Elizabeth R. Tang1, Andrew M. Schreiner2, Bradley B. Pua3
1Department of Radiology, University of Washington, 1959 NE Pacific Street, Seattle,WA 98195, USA;
2Department of Pathology, 3Division of Interventional Radiology,Department of Radiology, Weill Cornell Medical College, NewYork-Presbyterian Hospital, 525 East 68th Street, New York, NY 10065, USA
Correspondence to: Bradley B. Pua, M.D. Division of Interventional Radiology, Department of Radiology, Weill Cornell Medical College, NewYork-Presbyterian Hospital, 525 East 68th Street, New York, NY 10065, USA.
自2004年WHO推出肺腺癌病理分类以来,随着近年来对肺腺癌认识的不断深入,一个国际性的多学科工作组最近更新了肺腺癌(肺癌中最多见的组织学类型)的分类系统。在本文中,我们总结并重点介绍新的分类标准和术语,并明确新分类与临床的相关性及对治疗的影响,还介绍了未来与新分类相关的研究方向。
1 前言
肺癌是全世界癌症死亡的最常见病因[1],在美国女性中,肺癌占肿瘤死亡患者的26%,在男性中这个比例为28%[2]。肺癌的组织学类型中,腺癌最常见[3]。由于肿瘤学、影像学、分析生物学的最新进展,显著提高了人们对肺腺癌及其亚型的认识,并进一步促进了临床诊疗模式的改进。首先,最新的研究进展强调区分腺癌和鳞癌(SQCC)的重要性,因为一些治疗药物目前只适用于腺癌尤其是特定突变的腺癌[4,5],如:培美曲塞(对鳞癌无效);贝伐单抗(在鳞癌中可引起致命性大出血);克唑替尼(靶向作用于间变性淋巴瘤激酶ALK重排的腺癌);以及表皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶抑制剂(TKIs,EGFR突变进展期腺癌的一线治疗)。此外,近来关于肺腺癌的CT影像学和病理组织学相关性方面的研究也取得了诸多进展,这就有助于术前有效评估肿瘤的病理亚型以及患者预后,并制定多学科诊疗计划。由于大多数肺癌患者发现时已处于不能切除的晚期,所以治疗方案的制定常常取决于影像学和病理的相关性,以及需要根据活检小标本或细胞学的有限资料进行综合判定。由于临床需要明确肺腺癌更特异的组织学和分子特征,这就需要对有限的组织标本进行更多的使用,因此如何平衡大量检测和组织资源有限这两者的矛盾增加了对肺癌标本进行描述和处理的复杂性。
然而,世界卫生组织(WHO)2004年发布的肺癌分类并没有包括这些最新进展,而且关于基因和临床标准方面的资料也非常有限。为纳入这些最新进展,国际肺癌研究协会/美国胸科学会/欧洲呼吸学会(IASLC/ATS/ERS)搜集了最新数据,制定了专门针对肺腺癌的分类系统,该分类系统主要包括:(1)重新定义并扩展了某些组织学类型[尤其“混合型”亚型和“支气管肺泡癌”(BAC),表1];(2)由原来仅仅是手术切除大标本的病理学分类,拓展出了专门针对小活检/细胞学标本的新的病理学分类;(3)强调了免疫组织化学/分子生物学、放射学和手术方面一些关于新分类的考虑。新的病理分类系统的标准和术语可以更好地常规指导患者管理,并能提高临床研究数据收集的准确性[6]。
2 手术切除标本
新的IASLC/ATS/ERS病理分类系统,将肺的腺癌区分为不典型腺瘤样增生(AAH),原位腺癌(AIS),微浸润腺癌(MIA),浸润型腺癌以及浸润型腺癌的变异型[7](表1)。曾经在2004年WHO病理分类中被定义为原位鳞屑样生长的细支气管肺泡癌(BAC),在本次新分类系统中不再使用,因为这一概念曾经被广泛应用于一系列含有BAC成分的肿瘤,造成了临床和研究领域的混乱。IASLC/ATS/ERS新分类将原来被称为BAC的手术标本,重新分类为数个新的病理学类别/术语,从浸润前病变到浸润型病变(表1),相应的预后亦各不相同。为了更清晰,新分类还取消了“混合型腺癌”亚型,而以手术标本的主要组织亚型成分进行描述。
在2004年WHO病理分类中,浸润前病变仅包括AAH;目前浸润前病变扩展为不典型腺瘤样增生(AAH)和原位腺癌(AIS,一个新的类别)这两种被认为连续渐进的形态改变,AIS实际就是原来的BAC。AAH是一类小的(常≤0.5 cm)增殖性病灶,由II型肺泡上皮细胞和/或Clara细胞轻到中度不典型增生引起。而另外一种浸润前病变AIS,被定义为一种小的仅沿肺泡壁生长的肿瘤,即沿原有的肺泡结构生长,尽管常伴有肺泡间隔硬化,但无间质、血管、胸膜浸润。完全切除后,AIS的疾病特异性生存率可达100%[8-10]。
另一种原来被称为BAC的新的分类是微浸润腺癌(MIA),定义为≤3 cm的腺癌,主要以伏壁样方式生长,并且只有微小浸润,病灶内浸润病变的最大直径≤5 mm。在新的分类系统里,浸润成分定义如下:细胞学或组织学成分除贴壁样生长以外的生长方式,或肿瘤细胞浸润肌纤维母细胞基质。如果病灶包含坏死或浸润淋巴管、血管或胸膜,则不能诊断为MIA,如果有以上情况,病理诊断则升级为浸润型腺癌。如果可以达到完全切除,MIA的疾病特异生存率接近100%[8-10]。
新的病理分类强调,诊断AIS或MIA均需要完整的肿瘤组织学标本,小活检/细胞学标本不能作为诊断依据。大部分AIS和MIA为非黏液性的,但有时也适用于黏液性,因为初步的研究提示微浸润黏液性病变的生存率也很高。
对于直径>3 cm的单发腺癌切除标本,如果病理诊断符合MIA/AIS标准,没有超出微浸润的表现,目前还没有足够的证据明确其生存率。对这类病变,建议试用术语“伏壁样为主腺癌,疑似AIS或MIA”,还需注明“如果标本未能完全取样,不能排除存在浸润成分”。
超过70%~90%的手术切除腺癌为浸润型腺癌。大部分浸润型腺癌组织学异质性复杂,因可重复性差,病理学家以前并没有进行定量分析,而是笼统分至“混合型”亚型。这导致了“混合型”亚型在临床和预后方面应用的困难,并导致该亚型分类成为“垃圾分类”,使得对该组织学亚型预后的研究难以开展。新的分类系统推荐以5%增量的半定量方式描述所有出现的组织学亚型,并选择所占比例最大的作为主要亚型。这就从根本上提供了一种肺腺癌分类的工具,并减少了观察者之间的差异性,同时也要求有良好培训过的病理科医生进行组织学评估[11-15]。除了评估预后,组织学亚型判断还可以用来比较多发肿瘤的一致性和差异性,并进而明确病变是转移的,还是同时多原发或异时多原发的。这在不能获得既往肿瘤切片而又要评估新出现的肿瘤时尤为重要。
浸润型肺腺癌最主要的生长方式有伏壁型、腺泡型、乳头型、微乳头型、实体型。伏壁样为主型腺癌(LPA)是指非黏液性的,也曾经被称为BAC。LPA以贴壁样生长为主要生长方式,另外要求:(1)至少有一个浸润病灶的直径>0.5 cm;(2)肿瘤浸润淋巴管、血管或胸膜;(3)肿瘤坏死。贴壁样生长为主的浸润性腺癌预后较好。在新的病理分类中,微乳头型是一种新的组织学亚型,与实体为主型肺腺癌类似,微乳头型肺腺癌预后差。
实体为主型浸润性腺癌必须与肺的鳞癌(SQCC)和大细胞肺癌鉴别。免疫组织化学(IHC)可以对手术标本进行鉴别。实际上,用免疫组化常常很难区分大细胞肺癌,腺癌或SQCC。大细胞肺癌的诊断可能会随着时间的推移逐渐减少,如果不消失,就需要发现更敏感和更特异的细胞学标志物[18,19]。
浸润性肺腺癌变异型主要包括4种见(表1)。之前归类为黏液性BAC的肿瘤,实际上常表现有浸润性成分,目前命名为“浸润型黏液性腺癌”。非黏液性腺癌与浸润型黏液性腺癌在细胞学,免疫组化类型(表2)以及影像学表现方面均有较大差异(详见表2)。浸润型黏液性腺癌与KRAS突变关系密切,但几乎不存在EGFR突变,而非黏液性AIS/MIA/LPA腺癌则相反,EGFR突变阳性率为45%,但KRAS突变只13%(表2)。浸润型黏液腺癌与非黏液腺类似,有着相同的异质性亚型混合,包括伏壁样、腺泡样、乳头状、微乳头状及实体型;然而,对浸润型黏液性腺癌的组织学亚型半定量报告的临床意义尚不确定,故没有包括在新的分类系统。浸润型黏液性腺癌有着显著的多病灶、多肺叶以及双侧肺浸润的趋势,这提示黏液性腺癌可能易沿气道播散,而黏液性和非黏液性的混合型肿瘤极少发生气道播散。
胶样腺癌目前是浸润性腺癌变异型的一种,也包括以前的黏液性囊腺癌。后者非常罕见,可能代表了一系列的胶样囊腺癌的特征。诊断时需添加备注,注明肿瘤形似原来的黏液囊腺癌。
为引起重视,罕见的肠型腺癌被纳入新的分类中。肠型腺癌可能与结直肠腺癌在形态学及免疫组织化学特征有某些共同点[20]。临床评估需排除胃肠道原发肿瘤。
透明细胞癌和印戒细胞癌可发生于多种组织,尚无证据表明该亚型不同于实体亚型与临床的相关性[21]。新分类指出,如果肿瘤存在透明细胞癌和印戒细胞癌的特征,则需记录,但并不成为独立的亚型。
3 小活检/细胞学标本诊断
与手术标本相比,肺腺癌的组织学异质性限制了小活检/细胞学标本诊断的准确性。不能通过小活检/细胞学标本对诸如原位肺腺癌和/或大细胞癌进行诊断。但大部分肺癌并非手术标本,因此对小活检/细胞学标本诊断的非小细胞肺癌(NSCLC),也需充分治疗。IASLC/ATS/ERS分类系统首次提出了小活检当小活检/细胞学标本(第一步)不能提供常见肺癌组织学类型的典型的形态学诊断时,辅助手段(第二步)可进一步进行腺癌和鳞癌的鉴别。通常只用一种鳞癌指标和一种腺癌指标(或黏蛋白)便足以鉴别(参考相关文献)。进一步,分子学特征可能对腺癌或NSCLC NOS有用,如果标本足以进行分子检测,明确能否行TKI治疗。如果腺癌或NSCLC标本不足以行分子检测或诊断困难,需多学科综合评估是否需要进一步取材。 ,阳性;−,阴性;ADC,腺癌;SQCC,鳞癌;NSCLC,非小细胞肺癌;NOS,非特指;IHC,免疫组织化学;EGFR,表皮生长因子受体;ALK,间变性淋巴瘤激酶;TKI,酪氨酸激酶抑制剂。/细胞学标本诊断的标准术语(见图1)。
图1 小活检(纤维支气管镜、经支气管的、细针或手术标本)或细胞学(积液、针吸、灌洗、 刷检)肺腺癌诊断流程图
很多时候,可以仅根据典型的形态学标准来鉴别腺癌和鳞癌:腺泡样结构诊断腺癌,角化珠和细胞间桥诊断SQCC。如果看到腺癌结构,需记录在报告中。在减少诊断困境方面,细胞学对小活检标本和免疫组化检测仍具有重要辅助意义,有时甚至可以提供非常重要的信息。
当遇到NSCLC标本难以凭形态学鉴别腺癌还是鳞癌时,需进行组织学/免疫组化染色以进一步完善诊断,是“倾向腺癌”,还是“倾向SQCC”,并备注是经哪种方式诊断的(光镜和/或特殊染色等)。最少的染色措施有助于保留组织标本,以利于其他有用的分子学研究或进一步染色[23-29]。染色方案可以少到仅用一种腺癌[如甲状腺转录因子-1(TTF-1)黏蛋白,细胞角蛋白-7]及一种鳞癌(如,尤其是P63,细胞角蛋白5/6)标志物,这可以区分绝大多数原发肺肿瘤。其他指标仅在极少数患者中有需要。TTF-1可能是最佳的腺癌标志物(除了细胞角蛋白-7可能对浸润型黏液性腺癌更有用),在可能是转移来源(如结肠、乳腺)的病例中,还可作为肺泡上皮细胞标志物,用来明确是否为原发肺来源。当考虑的诊断包括转移或非上皮组织来源的原发肿瘤时,临床−病理相关性也有助于诊断。
一般来讲,腺癌和鳞癌的标志物是互相排斥的。“非小细胞肺癌−组织学类型不明确(NSCLC-NOS)”可用来描述同时存在腺癌和鳞癌特征的病例。同时需备注相关的形态学和/或免疫组织化学特征。如果腺癌(如TTF-1阳性)和鳞癌(如P63阳性)的免疫组化指标在同一标本的不同细胞群分别表达,则提示腺鳞癌可能。不过,腺鳞癌可靠的诊断取决于手术标本中,两种成分至少各占10%。
NSCLC-NOS还可用于缺乏任何明确的腺癌和鳞癌形态学/免疫组织化学(IHC)特征的肺癌,包括仅有弱/不确定的鳞状细胞的IHC染色的病例。这些病例缺乏任何可以鉴别诊断的特征,多学科的综合策略可能是诊治的最好方式。包括对将来治疗可能获益的诊断及其他影响治疗的特征(如影像特征,临床分类,分子学数据,以及进一步获取标本)。
既往归类为NSCLC-NOS的NSCLC,其比例为20%~40%,应用IHC后,有望将该比例降到5%甚至更少。临床很重要的一点是对于有些病例,形态学和IHC确实难以明确,为让患者能更有利地进一步选择相关治疗,则强烈建议诊断为NSCLC-NOS,而不是NSCLC-倾向于鳞癌。目前,诊断为鳞癌或NSCLC-倾向于鳞癌,基本排除了行进一步组织学驱动基因检测(如EGFR突变,ALK重排)和相关治疗(如TKIs)的可能。而如果患者诊断为腺癌或NSCLC-倾向于腺癌,或NSCLC-NOS时,则可行上述选择。一般来讲,如果NSCLC-NOS肿瘤存在EGFR突变,则更可能是腺癌而非鳞癌。
既往的临床研究只用HE染色做组织学分类,所以需要将来的临床研究评估IHC在分类中的作用[6]。小活检/细胞学标本的局限性在于难以诊断诸如大细胞癌、腺鳞癌以及多形性癌。
4 分子学特征/个体化医疗
肺腺癌的组织学−分子生物学的相关性研究进展很快。组织学亚型和分子生物学特征具有高度相关性的唯一实例是浸润型腺癌,通常KRAS突变阳性且缺失EGFR突变,因其来源于细支气管黏液杯状细胞,TTF-1表达常阴性,MUC-2-56表达可阳性。有些治疗措施仅适用于治疗特定分子特征的肺癌[5]。目前最重要的观点是:(1)TKIs如厄洛替尼和吉非替尼用于EGFR突变阳性的进展期肺腺癌的一线治疗,同时可延缓肿瘤进展;(2)伴ALK重排的腺癌对克唑替尼反应良好;(3)培美曲塞不能用于SQCC治疗,缺乏有效性;(4)贝伐单抗治疗SQCC时,可出现致命的出血。
对于晚期腺癌,目前常规检测EGFR突变和ALK重排。腺癌(如Ros1突变)甚至鳞癌(FGFR1扩增,DDR2突变)的新的分子靶点也即将进入临床。即便不考虑作为靶点检测,对于小活检标本也可以用分子学检测来鉴别转移还是原发病变,虽然这一点还需进一步验证。分子学检测还可以进一步评估治疗后获得性耐药的情况。例如,TKIs治疗的EGFR突变肺腺癌,经EGFRT790突变、cMET扩增的获得性耐药需与上皮细胞间充质细胞转化或小细胞肺癌转化相鉴别。初始靶向治疗有反应而后进展的患者,有指征再一次活检以评估肿瘤的分子学演变。
实体或微乳头样生长的肿瘤中常出现KRAS突变。EGFR突变最常见于伏壁样、乳头样、以及微乳头样生长的非黏液性腺癌[30-33]。EGFR突变的肿瘤,病理学类型预示对EGFR-TKI治疗的反应[34]。与ALK重排相关的是腺泡样生长、筛状成分、印戒细胞特征、同时表达TTF-1和P63[35,36]等。这些组织学−分子生物学相关性提示,临床中需要明确组织学分类,并期待进一步临床研究,尽管其相关性并不完美,肿瘤内部基因型和表型的一致性,也需要进一步研究。
可以预计在不久的将来,也会推荐分子学检测用于SQCCs,目前正在研究的分子学靶点包括FGFR1扩增和DDR2突变。
所有机构均需有获取、处理小活检/细胞学标本的多学科策略[37,38]。必须获取足够的肿瘤组织以便诊断和分子学检测。大部分重要的分子学研究可以使用甲醛浸泡和石蜡包埋的组织。从包括胸腔积液的细胞标本中获得的细胞团,可以做IHC和分子学研究。基于多学科建立的明确的活检/细胞学策略,可以为肺癌个体化治疗提供最佳方案。
5 结构分级对预后的影响
还没有明确的对手术切除肺腺癌标本的分级系统,下文介绍的TNM分期将可能更得力于这些新分类的类型(如AIS,MIA,LPA),这些类型与肺癌其他组织学表型相比具有独特性,且能更好反映预后。尽管已有一些结构分级[39-41]、核分级[42-45]或二者联合[46]的相关研究,肺腺癌预后最好的预测指标还是浸润成分的大小,而不是包含浸润和贴壁样生长成分的整体肿瘤大小[39,47]。所以,T分期最主要的决定因子可能是浸润成分的大小,这在新的分类系统中有提到,例如,AIS可能归为Tis,而MIA可能分到Tmi。
另外,组织学亚型可能有助于患者分类;在早期肺腺癌中,伏壁样型预后良好,乳头型及腺泡型预后中等,而微乳头型、黏液/胶质型、实体型则预后差[40,48-56]。其他类型(筛状,腺体融合型)的预后作用也在观察中[13,57,58]。组织学亚型最终可以有助于明确哪些早期患者需接受辅助治疗,哪些早期患者最好需接受局部切除或肺叶切除[59]。尽管不伴纵隔内淋巴结转移的多发结节切除的标准流程还没有确立,组织学亚型在鉴别肺内转移还是同时/异时多原发中的地位也有助于TNM分期。在晚期肺腺癌中,组织学亚型在预后中的地位尚不明确[60-63],需进一步研究。
6 放射学相关性
CT扫描有助于制定治疗方案,尤其是在考虑亚肺叶切除时,因为CT可以显示肿瘤的特征,如部位,形态,大小。当小活检标本病理单独不能评估肿瘤大小及浸润程度时,CT尤其有助于诊断。CT检查最好应采用薄层CT扫描(≤3 mm),薄层CT扫描有助于进一步描述亚实性/半实性病变(包含磨玻璃样和/或部分实性成分)。与病理学鉴别MIA和AIS的界点类似,CT判定结节以3 cm为界,放射学>3 cm的病变称为肿块。对各类腺癌,从浸润前的AAH到浸润性腺癌,CT表现的磨玻璃影(GGO)代表贴壁样生长(图2),同时实性部分代表浸润成分[64](图3),这种相关性之间可能会有一些重叠[65-68]。
图2 腺癌类型中浸润前病变的放射学-病理相关性
图3 浸润型腺癌的放射学-病理相关性
影像学上<5 mm的纯GGO可能代表AAH,直径≤3 cm常为AIS(图2)。MIA变异较大,影像学难以充分描述,但一般会包含小的实性成分,如果非黏液性为主,一般以GGO为主,如果是黏液性则实性成分较多。
对于浸润型腺癌,预后好的影像学特征包括囊状或气泡样透亮影(图4),肿瘤内气管充气征,广泛的磨玻璃成分和无胸膜凹陷等影像征象常常与预后好、分化高和/或生长缓慢的IA期腺癌密切相关。而粗钝的毛刺征常提示淋巴血管浸润,并与差的术后生存相关。在实体性腺癌中,CT表现有切迹和压迹,提示组织学分化低,治疗结局不良。
图4 放射学–病理相关性示亚实性结节内含有透亮影
浸润型黏液性腺癌,之前称之为黏液性BAC,具有特征性的临床表现,常主要表现为或完全为实性,伴支气管充气征,肺叶/多肺叶分布,并且可能表现为多发斑片状阴影(既往的多中心BAC)。
病理学与放射学的这种相关性在评估手术切除标本方面也很有帮助。对贴壁样生长为主的肿瘤、多发肿瘤,或肿瘤切碎取出的标本,大体病理学不能准确的评估肿瘤的大小和数量。CT对病灶的整体评估可能会更准确。可以明确是不是所有病灶均被发现和取材。如果放射学和最初的组织学相矛盾,可能需要进一步获取标本以行准确的组织学评估。
放射影像学的另一个作用是明确预后。最新的进展表明,放射学研究可能会影响临床决策。例如,CT上一个小的GGO(<500 mm3)快速进展的机会非常小,可以密切随访,而不需要紧急手术[69]。关于分期,Murakawa等的研究表明,纵隔窗上肿瘤实性成分的最大直径与肺窗上实性和磨玻璃病变总的直径相比,对生存率的预测更佳[70]。这提示在T分期中实性成分的CT评估测量更准确。另外越来越多的研究表明,PET可以预测不同的组织学特征[71-76]。如对I期肺腺癌,高SUVmax与组织学级别高和高的复发风险具有相关性[77,78]。
7 结论
肺腺癌的最新进展,强调了组织学亚型、肿瘤浸润、免疫组化、分子标记物在这种最常见的肿瘤类型中的预后和治疗的临床意义。得益于最新的肺腺癌研究进展,新的IASLC/ATS/ERS多学科病理分类系统重点介绍了小活检/细胞学标本的病理问题,并废除了一些既往容易混淆的术语,这就使肺腺癌的诊断、临床和研究更加清晰。新分类系统的应用将会改善组织标本的使用策略,增加在临床研究中诊断的特异性。随着应用的逐渐广泛,该分类系统能对腺癌更精准的TNM分期打下良好的基础,并进一步为肺腺癌的治疗提供最佳方案。
声明
本文作者宣称无任何利益冲突。
译者：李云雷,乐清市人民医院呼吸内科
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