0905甲状腺癌声学特点与分子标志物及病理类型相关性研究.docx
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0905甲状腺癌声学特点与分子标志物及病理类型相关性研究
hTERT人端粒酶催化亚单位
VEGF血管内皮生长因子
RETRET原癌基因
P53P53人体抑癌基因
AJCC美国癌症联合委员会)
AG平均灰度值
NA面数密度值
甲状腺癌声学特点与分子标志物及病理类型相关性研究
目的:
通过二维超声及彩色多普勒超声血流成像分别观察甲状腺癌组织的声像特征以及甲状腺病灶血流分布情况和淋巴结转移状况,分析其超声表现与hTERT、VEGF、Ret、P53、KI67等多个基因表达情况、肿瘤标记物及病理类型之间的相关性,探讨彩色多普勒超声在甲状腺癌早期诊断及预后评估中的应用价值。
方法:
选取本院甲状腺癌患者80例,均经术中病理确诊,合并淋巴结转移者30例,均有完整术前超声检查资料,影像质量理想。
对所有患者的声像图资料和相关基因、肿瘤标记物及病理类型资料进行比较分析,获取其相关性。
结果:
80例甲状腺癌的超声声像学特点与其病理类型及相关分子标志物之间存在一定的相关性,不同病理类型的甲状腺癌,其超声诊断符合率不尽相同,其相关分子标志物也呈现不同的表达。
结论:
不同超声声像图类型的甲状腺癌组织,其病理类型分布有一定的差异,hTERT、VEGF、Ret、P53、KI67等分子标志物的阳性率均较高,但不同声像图类型间仍有一定差异,医师在诊断中应根据具体声像图特点选择免疫组织化学检验方法,并早期判断甲状腺癌的病理类型,实现早诊早治。
关键词:
甲状腺癌;超声诊断;病理类型;分子标志物
StudyontheRelationshipBetweentheUltrasonographicFeatures,MolecularMarkersandPathologicalTypesofThyroidCancer
[Abstract]Objective:
Toobservetheultrasonographicfeatures,focalblooddistributionandlymphnodemetastasisofthyroidcancerby2DultrasonographyandcolorDopplerflowimagining,andanalysetherelationshipbetweenultrasonographicfeatures,molecularmarkers,pathologicaltypesandthetranslationofseveralgenessuchashTERT,VEGF,Ret,P53.Methods:
80casesofthyroidcancerconfirmedbypathologicalexaminationwereselected.Ultrasonographicdocumentswerecompleteandrelatedgeneinformationandmolecularmarkersandpathologicaldocumentswerecomparedandanalysed.Results:
Certaincorrelationwasobservedbetweentheultrasonographicfeatures,focalblooddistributionandlymphnodemetastasisofthyroidcancerofthe80casesofthyroidcancer.Thediagnosticaccuracyandthetranslationofrelatedgenesdiffersfromeachother.Conclusion:
Thereissomevarianceamongthepathologicaltypedistributionsofdifferenttypesofultrasonographictypesofthyroidcancers.ThepositiveratesofhTERT,VEGF,Ret,P53,KI67arerelativelyhigh,however,thereiscertainvarianceamongdifferentultrasonographictypes.Weshouldselectsuitableimmunohistochemicaltesttoperformearlydiagnosisandtreatmentofthyroidcancers.
Keywords:
ThyroidCancer;UltrasonographicDiagnosis;PathologicalTypes;MolecularMarkers
前言
甲状腺癌是内分泌系统常见的恶性肿瘤之一,也是近年来发病率上升最快的恶性肿瘤之一,特别是乳头状甲状腺癌发病率较前几年升高明显,对甲状腺癌的早诊早治、准确预后评价已经成为临床医师工作中的重要课题。
随着医疗技术的进步,特别是肿瘤分子生物学的迅速发展,现代分子生物学理论科研成果逐渐应用于临床诊疗,以及超声影像学的逐步发展,甲状腺癌的诊疗水平得到了显著的进展。
如今甲状腺癌的诊治涉及多个科研领域,包括内分泌科、外科、超声医学科、放射科、核医学科以及肿瘤专科等[1]。
甲状腺癌的影像学诊断方法包括:
超声、计算机体层摄影(CT)、磁共振成像(MRI)和核医学。
超声成像是早期诊断甲状腺癌的重要方法,用于甲状腺癌分型和评价均有重要价值,诊断准确率达到75%~85%左右。
人端粒酶催化亚单位(humantelomerasereversetranscriptase,hTERT),是端粒酶的成分,而端粒酶是合成并维持端粒重复序列的一种特殊的核糖核酸蛋白质复合体,主要由人端粒酶mRNA(hTR)、端粒酶相关蛋白(TP1)和人端粒酶逆转录酶(hTERT)3部分组成,hTERT在端粒酶中是维持活性的重要成分,其与端粒酶活性呈现正相关,而癌细胞的无限增殖过程需要端粒酶的参与。
因此hTERT在恶性肿瘤组织中可呈现较高水平。
p53基因是人类最广泛存在的抑癌基因,也是在人类肿瘤的发生发展中发挥重要作用的基因,其对细胞的正常生长及程序性死亡的启动有调控作用,因而可抑制细胞的恶性增殖过程,该基因的缺失和失活可导致DNA损伤大量累积,使细胞的遗传过程丧失稳定性,逐渐发展成为恶性增殖[2~3]。
野生型p53基因仅存在于约50%的人类中,而其余人群则存在突变型p53基因[4]。
Ret原癌基因为一种酪氨酸激酶受体,位于10q11.2编码,甲状腺恶性肿瘤细胞表达Ret,正常甲状腺滤泡上皮中则极少见Ret表达,因此可将Ret作为较特异的诊断指标,但也不是完全特异的诊断标记。
血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)能诱导特异淋巴上皮增殖,进而促进淋巴管增生,能刺激局部淋巴结转移和肿瘤淋巴管生成,在肿瘤的淋巴管扩散转移过程中起重要作用[5]。
Ki67是存在于细胞核中能影响细胞增殖的一种蛋白质,为细胞增殖及DNA合成所必需,是反映细胞增殖活性的一个良好的辅助指标。
Ki67抗原在有丝分裂期的G1、S、G2期和M期均有合成,但在G0期缺失,由于半衰期短,可以准确的反映细胞的增殖活性,是一个较理想的反映肿瘤细胞增殖活性标志物,明显优于PCNA指数,DNA倍含量等表示细胞增殖的指标,细胞增殖活性的增高与肿瘤的发生发展及恶性程度有关,肿瘤恶性程度越高,Ki67蛋白表达水平越高,肿瘤细胞增殖越快,越易于发生侵袭、转移。
本次研究中,我们通过二维超声及彩色多普勒超声血流成像分别观察甲状腺癌组织的声像特征以及甲状腺病灶血流分布情况和淋巴结转移状况,采用免疫组织化学方法,检查以上几种肿瘤标志分子在不同类型声像图甲状腺癌组织中的表达率,探讨彩色多普勒超声在甲状腺癌早期诊断及预后评估中的应用价值。
研究背景
甲状腺癌是内分泌系统较常见的恶性肿瘤之一,其中甲状腺结节恶变率占5%-10%,占全身肿瘤的1%左右。
据2007年甲状腺癌流行病调查显示,甲状腺癌发病率约为3.1/10万,女性为10.6/10万,年新增发病率为16%。
随着影像学技术的不断更新,分子生物学和甲状腺癌研究的不断深入,不同病理类型甲状腺癌的声学特点,相关基因与甲状腺癌发生、发展及转归的关系也成为目前研究的热点。
超声检查对于诊断甲状腺癌有较高的价值,但还存在着一定的误诊及漏诊率,这是因为甲状腺各种病变的超声征象可存在交叉,恶性病变的声像图仍无完全可靠的诊断标准,因此只能通过多个指标综合评判,才能作出相对准确率较高的判断。
彩色多普勒超声对甲状腺癌的诊断仅在甲状腺癌病灶内探及到高速的典型动脉血流信号时才有帮助,但只有少数甲状腺癌才有此特征。
目前国内外医学专家认为:
虽然彩超、三维成像、超声造影等成像方式已广泛应用,但对于诊断甲状腺癌,二维图像仍然起决定性作用:
肿块呈低回声,无包膜,边界欠规则,后方回声衰减,内部有细小钙化点,仍然是被广泛认同的诊断标准,在今后的一段时间内仍具有重要应用价值。
因此,尽管国内外学者对甲状腺癌的超声研究做了很多研究,但主要集中在肿块内部特征,对于其主要供血动脉与甲状腺癌的关系方面的研究较少。
甲状腺癌自身微循环血供的建立依靠宿主血管,特别是大动脉对肿瘤细胞的破坏具有较强的抵御能力,动脉形成迂曲、增粗、粗细不均的肿瘤血管主干。
甲状腺上、下动脉是主要供血动脉,亦是甲状腺恶性肿瘤的主要供血动脉,通过对其血流动力学参数的测定,可能为甲状腺癌的超声诊断提供有价值的信息。
甲状腺癌基因不同的变化还会激活一些生物活性物质的质和量的改变,在甲状腺癌的诊断治疗过程中发挥着重要的作用。
①人端粒酶催化亚单位(hTERT),是端粒酶的成分,而端粒酶是合成并维持端粒重复序列的一种特殊的核糖核酸蛋白质复合体。
②血管内皮生长因子(VEGF)是一种与微血管密度密切相关的细胞因子,其表达异常也提示着甲状腺癌的预后情况。
③端粒酶(P53)是DNA和特异性蛋白组成的染色体末端特殊结构。
除了上述3种肿瘤标志物以外还有Ret原癌基因,Ki67等分子标志物。
综上所述,近年来尽管分子生物学技术的不断发展,抑癌基因和癌基因与甲状腺癌的作用机理仍需要进一步完善,同时一些肿瘤标志物对于甲状腺的诊断、预后具有重要的评估价值,可以为临床诊治提供可靠依据。
作为是人体最常见的内分泌系统疾病,甲状腺肿瘤的恶性率约为5%,女性高于男性,无年龄差异。
目前,临床上对甲状腺癌的诊断主要依靠触诊、影像学检查及免疫学测定等,其中超声检查是首选的辅助诊断方法,甲状腺癌的超声检查具有一定的特征,随着超声多普勒技术的发展及超声弹性成像等新技术的应用以及分子生物学研究的不断深入,使其越来越多地应用于甲状腺癌的诊断,本文旨在通过对甲状腺癌超声图像、分子标志物及其与病理类型之间的关系进行归纳总结,从而提高甲状腺癌的诊断系统性,预期将在一定程度上提高甲状腺癌的诊断正确率。
1.资料与方法
1.1一般资料
收集本院2009年至2010年于本院就诊检查并行术中病理检查确诊甲状腺癌患者共80例,其中男性16例,女性64例,年龄22~81岁,平均49.3±3.7岁,按照病理类型分为乳头状癌52例,滤泡状癌13例,髓样癌9例,差分化癌6例。
按照美国癌症联合委员会(AmericanJointCancerCommittee,AJCC)于2002年发布的第6版癌肿分期手册的TNM分期标准,其中包括I期32例,II期26例,III期14例,IV期8例,术前均未行任何放化疗治疗,影像资料完整,成像清晰。
1.2仪器与方法
1.2.1仪器
本次研究采用美国GE公司生产的LOGIQ7彩色超声仪进行超声影像学检查,该设备配有实时线阵高频探头,探头频率7.5-10MHz。
利用仪器预设的甲状腺参数进行初步检查,同时根据具体病灶的情况调整增益、深度、聚焦部位,达到最佳显示效果。
1.2.2超声检查方法
患者去枕平卧扫查甲状腺,观察颈部淋巴结时,可嘱患者平卧将头偏向对侧检查。
对患者先行甲状腺二维及彩色多普勒超声扫描,再进行双颈、双锁骨上区淋巴结的二维及彩色多普勒超声扫描。
首先对甲状腺行二维超声扫描:
仔细观察甲状腺左右叶及峡部,观察到结节后,多轴位扫查病灶,着重观察并详细记录声像图以下几方面特点:
①甲状腺结节数量,是否多发;②每个结节的具体大小;③左右叶及峡部的位置;④形态是否规则;⑤边界是否清晰;⑥是否存在声晕;⑦回声强度(用高回声、等回声、低回声、无回声,共四个类别记录),⑧回声是否均匀,⑨是否存在囊变,⑩是否存在微小钙化。
CDFI检查着重观察结节内部及周边血流与分布情况,尽可能设置彩色条件以显示病变内部低速血流,以不出现彩色噪音为准。
参考Rago推荐的方法将血流分为三种类型:
即无血流型(I级);结节周边可探及较丰富的血流信号,内部仅有少许或未见血流信号(II级);周边仅有少许或未见血流信号,而结节内部可探及丰富的血流信号(III级)。
仔细扫查双侧颈部及双侧锁骨上区,观察记录颈部是否存在肿大淋巴结。
淋巴结肿大的判断参考Antonelli推荐的标准[y]:
①圆形或类圆形结节;②不均质回声或低回声;③内部存在形态不规则的囊性区;④内部存在微小钙化灶;⑤未见正常淋巴结的门样结构.
1.2.3病理检查方法
大体标本观察病灶大小、位置、切面情况。
由超声医师及两名经验丰富的病理科医师共同检查证实,病理诊断为甲状腺微小乳头状癌并有超声记录的病灶HE染色切片:
通过低倍镜先观察癌灶的边界、形态、内部结构,再通过高倍镜观察细胞和组织:
同时观察砂粒体,首先在低倍镜下观察砂粒体是否存在,随后换高倍镜观察砂粒体相对集中的区域,记录一个高倍视野内砂粒体的数量。
仔细观察并记录以下细节:
①形态,②边缘是否存在浸润,③纤维假包膜是否存在,④囊性变是否存在,⑤低倍镜下是否可见砂粒体,以及高倍镜下砂粒体的数目;⑥病灶的组织类型。
1.2.4免疫组织化学方法
甲状腺癌病灶标本均采用10%福尔马林溶液固定,石蜡包埋,3~4um厚的切片,分别采用HE和免疫组化染色(S-P免疫组化法),DAB显色,按免疫组化试剂盒说明进行操作。
判断标准如下:
(1)p53蛋白以细胞核或细胞浆内呈现棕黄色颗粒为阳性,颜色可深浅不一,hTERT定位于胞核,VEGF与Ret蛋白定位于胞浆与胞膜,每例标本选取10个不相重叠的具有代表性的高倍视野(10×40),并将图像输入高清晰彩色医学图文分析系统,进行图像定量分析,测定平均灰度值(averagegrayvalue,AG)和面数密度值(numericaldensityonarea,NA,个/100μm2);
(2)根据每个视野的平均灰度值计算出每例的平均灰度值,以平均灰度值反映hTERT的表达强度,平均灰度与细胞内物质含量、免疫组化的染色强度成反比;(3)同理得出NA值,其与细胞内物质含量、免疫组化表达强度成正比。
1.3比较方法
1.3.1超声检查结果
本次研究将80例患者的声像图分为4个类型:
I型,即团块型,声像图主要表现为直径大于1cm的低回声或等回声团块;II型,即结节型,声像图主要表现为直径不大于1cm的圆形或类圆形低回声或等回声结节;II型,即多发型,主要表现为多个大小不等,回声不均匀的结节或肿块分布于双侧甲状腺,此型甲状腺癌需注意与结节型甲状腺肿鉴别;IV型,即囊实性,其声像图表现为囊状无回声区,可见囊壁向腔内突起的实质性回声,或不规则增厚。
计算不同类型声像图的诊断符合率并进行比较。
1.3.2血流信号检查结果
参考Rago推荐的方法将血流分为三种类型:
即无血流型(I型);结节周边可探及较丰富的血流信号,内部仅有少许或未见血流信号(II级);周边仅有少许或未见血流信号,而结节内部可探及丰富的血流信号(III级)。
计算不同类型声像图中,血流信号丰富程度的分布情况。
1.3.3免疫组织化学检查结果
对不同类型声像图的甲状腺癌病例进行p53,hTERT,VEGF,Ret,KI67几种肿瘤标志分子的阳性表达率测算,评价免疫组化检查与超声检查检出率之间的关系。
1.4统计学方法
本次研究全部数据采用SPSS13.0forwindows软件包进行统计学分析,计量资料采用“均数士标准差“表示,计数资料的比较,采用chi-square检验,对于不适用chi-square检验法的计数资料,采用Fisher确切概率法检验,显著性水平设定为P<0.05。
2.结果
2.1甲状腺癌超声分型与病理结果
2.1.1甲状腺超声分型及病理结果一览
术中病理检查结果显示80名病例分为乳头状癌52例,滤泡状癌13例,髓样癌9例,差分化癌6例。
超声分型按照美国癌症联合委员会(AmericanJointCancerCommittee,AJCC)于2002年发布的第6版癌肿分期手册的TNM分期标准,其中包括I期32例,II期26例,III期14例,IV期8例。
具体结果见表1。
表180例甲状腺癌患者超声分型与病理结果一览表
病理诊断
超声分型
I期
II期
III期
IV期
乳头状癌
25
19
5
3
滤泡状癌
5
5
2
1
髓样癌
1
2
4
2
差分化癌
1
0
3
2
合计
32
26
14
8
2.1.2不同类型甲状腺癌的声像图及其病理诊断符合率
本次研究超声资料显示32例团块型病例,声像图主要表现为直径大于1cm的低回声或等回声团块,其中左侧14例(43.75%),右侧18例(56.25%),边界不清,呈现蟹足状或毛刺状,病理特征主要为乳头状癌,占81.25%(26/32),本型病理诊断符合率为87.50%(28/32);17例结节型病例,声像图主要表现为直径不大于1cm的圆形或类圆形低回声或等回声结节,其中左侧7例,右侧5例,峡部5例,边缘粗糙,病理结果显示主要为乳头状癌和滤泡状癌,本型病理诊断符合率为88.24%(15/17)。
团块型及结节型病例中有有12例合并甲状腺良性肿瘤,3例合并甲状腺炎,回声不均匀,诊断难度较大。
9例为多发型,主要表现为多个大小不等,回声不均匀的结节或肿块分布于双侧甲状腺,此型甲状腺癌需注意与结节型甲状腺肿鉴别,本次研究中诊断符合率为100%(9/9),囊实型病例22例,其声像图表现为囊状无回声区,可见囊壁向腔内突起的实质性回声,或不规则增厚,本型诊断符合率为63.64%(14/22),相对较低。
经确切概率法计算,囊实性声像图的诊断符合率与其他类型相比较,差异具有显著性意义(P<0.05)。
2.1.3不同类型声像图甲状腺癌中血流显示率
本次研究中80例甲状腺癌患者中65例探及血流信号,其中团块型和多发型声像图伴血流信号最丰富,其中团块型共29例探及血流信号,其中14例为III级,8例为II级,7例为I级;多发型9例全部探及血流信号,其中8例为III级,1例为II级;而结节型17例中12例伴有血流信号,其中5例III级,5例II级,2例I级,囊实型22例13例伴有血流信号,7例III级,4例II级,2例I级。
经确切概率法计算,团块型及多发型与另外两种类型比较,差异具有显著性意义(P<0.05),但前两组及后两组的组间比较均未见显著性意义(P>0.05)。
2.2肿瘤标志分子表达情况比较
2.2.1p53在不同声像图类型甲状腺癌组织中的表达比较
从下图中可以看出,p53分子在各种类型声像图的甲状腺癌组织中均有较高的表达率,达到了80%以上,其中,团块型和囊实型表达率略低于多发型和结节型,但经chi-square检验及Fisher确切概率检验表明,各组之间无显著性差异(P>0.05)。
表2p53在不同声像图类型甲状腺癌组织中的表达比较表
组别
阳性
阴性
合计
阳性率
团块型
26
6
32
81.25%
结节型
15
2
17
88.24%
多发型
8
1
9
88.89%
囊实型
18
4
22
81.82%
2.2.2hTERT在不同声像图类型甲状腺癌组织中的表达比较
从下图中可以看出,hTERT分子在囊实型声像图的甲状腺癌组织中具有最高的表达率,达到了86.36%,而在团块型声像图的甲状腺癌组织中表达率相对较低,为68.75%,经Fisher确切概率法检验,组间比较无显著性差异(P>0.05)。
表3hTERT在不同声像图类型甲状腺癌组织中的表达比较表
组别
阳性
阴性
合计
阳性率
团块型
22
10
32
68.75%
结节型
13
4
17
76.47%
多发型
7
2
9
77.78%
囊实型
19
3
22
86.36%
2.2.3VEGF在不同声像图类型甲状腺癌组织中的表达比较
从下表中可以看出,VEGF分子在团块型和多发型声像图的甲状腺癌组织中表达率较高,在团块型中达到93.75%,在多发型中则达到了100%,然而在结节型和囊实型声像图中,该标志分子的表达率较低,分别为64.71%和54.55%。
经Fisher确切概率法检验,团块型及多发型甲状腺癌组织中VEGF表达率与另外两种类型相比,差异具有显著性意义(P<0.05),然而两对组间比较无显著性意义(P>0.05)。
表4VEGF在不同声像图类型甲状腺癌组织中的表达比较表
组别
阳性
阴性
合计
阳性率
团块型
30
2
32
93.75%
结节型
11
6
17
64.71%
多发型
9
0
9
100%
囊实型
12
10
22
54.55%
2.2.4Ret在不同声像图类型甲状腺癌组织中的表达比较
从下表中可以看出,Ret在各种类型声像图的甲状腺癌组织中均有较高的表达率,在结节型、多发型及囊实型的甲状腺癌组织中表达率均超过了80%,在团块型甲状腺癌组织中的表达率较低,为75.00%,但经Fisher确切概率法检验,各种类型甲状腺癌组织之间并无统计学差异(P>0.05)。
表5Ret在不同声像图类型甲状腺癌组织中的表达比较表
组别
阳性
阴性
合计
阳性率
团块型
24
8
32
75.00%
结节型
14
3
17
82.35%
多发型
8
1
9
88.89%
囊实型
19
3
22
86.36%
2.2.4KI67在不同声像图类型甲状腺癌组织中的表达比较
从下表中可以看出,KI67在各种类型声像图的甲状腺癌组织中均有较高的表达率,在结节型、团块型及囊实型的甲状腺癌组织中表达率均超过了80%,在多发型甲状腺癌组织中的表达率较低,为75.00%,但经Fisher确切概率法检验,各种类型甲状腺癌组织之间并无统计学差异(P>0.05)。
表5KI67在不同声像图类型甲状腺癌组织中的表达比较表
组别
阳性
阴性
合计
阳性率
团块型
28
4
32
87.50%
结节型
14
3
17
82.35%
多发型
6
3
9
66.67%
囊实型
18
4
22
81.81%
3.讨论
3.1流行病学
甲状腺癌作为一种常见的恶性肿瘤,不同的病理类型有不同的预后状况,但整体上5年生存率在60%~90%左右。
乳头状癌是最常见的一种甲状腺癌,恶性程度相对
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