростками цитоплазмы, включениями и вакуолями имеют сходство с амебой.

Форма ядер злокачественных клеток также разнообразна и может быть овальной, бобовидной, веретнообразной, серповидной и неправильной.

Основными красителями ядра опухолевых клеток окрашиваются интенсивнее нормальных. Хроматин в них расположен неравномерно в виде крупных зерен и толстых нитей. Важным признаком опухолевых клеток является то, что их ядро занимает большую площадь чем цитоплазма.

В опухолевых клетках насчитывается от 4 до 6 ядрышек. В связи с этим ядерно-ядрышковое соотношение составляет 1:25 и даже 1:15, в нормальных клетках оно равно 1:50.

Границы злокачественных клеток чаще размытые, неровные.

Одним из основных морфологических признаков злокачественных опухолей является образование многоядерных гигантских клеток. Это является следствием неразделившейся цитоплазмы в клетке где произошел митоз. Одно из ядер многоядерной клетки может делиться митотически, в то время как другие ядра не имеют признаков деления.

Для злокачественной опухоли характерно большое количество митозов. В здоровой ткани на 1000 клеток приходится менее четырех митозов. По индексу кариокинетической активности устанавливается отношение делящихся клеток к общему числу клеточных элементов в поле зрения. Индекс 1:200 свидетельствует о низкой степени малигнизации, 1:100 - о средней степени и 1:50 - о высшей степени злокачественности.

Активность опухолевых клеток часто проявляется в виде пиноцитоза и фагоцитоза. Вследствие этого в цитоплазме опухолевых клеток много вакуолей, различных включений, обломков эритроцитов и других клеток.

В злокачественных раковых опухолях часто определяется аутофагия (“каннибализм”, “самопоедание”), которая проявляется в виде поглощения крупной опухолевой клеткой более мелкой. Поглощенная клетка в дальнейшем почти полностью разрушается (“переваривается”).

В настоящее время существует около 200 различных цитоморфологических признаков опухоли.

Совокупность цитоморфологических признаков указывает на характер изменений клеток по отношению к их гистогенетическому прототипу в физиологических условиях.

Наибольшие успехи достигнуты при цитологической диагностике рака шейки матки и желудка. Значительная часть рака шейки матки диагностируется в стадии развития Ca in situ, при котором возможно полное излечение в 100 % случаев. Преимуществом цитологического метода является простота исследования, доступность, безопасность, что делает возможным его применение в поликлинических условиях для обследования больших контингентов населения.

При необходимости цитологическое исследование дополняется цитохимическим анализом, позволяющим определить обменные процессы в клетках, а также методами генетического исследования.

При цитологическом методе исследования возможны два вида ошибок. Ложноотрицательный диагноз характерен для тех случаев, когда при наличии опухоли в исследуемом материале отсутствуют опухолевые клетки. Это возможно при заборе материала из некротизированного участка опухоли, или из здоровой ткани.

Ложноположительный диагноз возможен в тех случаях, когда выраженный пролиферативный процесс воспринимается цитологом как опухолевый.

В ряде случаев, цитологический метод не позволяет точно установить характер заболевания, что делает необходимым выполнение гистологического исследования. С этой целью применяется несколько видов прижизненных диагностических биопсий. Менее травматичной является пункционная биопсия, при которой специальной иглой путем пункции извлекают столбик ткани. При эндоскопическом исследовании проводится щипцевая биопсия. При опухолях, чаще наружных локализаций, выполняется эксцизионная биопсия при которой удаляется весь патологический очаг (сектор молочной железы, пигментное образование кожи, участок легкого) в пределах здоровых тканей. В тех случаях, когда опухоль имеет большие размеры или неудалима, выполняется инцизионная биопсия, при которой получают участок ткани непосредственно из патологического очага.

Ткань для гистологического исследования из полых органов можно получить путем щипцевой биопсии или кюретажа (выскабливания).

Полученный прижизненно биопсийный материал подвергается гистологическому исследованию, которое позволяет выявить гистогенез опухоли, характер роста, степень ее анаплазии и инвазии в окружающие ткани.

В практике онкологических учреждений часто применяют срочные субоперационные биопсии, ответ на которые дается во время операции в течение небольшого времени. Очень часто ответ влияет на дальнейший ход операции или в сторону расширения объема (например, радикальная мастэктомия) или операция ограничивается малым объемом (секторальная резекция).

Чем больше опухоль утрачивает черты внешнего сходства с исходной тканью, тем клинически она протекает более злокачественно. Опухоли могут претерпевать столь глубокие изменения, что возникают трудности в определении их гистогенеза, в связи с чем их называют недифференцированными (анаплазированными).

Установление гистогенеза опухоли является важным критерием при выборе метода лечения.

Для злокачественных опухолей характерен инвазивный рост, поэтому между опухолью и окружающими тканями нет четкой границы. Опухолевые клетки проникают в нормальные тканевые структуры. Одним из признаков инфильтрирующего роста является прорастание базальной мембраны, а также прорастание в кровеносные и лимфатические сосуды. Опухолевые клетки распространяются по рыхлым соединительно-тканным прослойкам, серозным покровам, по просветам выводных протоков желез.

Гистологический диагноз устанавливается главным образом на основании данных изучения состояния парехнимы опухоли и результатов определения особенностей (атипизма) ее клеток. Неправильное строение паренхимы, нарушение ее соотношения со стромой и отдаленное сходство с нормальной тканью является признаками органного и тканевого атипизма.

Доказано в эксперименте, что злокачественными свойствами при раке обладает только паренхима опухоли. Строма играет роль посредника между новообразованием и организмом. Строма большинства раковых опухолей построена из нормальных структур. Данные о ее строении имеют вспомогательное значение в диагностике опухолей. Поэтому для точной морфологической диагностики применяются гисто- и цитохимические исследования, а также электронная микроскопия.

Раковые опухоли могут развиваться из покровного и железистого эпителия. Рак из покровного эпителия имеет несколько гистологических разновидностей: интраэпителиальный рак (carcinoma in situ) и плоскоклеточный (эпидермоидный) ороговевающий и неороговевающий рак.

Плоскоклеточный ороговевающий рак характеризуется способностью некоторых раковых клеток к ороговению. Последние образуют округлые скопления, в центре которых они сливаются в гомогенные оксифильные массы с базофильными зернами, которые называются роговыми жемчужинами.

Плоскоклеточный неороговевающий рак отличается от ороговевающего более низкой дифференцировкой клеток, отсутствием признаков ороговения эпителия и большей митотической активностью.

Аденокарциномой называют рак из железистого эпителия. Микроскопически опухоль образует трубчатые железы с неравномерным просветом и толстыми многослойными стенками, состоящими из резкоатипического цилиндрического эпителия.

Раковая опухоль в которой строма резко преобладает над паренхимой называется скиррозной (фиброзный рак). Опухоль в которой преобладает паренхима (раковые клетки) над стромой называется медуллярный (мозговидный, мягкий) рак.

Скирр относится к инфильтративным формам рака, которые вызывают сморщивание и уплотнение стенок органов, на разрезе напоминает беловатую рубцовую ткань.

Медуллярный (мозговидный) рак макроскопически представляет серо-желтую крошащуюся ткань с обильным соскобом.

Аденокарцинома, продуцирующая много слизи, которая скапливается в неправильной формы ячейках (“озерах” или “цистернах”), разделенных соединительнотканными прослойками называется коллоидный или слизистый рак. Коллоидный рак на разрезе серовато-розового цвета, по внешнему виду напоминает желе или студень.

В раковых опухолях встречаются самые разнообразные сочетания приведенных форм, каждая из которых может возникать и развиваться самостоятельно, не проходя предшествующих стадий и не переходя в последующие.

 

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ЛЕЧЕНИЕ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ

 

Подходы к лечению злокачественных опухолей принципиально отличаются от подходов в лечении терапевтических, хирургических и инфекционных заболеваний.

Это обусловлено необычными свойствами злокачественной опухоли, а именно ее способностью к безудержному росту и метастазированию. Поэтому основным стратегическим направлением в лечении опухолей является полное уничтожение опухолевых тканей и отдельных клеток, где бы они не находились в организме.

В большинстве случаев на момент установления диагноза злокачественной опухоли мы имеем не локальный патологический процесс, а системное поражение организма. В связи с этим в онкологии принят термин раковая болезнь. Поэтому лечение должно включать не только методы локального воздействия на опухоль, но и системного воздействия с целью эрадикации всех опухолевых клеток из организма. Вторая задача представляется наиболее сложной, так как требует избирательного воздействия на опухолевые клетки с минимальным повреждением здоровых.

В онкологии существует несколько видов лечения в зависимости от поставленных задач: радикальное, паллиативное и симптоматическое.

Радикальное лечение направлено на полную ликвидацию всех очагов опухолевого роста. Однако, радикализм в определенной степени условен, так как нет методов исследования, позволяющих судить о полной эрадикации опухолевых клеток из организма. Поэтому после радикального лечения можно говорить только о клиническом излечении. Полное биологическое излечение наступает после истечения определенного периода времени. Критерием биологической излеченности у взрослых является 5-ти летний период, у детей - 2-х летний. Эти временные критерии условны, так как рецидивы и метастазы удаленной опухоли могут развиваться через 10 и более лет.

Паллиативное лечение направлено на уменьшение массы опухоли в тех случаях, когда излечение заведомо невозможно. В качестве примера может служить гастрэктомия с оставлением метастаза Шницлера. Паллиативное лечение часто продляет жизнь больных и улучшает ее качество.

Симптоматическое лечение направлено на устранение тягостных симптомов или осложнений. Часто симптоматическое лечение заключается в трахеостомии, гастростомии, цистостомии, наложении обходных анастомозов и т.д.

В лечении злокачественных опухолей применяются хирургический, лучевой и лекарственный методы лечения. Сочетание двух методов называется комбинированным лечением. Применение всех трех методов в различной последовательности или одновременно называется комплексным.

Кроме указанных методов лечения опухолей применяются методы не имеющие самостоятельного значения: иммунотерапия, гипертермия, гипергликемия и др.

 

Хирургическое лечение.

Хирургический метод является самым старым из существующих методов лечения опухолей. В зависимости от распространения опухоли и преследуемых целей хирургическое вмешательство может быть радикальным, паллиативным, симптоматическим.

Радикальными стандартными называются операции при которых удаляется полностью или частично пораженный орган с опухолью и зонами возможного регионарного метастазирования в едином блоке.

Различают также расширенные и комбинированные радикальные операции.

При расширенных радикальных операциях дополнительно удаляются более отдаленные лимфатические коллекторы.

Комбинированная операция предполагает радикальное удаление опухоли с пораженным одним или несколькими соседними органами. Например, при раке желудка часто выполняется гастрэктомия с резекцией хвоста поджелудочной железы и спленэктомией.

Радикализм оперативных вмешательств при опухолях достигается путем соблюдения принципа абластики и антибластики.

Абластика - хирургический принцип профилактики рецидивов и метастазирования злокачественных опухолей, который реализуется путем предупреждения рассеивания опухолевых клеток во время операции. Опухолевые клетки могут попадать в рану из пересеченных лимфатических протоков и венул, при разрезе по опухоли, при удалении опухоли по частям и т.д. Механическое воздействие на опухоль во время операции способствует выбросу опухолевых клеток в лимфатические и кровеносные сосуды.

Абластика также достигается удалением опухоли в пределах здоровых тканей одним блоком с регионарными лимфатическими узлами и путями лимфооттока с учетом фасциальных футляров и зональности метастазирования.

Антибластика - совокупность мероприятий направленных на удаление опухолевых клеток из операционной раны. С этой целью могут применяться физические, химические и биологические методы. К физическим методам относятся: облучение операционного поля, электрокоагуляция, криодеструкция, применение лазера. Химические методы предусматривают обработку раневой поверхности после удаления опухоли спиртом или ацетоном (при раке молочной железы), проведение предоперационной лучевой и химиотерапии. К биологической антибластике относятся методы иммунотерапии.

Хирургические операции при злокачественных опухолях являются травматическими и сопровождаются удалением большей части или всего органа. Поэтому очень важным условием является морфологическая верификация диагноза злокачественной опухоли до операции.

 

Лучевая терапия

 

Лучевая терапия является одним из ведущих методов лечения в онкологии. Более 70 % онкологических больных нуждаются в этом лечении. При лучевой терапии применяют излучение электромагнитной и корпускулярной природы. К первому виду относится рентгеновское, тормозное и гамма-излучение. Корпускулярное излучение - это поток альфа и бета-частиц, нейтронов, протонов пи-мезонов и тяжелых ионов.

Лучевая терапия может применятся как самостоятельный метод так и в комбинации с хирургическим или лекарственным методами. Лучевая терапия может быть радикальной, паллиативной и симптоматической. По способу подведения ионизирующего излучения различают дистанционную и контактную лучевую терапию. Возможно применение дистанционной и контактной лучевой терапии одновременно. Такое лечение называют сочетанным.

Для дистанционного облучения используются гамма-терапевтические аппараты “Рокус”, “Агат-В”, “Агат-С”, генераторы электронного и тормозного излучения с различными уровнями энергии (2-30 МэВ). Источники излучения высоких энергий (бетатрон, циклотрон, линейный ускоритель) позволяют создать большие глубинные дозы при незначительном боковом рассеивании, что делает возможным облучение внутренних органов.

Низковольтные близкофокусные рентгентерапевтические установки используются только для облучения поверхностно расположенных опухолей.

Контактная лучевая терапия может быть аппликационной, внутриполостной и внутритканевой. Для внутриполостной и внутритканевой лучевой терапии используют закрытые источники радионуклидов, бета-аппликаторы (³²Р, ⁹⁰Sr, ²⁰⁴T) и гамма-аппликаторы (⁶⁰Co, ¹³⁷Cs, ¹⁹²Ir) в виде игл, бус, трубочек. Открытые излучатели выпускаются в виде коллоидных растворов ¹⁹⁸Au, ³²P, ¹³¹I.

Механизм лучевого повреждения заключается в том, что при поглощении тканями энергии ионизирующего излучения, в них независимо от природы излучения, в течение очень короткого времени происходит ионизация и возбуждение атомов и молекул. Ионизация приводит к прямому повреждению наследственного материала клетки ДНК.

Вторым механизмом, имеющим большой удельный вес в повреждающем действии излучения, является радиолиз воды. В результате разрыва химических связей возникают свободные радикалы Н⁺ и ОН^-. Под действием свободных радикалов происходит окисление или восстановление молекул и образование перекисных соединений. В результате облучения подвергаются различным физико-химическим изменениям нуклеиновые кислоты и белки. Под воздействием свободных радикалов происходят сложные цепные реакции в нуклеопротеидах, липидах, углеводах, которые ведут к функциональным и морфологическим изменениям клеточных и тканевых структур.

Свободные радикалы вызывают химические повреждения ДНК, ДНК-мембранного комплекса и других жизненно важных компонентов клетки. В результате образуются однонитиевые и двухнитиевые разрывы ДНК, повреждаются азотистые основания ДНК, нарушается комплекс ДНК с ядерной мембраной, изменяется проницаемость мембран, угнетаются ферменты, нарушается энергетический обмен клеток.

Первым проявлением лучевого повреждения клетки является, наступающее сразу после облучения, торможение митотической активности. Небольшая часть клеток гибнет до вступления в митоз в период между делениями (в интеркинезе), и поэтому эта форма инактивации клеток называется интерфазной или интеркинетической.

Большая часть опухолевых клеток после окончания митотического блока начинают делиться и после нескольких делений гибнут. Такая форма гибели облученных клеток носит название митотической или репродуктивной. Основной причиной митотической инактивации клеток являются повреждения хромосом, возникающие под влиянием облучения, которые легко обнаруживаются на разных стадиях митоза в виде так называемых хромосомных перестроек (аберраций).

Большинство пролиферирующих клеток максимально чувствительны к ионизирующему излучению в постсинтетической (G2) и фазе митоза (М) и в меньшей степени - в конце стадии синтеза ДНК (S). Клетки в фазе покоя (Go) обычно обладают низкой радиочувствительностью (рис. 9). Клетки менее дифференцированные более чувствительны к ионизирующему излучению.

Указанные особенности радиочувствительности подтверждают правило Бергонье-Трибандо, которое гласит, что чувствительность опухоли к лучевой терапии тем выше, чем больше частота деления ее клеток и чем ниже их дифференцировка. Поэтому опухолевые клетки, которые делятся чаще чем здоровые, и имеют низкую дифференцировку, больше подвержены повреждению ионизирующим излучением. Поврежденные клетки здоровых тканей восстанавливаются быстрее чем опухолевые.

Различие радиочувствительности опухоли и окружающих ее здоровых тканей называется радиотерапевтическим интервалом. На этом различии радиочувствительности и основано применение ионизирующего излучения с лечебной целью.

 

Рис. 9. Фазы клеточного цикла. G₁ - пресинтетическая; S - синтетическая;

G₂ - постсинтетическая; М - митоз; G₀ - фаза пролиферативного покоя.

 

Одним из важных факторов, определяющих эффективность лучевой терапии, является радиочувствительность опухоли. Тканевая радиочувствительность опухоли варьирует в широких пределах. К высоко радиочувствительным относятся лимфосаркома, семинома яичка, дисгерминома.

К опухолям с относительно высокой радиочувствительностью относятся рак грудной железы, гортани, мочевого пузыря, мелкоклеточный рак легкого, рак кожи.

К низко радиочувствительным относятся: рак печени, почек, поджелудочной железы, хондросаркома и остеогенная саркома.

К радиорезистентным относятся: рабдомиосаркома, лейомиосаркома, глиобластома, нейробластома.

Лучевая терапия может проводиться различными дозами (фракциями): дробными (2 Гр), средними (3-5 Гр) и крупными (6-10 Гр). Суммарная очаговая доза колеблется от 20 до 80 Гр в зависимости от цели облучения.

Максимальную безопасную дозу облучения части или всего объема ткани принято называть толерантной.

Радикальная лучевая терапия предусматривает полную девитализацию первичной злокачественной опухоли, а также возможных метастазов в зонах регионарного метастазирования. При таком виде лучевой терапии, в ряде случаев, достигается полное излечение.

Паллиативная лучевая терапия направлена на уменьшение размеров опухоли, снятие сопутствующих тяжелых симптомов и продление жизни больных.

Симптоматическая лучевая терапия проводится для снятия симптомов осложненного течения опухоли, например: компрессия верхней полой вены, стеноз гортани, болевой синдром.