Клиническая морфология перстневидно-клеточного рака толстой кишки Доманин, Андрей Александрович

Введение к работе

Актуальность проблемы. Новообразования колоректальной области становятся в последние годы всё более актуальной темой в клинической онкологии. Оценка их морфологической идентификации включена в формы государственной отчётности. Неуклонное увеличение уровней заболеваемости и смертности, поражение лиц трудоспособного возраста, несовершенство диагностических тестов, высокий процент Л01ШО-отрицательных диагнозов при биопсии, запущенное состояние опухолей при обращении за медицинской помощью, не смотря на доступность их локализации для полноценного обследования, а также неудовлетворительные результаты лечения рака толстой кишки требуют проведения новых исследовательских работ в этих направлениях, вскрытия интимных механизмов онкогенеза, диктуют необходимость ряда теоретических обобщений.

В соответствии с международной гистологической классификацией опухолей человека /ВОЗ, N? 15, 1976/, в самостоятельную редко встречающуюся онконозологическую форму выделен перстневидно-клеточный рак /ПКР/ толстой кишки. Бытующие среди патологов представления об относительной несложности микроскопической верификации этой опухоли, а также малое число наблюдений концентрирующихся обычно в отдельных патомор!зологических лабораториях, не способствуют активизации исследовательског.о интереса к данному структурному варианту колоректального рака, лишают возможности проведения комплексного анализа и глубоких обобщений.

Имеющиеся в литературе сообщения немногочисленны и посвящены, как правило, описанию отдельных наблюдений ПКР либо изучению очень незначительного по объёму материала. Отсутствуют сведения по эпидемиологии этой гистологической формы, не известны закономерности роста и метастазирования, гистохимический "профиль" слизи ПКР, слабо изучена ультраструктура этой опухоли. Нет данных о морфологических критериях прогноза болезни, роли светлоклеточной дис-плазии зпителия, как предракового состояния. Необходимо уточнение цитогенеза ПКР, этапов его морфогенеза, определение показателей митотического режима. Остаются недостаточно освещенными особенности иммунного статуса больных ПКР толстой кишки, своеобразие постлучевой реакции опухолевой ткани, ряд других вопросов. Целесообразна ликвидация сохраняющейся до настоящего времени терминологи- ческой путаницы при обознач*нии различных гистологических форм новообразований колоректальной области, отличающихся интенсивным слизеобразованием.

2.

Современная онкология, мевду тем, нуждается в точной и всесторонней характеристике опухоли любой локализации и гистогенеза. Следовательно, подобное состояние проблемы ПКР толстой кишки свидетельствует об актуальности более детального изучения данной он-конозологической единицы на основе применения комплекса современных морфологических методов в сочетании с рядом клиннко-анатоми-ческих и морфо-биохимических сопоставлений для анализа большого объема материала.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось комплексное клинико-мор}юлогическое изучение ПКР колоректальной локализации на различных стадиях развития опухолевого процесса, вскрытие механизмов, определяющих степень его биологической агрессивности, закономерности роста и распространения, а также разработка критериев для диагностики, прогнозирования и рекомендаций по индивидуальной терапии. Для достижения целевой установки были поставлены следующие конкретные задачи исследования:

1. изучить патогистологические особенности строения и прогрес-сирования ПКР толстой кишки, закономерности его роста и диссемина-ции;

2. выяснить механизмы размножения опухолевых клеток, определяющие темпы роста новообразований, дать количественную характеристику митотического режима ткани ПКР;

3. с помощью комплекса гистохимических методов проанализировать качественшй состав интра- и зкстрацеллюлярной слизи в ткани новообразований для уточнения вопросов цитогенеза и интерпретации клинико-морфологических особенностей данной онконозологической формы;

4. рассмотреть динамику местных иммунных реакций и неоангиоге-неза в аспекте их относительной целесообразности и зависимости от иммунного статуса организма больных;

5. дать ультраструктурную характеристику ПКР толстой кишки, определить направления и степень дифференцировки раковых клеток, сопоставить гистологический и ультрамикроскопический уровни зрелости опухолевой ткани;

6. исследовать морфологические особенности лучевого патоморфо-эа ткани ПКР;

?. изучить динамику количественного содержания фосфоинозитидов и их метаболитов в крови и опухолевой ткани больных ПКР;

8. провести клинико-анатомические и морфо-биохиыические параллели для разработки критериев диаг'остики и прогнозирования с привлечением математических методов и компьютерной техники.

3.

Научная новизна. В работе впервые на основе комплексного исследования большого объёма материала приведена детальная характеристика ПНР толстой кишки. Показано, что за кажущейся простотой морфологической верификации и редкостью этой опухоли стоит ряд особенностей, которые не укладываются в привычные представления о колорек-тальном'раке и их знание имеет как общетеоретическое, так и чисто практическое значение.

Впервые обнаружено, что доля ПКР в общей структуре колоректаль;-ных новообразований прогрессивно возрастает в последние десятилетия. Установлено возникновение и прогрессирование ПКР на фоне тяжёлого иммунодефицитного состояния, что подтверждено результатами иммунологического и биохимического изучения лимфоцитов крови, морфологическим состоянием иммунных органов и местных иммуноклеточных реакций. Полученные клинические данные согласуются с результатами экспериментальных исследований ряда авторов.

Продемонстрированы важные отличительные черты перстневидно-клеточной формы рака: преимущественное поражение лиц в возрасте до 40 лет, поздняя клиническая манифестация, высокие темпы и зндофитный характер роста, активное интрамуральное распространение до 30 см в краниальном направлении, раннее лимфогенное метастазироваше, наличие у больных выраженного дисбактериоэа и эндотоксинемии, ряд других особенностей. Полученная информация необходима для диагностики и планирования врачебной тактики.

Впервые для ПКР определены биохимические показатели содержания фосфоинозитидов и их метаболитов в крови и олуголеігоіі ткани больных, отражающие крайне высокую биологическую агрессивность этого новообразования и рекомендованные в качестве диагностических тестов.

Детально освещено гистологическое своеобразие ПКР, процессы стромообразования и неоангиогенеза. Дана морфометрическая характеристика атипичных иммунных реакций в опухолевой ткани. Проведен количественный анализ активности эозинофильных лейкоцитов, продемонстрировано их цитотоксическое действие на раковые клетки и возможность учёта показателя для целей клинического прогнозирования. Под-, тверждено, что цитогенетическим источником ПКР ппляются клетки-предшественники бокаловидных эпителиоцитов.

Вопреки сложившимся представлениям доказано, что перстневидные опухолевые клетки не являются покоящимися элементами, способны к активному размножению, а показатели митотического режима имеют важное прогностическое значение. С помощью теста ядрышковых организаторов показана высокая транскриптнвная активность и синтез нуклеопротеидов.

Впервые определен гистохимический "профиль" слизи гаР толстой

4.

кишки, качественные отличия интра- и экстрацеллюлярных скоплений. С позиций молекулярной биологии проанализированы причины изменений состава слизистого секрета, диагностическая ценность этих сдвигов, их клиническое значение.

Здектронно-шйкросконически обнаружено сохранение способности раковых клеток к специфической ультраструктурної! дифферанцировке в направлении бокаловидных эпителиоцитов, наличие ткане- и цитоспе-цифических признаков у подавляющего большинства клеток наряду с морфологическими проявлениями структурно-функциональной перестройки. Несоответствие уровней дифференцировки ПКР при гистологическом и ультрамикроскопическом анализе связано с осуществлением синтеза полисахаридов в отоутс'їзии матричных субстратов, что возможно при низкой степени структурной организации ткани.

Обобщены биохимические аспекты глубокого метаболического дисбаланса раковых клеток, определяющего их структурное своеобразие, стремление к низкому вакату кислорода, закономерности роста и мета-стазирования, высокий уровень злокачественности ПКР. Сформулирована теоретическая концепция о важной роли нарушений метаболизма серы в процессе приобретения ракового фенотипа, морфологических и клинических особенностей онкогенеза.

Практическая значимость. Проведенное исследование позволило показать крайнюю степень злокачественности ПКР толстой кишки, дать морфологическую характеристику различных этапов развития опухолевого процесса, опроделить диагностические и прогностические критерии. Для верификации сложных диагностических наблюдений выявлены гистохимические, морфометрические, электронно-микроскопические и биохимические параметры. Установлена роль светлоклэточной дисплазии эпителия как предракового состояния и возможного маркёра ПКР при биопсии. Обнаружены закономерности роста и распространения опухолей, свидетельствующие о недопустимости выполнения экономных резекций и вскрывающие причины высокого процента ложноотрицательных диагнозов при биопсийных исследованиях и частого рецидивирования.

Продемонстрирована неэффективность лучевого лечения ПКР и большой риск развития осложнений при использовании массивных доз облучения. Получены данные, указывающие на необходимость проведения иммуномодулирующих воздействий и целесообразность предоперационной коррекции дисбактериоза у таких больных. Представляется ценным внедрение в практическую деятелььость разработанных автоматизированных систем для предварительного определения гистологического варианта опухоли на основе детального анализа наиболее информативных макроскопических особенностей и клинических проявлений, а м'пкта для кли-

5.

нического прогнозирования.

Проведенные клинико-анатомические и морфо-биохимические параллели имеют практическое значение для правильной оценки симптоматики процесса, планирования врачебной тактики, суждения о прогнозе болезни, а также указывают на необходимость строгого соблюдения предложенных правил забора материала при эндоскопических исследованиях и интраоперационных биопсиях, последующей его обработки и изучения. Получеішая информация даёт возможность для дальнейшего развития и реализации принципа индивидуальной терапии опухолей.

Апробация диссертационного материала. фрагменти диссертационного исследования доложены и обсуждены на заседаниях Тверского общества патологоанатомов /1988-1992/, на республиканской конференции медиков Грузии /Бакуриани,1990/, Всесоюзной конкуренции "Новые приложения морфометрии- и математическое моделирование в медико-биологических исследованиях" /Харьков, 1990/, l-оіі научно-практической конференции молодых медиков Нечерноземья /Тверь,1990/, конференции "Вопросы клинической онкологии" /Тверь,1990/, на заседании Санкт-Петербургского обядества патологоанатомов /1991/.

Тема диссертации утверждена Центральной проблемной комиссией "Патологическая анатомия и патогенез важнейших заболеваний человека" при НИИ морфологии человека 21.05.91 г. Номер государственной регистрации темы: 01.9.20 008327 .

Данные диссертации опубликованы в II печатнгх работах.

Внедрение в практику результатов исследований. Полученные результаты и предложенные рекомендации внедрены в учебный процесс на кафадре патологической анатомии Тверского медицинского института, а такте в практическую деятельность лаборатории патоморфологии НИИ проктологии 43 РФ, патологоанатомических отделений Тверского онкологического диспансера, горбольницн !Г- 6.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора литературы, характеристики материала и методов исследования, главы с изложением результатов собственных исследований, обсуждения полученных данных, практических рекомендаций, ниводов и указателя литературы. Содержание изложено на 206 страницах машинописного текста, который иллюстрирован 75 микрофотографиями и злектропограммами, семью таблицами и двумя схемами. В списке литературы приведено 290 источников, в том числе 117 отечественных и 173 иностранных.

6.

Для решения поставленных задач было изучено 203 наблюдения ПКР толстой кишки, которые отобраны при гистологическом анализе биопсийного, операционного и аутопсийного материала от 12472 больных, страдавших новообразованиями колоректальной области, находившихся на лечении в НИИ проктологии МЗ Р$. Комплексному клини-ко-морфологическому исследованию подвергнуты 48 текущих наблюдений ПКР. Операционные препараты были изучены после лево- и правосторонней гемиколэктомии, брюшно-промежностной экстирпации, резекции прямой кишки, операции Гартмана.

В работе исполі-зован также архивный гистологический материал лаборатории патоморфологии института проктологии, который составил 155 наблюдений ПКР. В 116 случаях проанализированы истории болезни пациентов. С целью уточнения продолжительности жизни больных и оценки отдаленных результатов лечения проведено анкетирование.

Для общей морфологической характеристики опухолевой ткани кусочки фиксировали в нейтральном 10 % формалине и 96 спирте и заливали в парафин. Гистологические срезы толщиной 3-5 мкм окрашивали гематоксилином и эозином. Во всех текущих наблюдениях изготавливали серийные гистотопографические препараты, принимая во внимание мозаичность строения отдельных новообразований и сочетание ПКР с другими структурными вариантами рака в пределах одного узла. С целью более полного суждения о функциональной зрелости тканей опухолей, уточнения распространенности процесса, особенностей инвазии, стромообразования и неоангиогенеза, биологической агрессивности новообразований проводили следующие окраски и реакции: пикрофунсином по ван Гизону, по Маллори, импрегнацию серебром аргирофильных волокон по Гордону и Свиту, на эластику по Вей-герту, на ДНК по Фельгену и Розенбеку, на ?Ш по Браше, на гранулы эндокринных клеток по Гримелиусу. Использовали поляризационную микроскопию. Изучали состояние межмолекулярных связей по методике К.Великан и Д.Великан. Для изучения качественных сдвигов в слизе-образовании применены гистохимические методы дифференциального выявления различных фракций полисахаридов с обязательным проведением необходимых ферментативных контролей: нейтральным красным, ор-сеином.по Шиката и Масашика, альциановым синим в условиях рН 1,0 и 2,5 , толуидиновым синим при рН больше и меньше 4.0 , ШИК и АС-ШИК реакции, РАО реакция. Использовали метилирование солянокислым метанолом и метилиодидом, а также мягкий кислотный гидролиз для эстерификации 1,2-гликолевых групп сиаловой кислоті-'. Ком-

7.

пенсацию различной толщины срезов при визуально-ранговой оценке интенсивности гистохимических реакции осуществляли по метолу 3.. Лосевой и С.Б.Степанова. Использованные морфологические методики выполнены по общепринятым прописям и в соответствии с инструкцией по унификации гистологических и гистохимических методов исследования биопсийного и секционного материала.

Изучение митотического речима ткани ПКР толстой кишки проведено по методике, изложенной И.А.Казанцевой /1981/. [Дор{юметричелше тесты выполнены' с помощью окулярной сетки Г.Г.Автандилова. Ретроспективный анализ активности зоэинофильных лейкоцитов в ткани ПКР осуществляли с использованием мор|юметрической сетки случайного шага С.Б.Степанова. С целью изучения транскриптивной активности раковых клеток проводили количественный анализ зон организатора ядрышка после серебрения срезов /j;j A'OK/s. В реакция вступали серосодержащие группы рибосомальной PFK.

Для изучения ультраструктурний характеристики раковой ткани в 16 наблюдениях проведено электронно-микроскопическое исследование. Материал обрабатывали по общепринятой методике /Н.Т.Райхлин и соавт., 1981/ и заливали в ГЇ10Н-8І2. Контрастирование проводили насыщенным раствором уранилацетата на 70 спирте и цитратом свинца по Рейнольдсу. Полутонкие и ультратонкие срезы готовили на уль-тратоме LKB-3. Полутонкие срезы окрашивали толуидиновым синим. Исследование и фотографирование ультратонких срезов проводили в электронном микроскопе JEY-I00 5 .

С целью суздения об уровне биологической агрессивности ПКР, степени метаболического дисбаланса ракогіл: клеток, а такяе для проведения морфо-биохимичеоких сопоставлений исследовали содер-ка-нио фосфоиноэитидоп, диглицеридов, арахидоновой кислоты, проста-гландинов групп Е и F 2а, тромбоксана А2 в эритроцитах, тромбоцитах, Т и В лимфоцитах, макрофагах и цельной крови, а тапке в опухолевой ткани 12 больных ПКР толстой кишки. Для сравнения аналогичные показатели определены у 16 больных с аденокарциномой коло-ректальной зоны и 50 лиц без онкологических заболеваний. Биохимические тесты выполнены с помощью тонкослойной и газожидкостной хроматографии, радиоиммунологическим методом на кафедре общей химии ТП-Ш. Для определения количества Т- /E-PQK/ и В- /ЕАС-РСК/ лимфоцитов в крови использовали зкелресс-микрометод Закса. Жизнеспособность лимфоцитов оценивали по окраске 0,03 % раствором трипано-вого синего.

Статистическая оо'работи'- полученных цифровых результатов проведена на индивидуальном компьютере ДІК-2 с учётом законов распре-

8.

деления Гауса и Пуассона. Расчеты информативности параметров выполнены с использованием критерия Кульбака. Программы записаны на языке ЕЖИК.