胃肠间质瘤

null胃肠道间质瘤 Gastrointestinal Stromal Tumors胃肠道间质瘤 Gastrointestinal Stromal Tumors 历史历史自二十世纪四十年代有相关文献记载以来，发生在胃肠道间叶来源的梭形细胞肿瘤一般都被认识是平滑肌肿瘤 1960年，法国学者Matin首先详细描述了6例发生于胃，具有上皮样特殊形态特征的平滑肌肿瘤null1962年，Stout描述了69例胃的奇异性平滑肌肿瘤，命名为平滑肌母细胞瘤 1969年，WHO分类将这类肿瘤命名为上皮样平滑肌（肉）瘤null1983年，Mazur和Clark研究发现这类肿瘤缺乏平滑肌细胞和雪旺细胞的超微结构和免疫型的特征，用更一般的名称“间质瘤”（“stromal tumor”）来命名这些分化方向难以明确的肿瘤，即胃肠道间质瘤（gastrointestinal stromal tumor，GIST） Mazur MT，Clark HB. Gastric stromal tumors. Reappraisal of histiogenesis. Am J Surg Pathol. 1983；7：507null1984年，Herrera等将超微结构上显示自主神经分化的小肠恶性肿瘤称为神经丛肉瘤（plexosarcoma ） 1986年，Walker和Drorak研究了3例类似病例的临床病理、免疫组化和超微结构，命名为胃肠道自主神经瘤（gastrointestinal autonomic nerve tumor，GANT）nullNewman等（1991）运用免疫组化研究GIST的分化（“组织发生”），提出可分化真正肌源性（平滑肌）、神经性、双向分化和“裸（细胞）”表型四型 纪小龙、虞积跃（2000）、廖晓耘等（2000）提议将该肿瘤为GIST，平滑肌瘤型；GIST，神经鞘瘤型nullMikhael等（1994）、Miettinen等（1995）证实CD34抗原免疫组化标记可将GIST与真正平滑肌瘤和雪旺瘤分开null上世纪末，对GIST存在两种观点 所有胃肠道的间叶源性肿瘤都放在GIST的总标题下，不考虑或至多附带注明免疫表型的差异 严格地排除真正平滑肌瘤和雪旺瘤的狭义GISTnullMaeda等（1992）和Hulzlnga等（1995）证实肠道Cajal间质细胞（ICC）和肠道起搏点激活需要c-kit基因的参与 Hirota等（1998）发现人GIST中存在c-kit基因功能获得性突变 Hirota S, et al. Gain-of-function mutations of c-kit in human gastrointestinal stromal tumors. Science 1998；279：577nullGIST最重要的生物学特征是KIT基因突变和KIT蛋白产物（CD117）表达null2001年，Lee等对10例以往依据超微结构诊断的GANT再研究，证实其形态学、免疫表型和分子遗传学特征与GIST相同，故认为GANT是具有神经分泌颗粒的GIST变型Lee JR, et al. Gastrointestinal autonomic nerve tumor, Immunohistochemical and molecular identity with gastrointestinal stromal tumor. Am J Surg Pathol 2001; 25：979null已澄清的问题 GIST是一种独立的肿瘤，不同于真正的平滑肌瘤和雪旺瘤 不应混淆胃肠道间叶源性肿瘤（gastrointestinal mesenchymal tumor，GIMT）与GIST两个不同的概念GIST的定义GIST的定义胃肠道间质瘤是一种免疫表型上表达KIT蛋白（CD117）、遗传上存在频发性c-kit基因突变、组织学上以富于梭形细胞、上皮样细胞、偶或多形性细胞呈束状或弥漫性排列为特征的胃肠道间叶源性肿瘤发病率发病率GIST的发病率约为1-2/10万人 占胃恶性肿瘤的2.2% 小肠恶性肿瘤的13.9% 结直肠恶性肿瘤的0.1% （NCI’s SEER data，1995） 美国临床上到新病例从原来估计的300-500例/年已上升到5000-6000例/年临床特点临床特点性别和年龄 部位 临床表现性别和年龄性别和年龄临床表现临床表现肿瘤小，通常无症状。常在体检、X线、胃镜检查或其它手术是偶尔发现 肿瘤大，可出现症状，通常为非特异性，与部位有关 食管：吞咽困难 胃：不适、上消化道溃疡、出血 小肠：不适、腹块、梗阻或出血 结直肠：腰痛、便血或穿孔 恶性肿瘤可有体重减轻、发热、偶有腹腔播散和肝转移症状病理学病理学大体形态 组织形态 免疫表型 超微结构null电子胃镜观察null粘膜下null肌壁间null浆膜外肠管null腹腔播散大体形态大体形态肿瘤大小不一，境界清楚，但无包膜 肿瘤大多位于肌壁间（66%），少数位于浆膜层（26%），可附于胃肠的外表面、或位于粘膜下（8%），可向腔内突起呈息肉状 良性肿瘤通常≤2cm，结节状，质坚实，切面灰白色，均一 恶性肿瘤通常＞5cm，可浸润周围组织或粘连，粘膜溃疡形成，质较软，切面灰白，灰红或暗褐色，可见出血、坏死和囊性变组织形态：细胞类型组织形态：细胞类型梭形细胞 变型：核端空泡细胞 上皮样细胞 变型：印戒样细胞null梭形细胞上皮样细胞null核端空泡印戒样null消化道不同部位印戒样细胞及核端空泡细胞出现率印戒样细胞在各部位均可出现，出现率无差异（χ2=0.203，P＞0.9） 核端空泡细胞则几乎仅出现在胃组织形态：排列方式组织形态：排列方式常见：束状 弥漫性生长 少见：栅栏状 旋涡状 小巢状 花瓣状或假菊形团样 器官样（副神经节瘤样） 血管外皮瘤样 血管周簇状生长 null交叉束状弥漫片状常见排列结构null 少见排列结构栅栏状血管外皮瘤样花瓣样片巢状条索状器官样大菊形团样簇状null 消化道不同部位少见排列结构出现率小肠GIST少见排列结构种类最多 组织形态：间质组织形态：间质胶原 粘液样 团丝样纤维（Skeinoid fiber，SF） 出血、囊性变 坏死null黏液变性团丝样纤维null间质出血及囊变null肿瘤性坏死组织形态：分型组织形态：分型梭形细胞型（上皮样细胞＜10%） 常见（72.1%），尤其见于结直肠 上皮样型（上皮样细胞＞50%） 少见（11.0%），尤其于胃 混合型（上皮样细胞10-50%） 少见（16.9%），尤其见于胃和小肠null 308例消化道不同部位GIST细胞学分型胃与直肠：χ2=7.03，P＜0.05 小肠与直肠：χ2=6.5，P＜0.05 胃与小肠：χ2=2.420，P＞0.2已澄清形态学上曾混淆的概念已澄清形态学上曾混淆的概念核端空泡细胞：见于6.8%（5%）GIST中，尤其在胃，认为是平滑肌肿瘤的特点是错误的 栅栏状排列：见于18.2%GIST中，认为是神经源性肿瘤的特点不正确，本组12例胃肠道雪旺瘤均无明显栅栏状结构 团丝样纤维（SF）：一种均质红染团块状强嗜伊红色结构，由缠结的胶原纤维组成，见于3.9%（10-20%）GIST中，尤其在小肠，曾认为与神经分化有关，现认为SF与组织发生无关GIST的免疫表型GIST的免疫表型nullGIST中CD117的表达梭形细胞上皮样细胞花瓣状排列印戒样细胞栅栏状排列nullGIST中CD34的表达梭形细胞上皮样细胞栅栏状排列印戒样细胞核端空泡细胞片巢状排列nullGIST中α-SMA的表达状况肿瘤阴性，内对照阳性局灶弱偶尔强nullGIST中S-100的阴性KIT（CD117）的选择KIT（CD117）的选择DAKO（A4502） Santa Cruz（sc-168） Novocastra（NCL-CD117） NeoMarker（MS-271）nullMiettinen和本组选用Santa Cruz的sc-168多抗，结果满意，且在纤维瘤病中不表达，但近期产品的销价可能降低 Dirhofer对8500例肿瘤组织（GIST、精原细胞瘤、黑色素瘤、上皮性肿瘤等）用组织微阵列技术比较不同公司CD117抗体的性能，结果显示DAKO优于Novacaster，Santa Cruz和NeoMarker中度敏感，特异性较低KIT在GIST中表达的特点KIT在GIST中表达的特点GIST定义为免疫表型KIT+肿瘤，理论上讲，阳性率100% 阳性反应定位于胞浆、呈弥漫强阳性，尤其细胞膜和Golgi区 上皮样GIST有时阳性反应较弱 切片中肥大细胞和肠肌丛周围的ICC可作为阳性对照GIST不表达KIT的原因GIST不表达KIT的原因抗体的选择 取材过少，固定不当，切片干燥时，温度过高或储存时间过长 约2%GIST缺乏KIT突变和/或KIT过度表达 STI-571治疗后，偶尔可不再表达KITKIT阳性和可能阳性肿瘤KIT阳性和可能阳性肿瘤GIST 精原细胞瘤 肥大细胞瘤 黑色素瘤/透明细胞肉瘤 ES/PNET Kaposi肉瘤/血管肉瘤 孤立性纤维瘤 隆突性皮纤维肉瘤 肌纤维母细胞瘤/纤维瘤病 分化良好脂肪肉瘤 转移性小细胞癌一个有争议的问题一个有争议的问题诊断GIST是否必须用免疫组化证实KIT阳性 许多GIST有显著的临床病理特点，因此，不做IHC可以作出诊断，而且KIT+肿瘤不一定都是GIST 目前意见是：为了使GIST诊断标准化和确定病人是否适宜应用STI-571治疗，应做KIT免疫染色GIST的其它免疫表型特征GIST的其它免疫表型特征Desmin+的GIST极少见，仅2.2%（＜5%或1-2%），且局灶性见于少数瘤细胞中，故常见于上皮样型和食管的GIST CD34除在小肠表达率较低，为42.9%（50%）外，其它部位表达率均较高，食管100%（＞90%），结直肠96.8%，胃88.5%（85%） α-SMA表达常与CD34呈反向关系，及α-SMA+/CD34-或α-SMA-/CD34+，这在小肠尤为明显null表2-4：224例消化道不同部位免疫组化表达CD117：χ2=2.177，P＞0.2 CD34：χ2=52.50，P＜0.001 α-SMA：χ2=11.47，P＜0.01null不同部位GIST免疫组化表达谱的变化阳性率null小肠GIST除高表达KIT外，其它标记物的表达与胃和结直肠有明显差异，即CD34表达低，而α-SMA、S-100等表达高，提示不同部位GIST可能由不同表型瘤细胞亚型构成胃肠道梭形细胞肿瘤的IHC鉴别诊断胃肠道梭形细胞肿瘤的IHC鉴别诊断*大多数报道CD117阴性Fletcher CDM，et al. Diagnosis of gastrointestinal stromal tumor：A consensus approach. Histopathology 2002；33：459胃肠道外间质瘤胃肠道外间质瘤腹腔软组织（如网膜、肠系膜和腹膜后）等处可发生与GIST形态学、免疫表型和分子遗传学特征相同的肿瘤，称为胃肠道外间质瘤（extra-gastrointestinal stromal tumor，EGIST），少见，约占GIST的3-4%，以潜在恶性和恶性病例多见，发生在网膜和肠系膜者多于腹膜后者超微结构超微结构GIST，尤其良性梭形细胞型的超微结构相似于正常ICC Miettinen （2003）认为GIST大多显示流产型平滑肌分化，少数显示自主神经分化，许多肿瘤结合两者特点，提示多能分化null瘤细胞内含丰富线粒体、粗面内质网和滑面内质网、游离核糖体和中间微丝 质膜上少量不规则微饮泡 质膜密斑样结构 质膜外不连续的基板 间质内胶原和团丝样纤维null上皮型GIST超微结构null梭形GIST超微结构过去和现在的诊断术语过去和现在的诊断术语nullnull已澄清的问题已澄清的问题GIST是胃肠道最常见的间叶源性肿瘤，占所有GIMT的73.0%，其它GIMT包括平滑肌瘤、平滑肌肉瘤、雪旺瘤、颗粒细胞瘤、脂肪瘤、球瘤、Kaposi肉瘤和血管肉瘤等仍有争论的问题仍有争论的问题肿瘤的生物学行为 影响预后的因素 肿瘤的组织发生 GIST的生物学行为GIST的生物学行为至今尚无可靠的指标预测GIST的生物学行为，许多学者推荐依据肿瘤大小和核分裂数来估计转移的危险性，并认为至少在目前使用“良性”GIST这一术语是不明智的 有些学者认为尽管偶有例外，依据肿瘤大小、核分裂数和其它一些指标，可以将肿瘤区分为良性、恶性和不确定或低度恶性潜能三类确定GIST侵袭行为危险性的推荐确定GIST侵袭行为危险性的推荐方案作为指导评价GIST生物学行为的肿瘤大小和核分裂数作为指导评价GIST生物学行为的肿瘤大小和核分裂数可能良性 肠：最大直径≤2cm和核分裂数≤5/50HPF 胃：最大直径≤5cm和核分裂数≤5/50HPF 恶性 肠：最大直径＞5cm或核分裂数＞5/50HPF 胃：最大直径＞10cm或核分裂数＞5/50HPF 不能确定或低度恶性潜能 肠：最大直径2-5cm和核分裂≤5/50HPF 胃：最大直径5-10cm和核分裂数≤5/50HPFnullGIST的形态学从良性、富于细胞、潜在恶性、低度、中度和高度恶性形成连续的生物学行为谱，依据肿瘤大小、生长方式、瘤细胞异型程度、核分裂数和肿瘤性坏死等指标，可对绝大多数GIST生物学行为作出正确诊断恶性指征恶性指征腹膜播散和肝转移 肌层、粘膜和/或周围组织浸润 脉管浸润或瘤栓形成 肿瘤性坏死 最大直径＞10cm 核分裂数＞10/50HPF 细胞密集、明显异型 瘤细胞围绕血管簇状分布良性指征良性指征最大直径＜2cm 肿瘤境界清楚 细胞欠丰富 核分裂不易找见 往往其它手术时偶尔发现 潜在恶性指征潜在恶性指征与周围组织粘连 最大直径≥5cm，但＜10cm 核分裂数＜10/50HPFGIST预后良好的因素GIST预后良好的因素肿瘤：体积小（＜2cm），境界清楚 核分裂数＜2/50HPF 瘤细胞欠丰富，无异型，无坏死 增生活性低：Ki-67+细胞＜10% 二倍体 端粒酶活性低 无c-kit基因突变（？） 部位：胃 治疗：完全切除组织发生组织发生GIST瘤细胞形态、免疫表型和KIT表达与胃肠道Cajal间质细胞（ICC）具有相似性： 两者均表达胚胎性肌球蛋白 活组织培养鼠ICC同时表达KIT和CD34 鸟和鼠的发育研究表明ICC和纵行平滑肌束来自共同的前体细胞 KIT表达可使前体细胞向ICC分化，KIT信号传导通路受阻可使ICC转变成平滑肌但是但是GIST可以发生在胃肠道外，如网膜、肠系膜和腹膜后 GIST的瘤细胞并无ICC功能 因此 GIST不是起源于ICC，而是可能起自向ICC分化的未定型间充质细胞（uncommitted cell）GIST的遗传学GIST的遗传学GIST表达KIT蛋白是肿瘤发生中的关键步骤，KIT活化可能是肿瘤形成的最早事件之一 KIT蛋白属于III型酪氨酸激酶（RTK3），其结构相似于其它几个具有致瘤作用的RTK，包括PDGFRA和B、CSF1R和FLT3null正常情况下，KIT酪氨酸激酶活性必须与配体（SCF）结合形成二聚体后才能激活酶的结构域，称为配体诱导激活。然后，受体自鳞酸化，结合底物和衔接蛋白，引起细胞信号级联放大，控制重要的细胞功能，包括增生、粘附、凋亡和分化等nullGIST中KIT癌蛋白的致瘤性活化，不需要与配体结合，且常有结构改变 KIT激活机制在大多数GIST中是KIT基因本身的致瘤性突变所致，少数可有其它替代机制激活C-kit受体结构C-kit受体结构GIST中KIT基因突变GIST中KIT基因突变KIT基因位于4q11-12，突变部位和方式如下： 第11外显子：见于50%以上恶性GIST，突变大多数位于密码子550-570之间 读框内缺失3-21bp（常见） 点突变（较少见） 重复或插入（少见） 第9外显子，常为双密码子重复突变 第13外显子，常为点突变 两者仅见于约5%的GIST中nullEC：细胞外区；TM：跨膜区；JM：近膜区；TK：酪氨酸激酶区；KI：激酶插入区；AML：急性髓细胞白血病；GIST：胃肠道间质瘤；MAS：肥大细胞瘤；MPD：骨髓增生性疾病；SEM：精原细胞瘤；UP：色素性荨麻疹null KIT基因 PCR扩增及测序100bp250bp225bpnull 573 574 575 576 577 578 579 580交界性GIST c-kit基因11号外显子突变，杂合性，序列分析为自580位 点重复前21个核苷酸，即CCA ACA CAA CTT CCT TAT GAT重复null 573 574 575 576 577 578 579 580 581恶性GIST患者同时伴消化道腺癌者，①显示GIST瘤组织有c-kit基因11号外显子突变，杂合性，自581位重复前12个核苷酸；②显示腺癌组织无c-kit基因突变①②重复null恶性GIST纯合性突变，缺失第557-561共15个核苷酸，经正向①和反向②测序证实①②纯合性缺失null550 551 552 553 恶性GIST c-kit基因11号外显子突变，杂合性，其中一条链自第553位点缺失15个核苷酸，原发瘤组织与复发瘤组织突变方式一致杂合性缺失nullGIST中缺失KIT基因突变的原因GIST中缺失KIT基因突变的原因技术原因 KIT非突变替代机制技术原因技术原因石蜡或新鲜冰冻组织抽提DNA 突变分析的DNA或RNA模板来自非肿瘤细胞，如肿瘤包膜和肿瘤周围组织，肿瘤内有明显坏死或大量非肿瘤细胞浸润 约90%GIST的KIT突变为杂合性，常规检测技术可因混入少量非肿瘤组织而遮盖突变 只检测第11外显子而未测第9、13外显子KIT非突变替代机制KIT非突变替代机制KIT基因可缺乏突变，但肿瘤组织仍存在很高的KIT激酶活性 KIT基因非编码区中基因组改变 调变KIT细胞信号途径的蛋白表达或功能改变 KIT位点基因组扩增导致KIT过表达或KIT途径激活其它遗传学改变其它遗传学改变KIT基因突变是GIST的原发性遗传学异常，随着肿瘤进展可以出现一系列继发性染色体异常，大致顺序为： KIT激活突变14q缺失 22q缺失 1p缺失8q获得11p缺失9p缺失17q获得 nullGIST中18号染色体单体平滑肌肉瘤X染色体多倍体FISH检测GIST的治疗GIST的治疗传统的常规疗法 特异性靶向治疗传统的常规疗法（一）传统的常规疗法（一）原发性肿瘤 手术治疗：完整切除肿瘤避免肿瘤破裂，术中播散和确保切缘阴性，但MSKCC（2000年）80/200例无转移的原发性GIST完整的切除后5年存活率仅54% 辅助放射治疗：疗效远不如四肢软组织肉瘤，且对周围结构（尤其小肠）的毒性作用而使照射剂量（约5100cGy）受限，主要用于胃和直肠肿瘤切缘阳性病例 传统的常规疗法（二）传统的常规疗法（二）转移性肿瘤 全身化疗：联合化疗的疗效＜10%（0-15%），Mayo Clinic（1999）报告用氮烯咪胺、丝裂霉素、阿霉素、顺柏和生长因子治疗晚期LMS和GIST，反应率分别为67%和14.8% 腹腔播散：手术加米托蒽醌腹腔内化疗 肝转移：孤立瘤灶，手术切除；肝动脉栓塞优于全身化疗（总有效率82%） 放疗用于巨大肝转移或盆腔固定的疼痛病人特异性靶向治疗特异性靶向治疗大多数细胞毒药物通过干扰肿瘤和正常细胞共有的细胞结构（如DNA）而发挥非特异性抗肿瘤作用，选择性差 癌症研究认识到肿瘤的发生与癌基因突变、抑癌基因缺失和染色体异常密切相关，寻找直接针对肿瘤特异性细胞和分子遗传学异常的药物，为癌症治疗提供了新的模式已用于临床的新型靶向治疗药物已用于临床的新型靶向治疗药物美罗华：CD20单克隆抗体，用于治疗CD20+的B细胞淋巴瘤 Herceptin：c-erbB-2（neu）单克隆抗体，用于治疗c-erbB-2过度表达的乳腺癌 STI-571（Gleevec，imatinib）：小分子选择性蛋白酪氨酸激酶抑制剂，用于CML和GIST治疗STI-571作用机制STI-571作用机制STI-571能选择性阻滞CML中因t（9；22）而形成一种具有不受控制的酪氨酸激酶活性的融合蛋白BCR-ABL，能有效地抑制和杀灭CML细胞 进一步研究发现STI-571对BCR-ABL蛋白的抑制不完全特异，也能阻滞与跨膜受体酪氨酸激酶的KIT和PDGFR相关的酶活性，临床前试验证实STI-571能抑制GIST细胞中突变型KIT的激酶活性，导致肿瘤细胞停止生长和发生凋亡2000年2月芬兰STI-571治疗的第一例GIST2000年2月芬兰STI-571治疗的第一例GIST患者表达KIT蛋白，c-kit基因第11外显子突变，各种治疗（多次手术、化疗、抗血管生存治疗）失败后，进行性广泛转移，每天口服STI-571数周后，出现客观的临床反应，18个月以上，MRI显示肿瘤明显缩小，FDG-PET显示肿瘤活性显著降低，4周内多次活检证实，肿瘤大部分被粘液样变性和纤维化代替 Joensuu H，et al. Effect of the tyrosine kinase inhibitor STI-571 in a patient with a metastatic gastrointestinal stromal tumor. New Engl Med 2001；344：1052nullJoensuu et al. N Engl J Med. 2001;344:1052-1056.治疗4周后STI-571治疗转移性GIST的反应率STI-571治疗转移性GIST的反应率原发性GIST的STI-571辅助治疗原发性GIST的STI-571辅助治疗所有GIST都有KIT信号途径激活 原发性GIST切除后复发危险性高，常规化疗无效 STI-571对微小肿瘤，尤其术后仅存在残留的显微镜下肿瘤，可能更有效，从而防止或推迟复发，延长患者生命目前正在进行的三项研究目前正在进行的三项研究原发性高危病人（肿瘤＞10cm），肿瘤破裂或多个肿瘤）完全切除后给药，400mg/日，一年 高危和中危组（肿瘤≥3cm）分成二组，治疗组（400mg/日，一年）和对照组（安慰剂），后一组如在研究期间复发，加用STI-571 STI-571作为新辅助治疗用于术前病人以检测其有效性STI-571的副作用STI-571的副作用轻度疲倦 眶周水肿 腹泻 间隙性肌痉挛 GI出血，少见，与肿瘤大块坏死有关STI-571治疗存在的问题STI-571治疗存在的问题最佳治疗剂量尚不清楚 晚期GIST病人的完全反应率很低，约5% KIT突变大致可分为两大类，涉及KIT蛋白调节部分，尤其自身抑制功能区的“调节型”突变和氨基酸序列改变直接影响酶结构的“酶位点”突变，调节型突变对STI-571治疗反应比酶位点突变敏感 用药数日后可出现获得性耐药性 KIT表达，但缺乏异常激活或只表达无信号级联放大，对治疗反应差STI-571可能有治疗作用的其它肿瘤STI-571可能有治疗作用的其它肿瘤展望 展望 GIST的临床病理和治疗研究以取得巨大进展，但还有许多问题有待回答，尤其在肿瘤发生机制、生物学行为预测和更有效治疗等方面发病机制研究发病机制研究确定恶性GIST起自以前存在的良性肿瘤还是一开始就是恶性 研究除KIT突变外，赋予肿瘤恶性表型机制，如KIT途径中编码其它蛋白的突变或调节异常，其它染色体改变等 确定除KIT突变外，其它遗传学和染色体改变与GIST肿瘤发生直接相关还是调节缺陷或修复的结果生物学行为预测研究生物学行为预测研究建立更可靠的形态学预测指标 确定KIT突变部位和方式对生物学行为的影响 研究染色体改变的预后价值GIST治疗研究GIST治疗研究KIT免疫组化染色作为决定STI-571治疗的主要标准之前，需进一步作临床实验以确定KIT阳性染色患者对治疗有效性 研究KIT激活突变患者是否应给予STI-571治疗 研制对STI-571耐药的新药null