電子顯微鏡在腫瘤診斷中的應(yīng)用

賀國(guó)麗，謝瑤云，楊舒盈

(海南省人民醫(yī)院婦科，海南 海口 570311)

20世紀(jì)30年代，世界上第一臺(tái)透射式電子顯微鏡誕生，實(shí)現(xiàn)了人們直接觀察生物大分子結(jié)構(gòu)的夢(mèng)想。60年代電鏡在人體病理組織和腫瘤的應(yīng)用，使醫(yī)學(xué)研究水平從細(xì)胞學(xué)提高到分子細(xì)胞學(xué)—超微結(jié)構(gòu)。盡管在80年代后不斷有新技術(shù)新方法用于腫瘤的診斷，使電鏡面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但臨床研究和實(shí)踐仍在繼續(xù)表明，現(xiàn)代腫瘤診斷離不開(kāi)電鏡的幫助，超微病理是病理學(xué)的必要補(bǔ)充。

1 電鏡診斷腫瘤的理論基礎(chǔ)

1.1 電鏡的高分辨能力 電鏡能夠清楚識(shí)別細(xì)胞和細(xì)胞間質(zhì)中的超微結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞膜及其特有的化學(xué)結(jié)構(gòu)；細(xì)胞質(zhì)中的細(xì)胞器包含物、分泌顆粒、細(xì)胞核膜、核仁、染色質(zhì)；間質(zhì)中的外板、基板、纖維結(jié)合點(diǎn)、肌絲、肌原纖維等[1-3]。不同組織類(lèi)型的細(xì)胞有其特征性的超微結(jié)構(gòu)，即使是低分化腫瘤細(xì)胞仍會(huì)在很大程度上保留同源細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，電鏡就是從這些特點(diǎn)上判斷腫瘤細(xì)胞的組織類(lèi)型和分化程度的。如鱗狀細(xì)胞的張力原纖維、橋粒；腺上皮細(xì)胞的連接復(fù)合體、微絨毛；橫紋肌細(xì)胞內(nèi)的肌原纖維；平滑肌細(xì)胞的肌絲等。

1.2 腫瘤細(xì)胞的異常分化 腫瘤細(xì)胞在超微結(jié)構(gòu)上與正常細(xì)胞有差異，主要表現(xiàn)在細(xì)胞器和超微結(jié)構(gòu)分化不同步，鱗狀細(xì)胞癌的細(xì)胞質(zhì)中雖然有明顯的張力原纖維，但細(xì)胞間橋極少且發(fā)育差[4]；細(xì)胞外形和超微結(jié)構(gòu)分化不同步，一些腫瘤細(xì)胞奇形怪狀，大小不一，從外形上根本無(wú)法判斷組織學(xué)類(lèi)型，但在超微結(jié)構(gòu)下可以顯示組織分化的特點(diǎn)，如類(lèi)似卵巢性腺腫瘤的宮頸腺癌[5]；細(xì)胞的多向性分化，正常體細(xì)胞分化時(shí)只對(duì)特定方向的基因開(kāi)放表達(dá)，故細(xì)胞分化呈單一性，而腫瘤細(xì)胞可出現(xiàn)兩個(gè)以上分化方向，在超微結(jié)構(gòu)上必然有反映，如宮頸和肺的腺鱗癌[6]；異位性分化，一種組織類(lèi)型的細(xì)胞在機(jī)體內(nèi)有特定分布，但腫瘤細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)例外，正常情況下宮頸、胸腺等組織中是看不到神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞的，但這些部位卻能發(fā)生神經(jīng)內(nèi)分泌小細(xì)胞癌[1]。

2 電鏡在腫瘤診斷和鑒別診斷中的作用

有經(jīng)驗(yàn)的病理醫(yī)師，通過(guò)光鏡能對(duì)絕大部分腫瘤做出正確診斷，但對(duì)少數(shù)分化差、細(xì)胞異型性明顯、來(lái)源不清的腫瘤必需借助電鏡確立診斷[7]。

2.1 小圓細(xì)胞類(lèi)腫瘤 包括惡性淋巴瘤、神經(jīng)內(nèi)分泌癌、無(wú)色素型黑色素瘤、未分化癌等，在光鏡下瘤細(xì)胞均呈圓形、核大、染色深、胞質(zhì)少，缺少分化特征，但電鏡下，惡性淋巴瘤細(xì)胞質(zhì)內(nèi)多聚核糖體豐富，其他細(xì)胞器極少見(jiàn)，細(xì)胞外無(wú)基板，細(xì)胞間無(wú)連接；神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞癌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有致密核心的神經(jīng)內(nèi)分泌顆粒并大小不一；惡性黑色素瘤細(xì)胞表面有豐富而細(xì)長(zhǎng)的微絨毛或樹(shù)枝狀突起，胞漿內(nèi)有橢圓形、橫向分布的黑色素小體，高爾基復(fù)合體發(fā)育好，細(xì)胞連接少且發(fā)育不良；未分化癌細(xì)胞內(nèi)核糖體多，其他細(xì)胞器少，有細(xì)胞間原始連接[2，8-9]。Sasaki等[10]報(bào)道一例發(fā)生在松果體區(qū)、直徑1 cm的腫塊，常規(guī)病理顯示為小細(xì)胞類(lèi)型，超微結(jié)構(gòu)顯示有突觸帶和成對(duì)盤(pán)繞的細(xì)絲，此為松果體組織分化的證據(jù)。免疫組化和電鏡在惡性小圓細(xì)胞腫瘤診斷上有互補(bǔ)作用，而電鏡在一些病例更有幫助并提高診斷的準(zhǔn)確性[11]。

2.2 軟組織梭形細(xì)胞腫瘤 包括平滑肌肉瘤、纖維肉瘤、血管肉瘤、惡性間皮瘤等，正確分類(lèi)對(duì)預(yù)后有重大意義。光鏡下細(xì)胞均為梭形。電鏡下，平滑肌肉瘤細(xì)胞核有齒狀凹陷，胞質(zhì)內(nèi)有許多細(xì)絲、吞飲泡、致密小體，質(zhì)膜內(nèi)側(cè)面有致密斑，外側(cè)有基板；纖維肉瘤細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有豐富的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體，細(xì)胞間有膠原纖維；血管肉瘤細(xì)胞質(zhì)豐富，有吞飲小泡、棒狀微管小體，細(xì)胞間有緊密連接，細(xì)胞外有基板；惡性間皮瘤以密集從狀的細(xì)長(zhǎng)微絨毛為特征性結(jié)構(gòu)，直接插入膠原中的微絨毛更具診斷價(jià)值，細(xì)胞內(nèi)張力絲和豐富的胞質(zhì)內(nèi)微絲亦有較大的診斷意義[8，12-13]。Gong等[13]在一例肝細(xì)針穿刺不能區(qū)別是間皮瘤或轉(zhuǎn)移性低分化乳頭狀漿液腺癌的腫物細(xì)胞內(nèi)，看到長(zhǎng)、細(xì)、分支的微絨毛，從而診斷是一種少見(jiàn)間皮瘤亞型—高分化乳頭狀間皮瘤。Kim等[9]利用電鏡診斷了一例26歲未育女性極罕見(jiàn)的變異性子宮肌瘤—絨毛狀分割平滑肌瘤，保留了其生育功能。Parker等[14]通過(guò)電鏡研究8例獨(dú)特的奇異核平滑肌瘤后，認(rèn)為它只是一種少見(jiàn)的平滑肌表型。Franchi等[12]對(duì)39例多形性軀體軟組織肉瘤進(jìn)行免疫組化和超微結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果區(qū)分出肌蛋白性肉瘤包括，13例平滑肌肉瘤、8例肌纖維肉瘤、1例橫紋肌肉瘤；非肌蛋白性肉瘤包括，11例惡性纖維組織細(xì)胞瘤、4例黏液纖維肉瘤、2例脂肪肉瘤。

2.3 大細(xì)胞類(lèi)腫瘤 包括分化差的鱗狀細(xì)胞癌、腺癌、移行細(xì)胞癌等。鱗狀細(xì)胞癌胞質(zhì)中有少量張力原纖維，細(xì)胞間有少數(shù)發(fā)育不良的橋粒，癌巢周?chē)胁煌暾幕澹幌侔┘?xì)胞排列呈實(shí)體性，細(xì)胞間有微小腺腔，胞質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)微囊，囊表面有微絨毛，連接復(fù)合體發(fā)育差且數(shù)量少，基板不完整；移行細(xì)胞癌細(xì)胞表面有大量微絨毛，細(xì)胞間隙寬闊，細(xì)胞連接除橋粒外還有緊密連接，胞質(zhì)中間絲多并排列成束，細(xì)胞器少，溶酶體較多，細(xì)胞巢外周有基板但不完整或多層。這里橋粒和微絨毛會(huì)為診斷提供很大幫助[4]。Zee等[15]通過(guò)電鏡下豐富致密的核心顆粒，使普遍誤診為腺癌的多形性胰腺內(nèi)分泌腫瘤得以診斷。

2.4 癌和肉瘤 來(lái)源于上皮的癌細(xì)胞巢或索周?chē)梢?jiàn)厚薄不一的基板，有細(xì)胞間連接；而來(lái)自間葉的肉瘤細(xì)胞外雖可見(jiàn)一層類(lèi)似基板的結(jié)果，但無(wú)細(xì)胞間連接[2，16]。因此學(xué)者們一致認(rèn)為，電鏡下可見(jiàn)細(xì)胞連接時(shí)應(yīng)考慮為癌，無(wú)細(xì)胞連接則診斷為肉瘤。

3 胸腹水的細(xì)胞學(xué)診斷

從胸腹膜脫落的間皮細(xì)胞具有類(lèi)似腺癌細(xì)胞的形態(tài)特征，單靠細(xì)胞的形態(tài)診斷有困難，借助超微結(jié)構(gòu)比較細(xì)胞器的差異可排除光鏡的假陰性，有助于提高胸腹水細(xì)胞學(xué)診斷的準(zhǔn)確性[17]。連接復(fù)合體、微絨毛的長(zhǎng)度和形狀、胞漿特有結(jié)果可提示組織類(lèi)型。良性胸腹水中只存在炎癥細(xì)胞和間皮細(xì)胞，光鏡下間皮細(xì)胞呈片狀，電鏡下細(xì)胞間存在間隙，間皮細(xì)胞表面微絨毛細(xì)長(zhǎng)、漂浮狀、長(zhǎng)度與直徑比例大于15/1[18]。腹水中的胃印戒細(xì)胞為單個(gè)分布，細(xì)胞間缺乏上皮連接，細(xì)胞表面微絨毛少見(jiàn)，這與腺癌細(xì)胞不同[19]。

4 研究腫瘤起源

惡性腫瘤細(xì)胞形態(tài)學(xué)不常見(jiàn)或不典型時(shí)，診斷將是非常困難的，這時(shí)電鏡能直接區(qū)別或大大縮小診斷范圍，獲得其他方法所不能提供的信息[20]。Mccluggage等[1]報(bào)道3例罕見(jiàn)的卵巢腫瘤—嗜鉻細(xì)胞瘤，電鏡觀察到致密核神經(jīng)內(nèi)分泌顆粒，證實(shí)起源于卵巢的腎上腺外副神經(jīng)節(jié)或單向分化畸胎瘤。Fan等[21]對(duì)一例光鏡診斷轉(zhuǎn)移性鱗癌或移行細(xì)胞癌的骶前區(qū)實(shí)性腫瘤，用電鏡觀察到細(xì)胞內(nèi)豐富的線粒體由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)環(huán)繞，符合脊索瘤。Jackson等[4]在一例光鏡顯示為多形性未分化惡性腫瘤，根據(jù)電鏡發(fā)現(xiàn)有長(zhǎng)微絨毛的細(xì)胞內(nèi)腔隙和多量發(fā)育良好的橋粒連接，確診為低分化腺癌。Fukunaga等[3]對(duì)一例由90%肝樣癌細(xì)胞和10%漿液性癌細(xì)胞組成的輸卵管腫物，通過(guò)電鏡觀察到胞漿內(nèi)豐富的核糖體、中量的線粒體、小梁狀粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及偶見(jiàn)微膽管樣結(jié)構(gòu)和橋粒，診斷腫瘤起源于苗勒氏系統(tǒng)。

5 電鏡的應(yīng)用前景

電鏡對(duì)于腫瘤的診斷并不優(yōu)于光鏡，一般也不用于判斷腫瘤的良惡性，因?yàn)閺募?xì)胞的超微結(jié)構(gòu)上還沒(méi)有哪一種結(jié)構(gòu)足以區(qū)別腫瘤的良惡性，尤其是對(duì)高分化的腫瘤。80年代免疫組織化學(xué)技術(shù)引入病理診斷，因其特異性和敏感性不斷提高，操作方法不斷簡(jiǎn)便而廣泛用于腫瘤的臨床診斷。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，更使許多人認(rèn)為免疫組化和分子生物學(xué)將會(huì)取代電鏡，但臨床事實(shí)證明，電鏡不會(huì)退出腫瘤診斷的舞臺(tái)，免疫組化和分子生物學(xué)技術(shù)不能解決所有的診斷問(wèn)題，因?yàn)橄喈?dāng)多的腫瘤并沒(méi)有特異的抗原表達(dá)；同一種抗原可在多種腫瘤中表達(dá)；一部分腫瘤由于分化差或分子結(jié)構(gòu)改變而不表達(dá)相關(guān)抗原；組織標(biāo)本的固定和處理會(huì)影響抗原表達(dá)；抗原之間可以有交叉反應(yīng)[10-22]，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤或不確定的結(jié)果，而且一種腫瘤幾乎均要求同時(shí)做幾種標(biāo)記物的檢測(cè)，費(fèi)用更高。電鏡根據(jù)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)、核漿比例、細(xì)胞形狀、細(xì)胞與相鄰間質(zhì)的關(guān)系，有時(shí)完全可以做出惡性的判斷。在少數(shù)情況下，電鏡能夠進(jìn)行惡性腫瘤的診斷，而且電鏡觀察到的細(xì)胞分化證據(jù)更為確切。曾有人報(bào)道了50例小圓細(xì)胞腫瘤的電鏡診斷率，免疫組化是71%，免疫熒光為61%，電鏡為89%，三者結(jié)合的診斷率95%。因此正如電鏡沒(méi)有也不可能取代光鏡的作用一樣，免疫組化和分子生物學(xué)也不可能取代電鏡。

要想使電鏡保持其無(wú)以替代的地位，發(fā)揮更大的作用，提高診斷水平，就必須從幾個(gè)方面得到發(fā)展和提高。第一，改進(jìn)和簡(jiǎn)化標(biāo)本的制備過(guò)程，開(kāi)發(fā)新的固定包埋材料。在保持特異性和敏感性的條件下，降低對(duì)標(biāo)本的要求，以適應(yīng)多種類(lèi)型標(biāo)本的檢查(新鮮組織、甲醛固定組織、石蠟包埋組織、實(shí)體組織、液體標(biāo)本、細(xì)胞標(biāo)本)；第二，觀察者要有豐富的光鏡診斷經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還要熟悉組織超微結(jié)構(gòu)及其病理，總結(jié)積累電鏡下各種腫瘤的診斷標(biāo)準(zhǔn)和要點(diǎn)；第三，除了擴(kuò)大常規(guī)電鏡在臨床腫瘤診斷中的應(yīng)用，還應(yīng)積極將新型電鏡引入人體腫瘤的研究和診斷，拓展病理診斷的新領(lǐng)域。隨著電鏡方法學(xué)的發(fā)展，電鏡診斷技術(shù)必將有更大的變化和提高。

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