重視甲狀腺腫瘤病理分類在臨床診療中的應用

劉志艷

中國甲狀腺癌的發病率逐年上升,標化發病率已上升至2016年的14.65/10萬人年,成為中國發病率第7位的惡性腫瘤,在女性中的發病率由第7位上升至第3位[1]。通過術前細胞學診斷、規范化外科手術治療、術后個體化治療,中國甲狀腺癌患者5年生存率已由2003～2005年的67.5%上升至2012～2015年的84.3%,但與發達國家(98%)相比仍存在較大差距[2-4],早期、精準診斷勢在必行。

組織學是甲狀腺腫瘤病理診斷的基石,隨著醫學發展到分子時代和單細胞測序日益完善,由于某些分化極好的腫瘤性增生與非腫瘤性增生組織學上極為相似,單純組織學診斷易造成惡性腫瘤的漏診。與此同時,臨床循證醫學支持一小部分不具有明確浸潤或可疑浸潤的甲狀腺癌重新歸類為低風險腫瘤,一部分惰性甲狀腺癌歸類為高侵襲性癌,傳統組織學觀察和免疫組化已難以滿足甲狀腺癌臨床診療的需求,分子遺傳學已成為甲狀腺腫瘤臨床整合診療中的重要一環[5-9]。本文試圖從病理醫師的視角重新評估甲狀腺腫瘤病理分類在臨床診療中的作用,論述甲狀腺癌病理診斷的現狀與未來。

1 組織學是準確診斷的重要基礎

甲狀腺實質的腫瘤主要為上皮型腫瘤,包括甲狀腺濾泡上皮源性腫瘤、濾泡旁細胞源性腫瘤、混合性髓樣和濾泡細胞起源性腫瘤、涎腺型腫瘤、組織發生不明的腫瘤和甲狀腺內胸腺腫瘤[10-12]。上述腫瘤組織學類型多樣,首先應熟知甲狀腺腫瘤組織學診斷的要點[7],主要診斷標準包括:甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid carcinoma, PTC)細胞核特征、細胞質特點、包膜和(或)血管、臨近組織浸潤、轉移、高級別形態學特征(腫瘤性壞死、核分裂象數量),但組織學標準不斷更新、標準評估判讀差異,均導致良、惡性鑒別困難[13-16]。PTC細胞核特征可見于低風險腫瘤,包括具有乳頭狀核特征的非浸潤性甲狀腺濾泡性腫瘤、惡性潛能未定的高分化腫瘤、透明變梁狀腫瘤,也可見于PTC及其亞型。嗜酸性細胞質在鑒別嗜酸細胞腫瘤、嗜酸細胞型PTC、嗜酸細胞型甲狀腺髓樣癌(medullary thyroid carcinoma, MTC)中具有重要意義,也可見于橋本甲狀腺炎、甲狀腺濾泡結節性病變中的濾泡上皮嗜酸性變。包膜和(或)血管浸潤為甲狀腺濾泡癌(follicular thyroid carcinoma, FTC)、嗜酸細胞癌(oncocytic carcinoma, OCA)、浸潤性包裹性濾泡亞型PTC及惡性潛能未定的腫瘤的診斷標準,但同樣存在主觀判讀差異(圖1～3)[15]。PTC、FTC和OCA統稱為分化型甲狀腺癌,具有高級別形態學特征的分化型甲狀腺癌為高級別分化型甲狀腺癌。第5版WHO甲狀腺腫瘤分類新提出高級別甲狀腺濾泡源性癌,包括傳統甲狀腺低分化癌(poorly differentiated thyroid carcinoma, PDTC)和高級別分化型甲狀腺癌。

其次,不同腫瘤類型具有獨特臨床病理和分子特征。如高細胞型PTC多具有BRAF V600E與TERT啟動子、TP53基因復合性突變(圖4);MTC表現為RET基因點突變,篩狀桑葚型甲狀腺癌表現為Wnt信號通路相關異常,甲狀腺母細胞瘤與DICER1基因熱點突變有關,兒童甲狀腺癌基因融合的發生率遠高于成人等[17-18]。基因異常相關免疫組化抗體的出現,如BRAF V600E、pan-TRK、RAS抗體等,為基因異常的初篩和普及檢測提供了可能。最新細胞學診斷系統和共識更是用分子標志物進行癌預測風險分級,以指導甲狀腺癌診斷和鑒別診斷[3,19]。上述最新分子研究進展既有助于深入認識甲狀腺癌的發病機制,更為臨床復發風險分層和靶向治療提供了依據[17]。

圖4 高細胞型甲狀腺乳頭狀癌 圖5 甲狀腺濾泡癌,彌漫浸潤型 圖6 A.甲狀腺乳頭狀癌伴全身廣泛轉移,此圖為肝內轉移癌穿刺樣本;B.甲狀腺乳頭狀癌TG陽性,EnVision法

2 分子遺傳學改變為分子分型、復發風險分層和靶向治療的重要依據

2.1 分化型甲狀腺癌絕大多數甲狀腺濾泡源性癌由MAPK信號通路和AKT信號通路調節基因的極少數體細胞突變或融合引起[11,20],其組織學特征主要與RTK基因融合、RAS和BRAF突變有關,這些基因異常激活MAPK信號通路導致增殖、血管生成和侵襲性增強,并下調分化相關基因轉錄,導致腫瘤逐漸失分化,為癌變過程中的早期驅動事件。高級別濾泡上皮源性癌通常由分化型甲狀腺癌以遺傳多步驟的方式進展而來,表現為BRAF、RAS或少數基因融合(常為RET或NTRK3)等基因異常之外,再繼發侵襲性突變,最常見的是TERT啟動子、TP53和少數PIK3CA等后期分子事件[21]。青少年PDTC患者DICER1突變常見,可能反映了高級別特征和潛在miRNA調節障礙之間的耦合[22]。

第5版WHO甲狀腺腫瘤分類提出甲狀腺癌的分子分型:RAS樣和BRAF樣腫瘤[8]。RAS樣腫瘤通常有包膜或界限清楚,腫瘤以濾泡結構為主,多數表現為RAS樣基因異常而缺乏BRAF突變(圖5);其腫瘤細胞PTC核特征不明顯,核內假包涵體罕見,稱為RAS樣核[23]。RAS樣分子異常包括BRAF K601E、DICER1、EZH1、EIF1AX突變和PPARG、THADA融合。BRAF樣腫瘤通常具有乳頭狀結構、典型PTC細胞核特征;多數為浸潤性,但也可呈膨脹性生長或為囊性(圖6)[11]。其腫瘤細胞核重疊,毛玻璃樣,可見核溝、核內假包涵體,稱為BRAF樣核。BRAF V600E樣分子異常包括ALK、BRAF、RET、NTRK1/3和MET融合[11]。RAS樣腫瘤分化程度好于BRAF樣腫瘤,PTC的分化程度差于FTC和浸潤性包裹性PTC。若在組織學良性或低風險甲狀腺腫瘤中檢測到BRAF V600E和高危突變,如TP53、PIK3CA或TERT啟動子突變,則應仔細檢查整個腫瘤以排除惡性。

我團隊最近研究表明:局部晚期PTC以高細胞亞型最為常見,其次為具有鞋釘型成分、混合高細胞、鞋釘性腫瘤成分的腫瘤[24]。局部晚期PTC最常見的分子改變為BRAF V600E突變和TERT啟動子突變,其中1/4以上為BRAF V600E和TERT啟動子復合性突變[24]。復合性突變型與共野生型相比,腺外浸潤和轉移風險均顯著升高。

2.2 高級別甲狀腺濾泡源性癌從分子生物學看,PDTC和高級別分化型甲狀腺癌存在BRAF V600E、RAS或少數基因融合(常為RET或NTRK3)驅動基因異常[11,25],并不同程度繼發侵襲性突變,最常見的是TERT啟動子和少數PI3K/PTEN/AKT和TP53等[3,21,26-27]。PDTC中RAS突變多見,因診斷標準要求無PTC細胞核特征,多無PTC背景[21];高級別分化型甲狀腺癌中BRAF突變更常見,因其中多為高級別PTC(圖7),其基因融合亦高達25%[18,21,25,28]?；蛉诤?如ALK、NTRK、RET融合等)相關PTC晚期病例多見,易復發,病程較長,因此也被歸入BRAF樣突變[2,29]。染色體1q擴增常見于侵襲性/晚期高級別PTC。

圖7 高級別分化型甲狀腺癌(甲狀腺乳頭狀癌),可見多灶腫瘤性壞死 圖8 甲狀腺嗜酸細胞癌,可見血管內癌栓 圖9 A.篩狀桑葚型甲狀腺癌,可見桑葚體;B.篩狀桑葚型甲狀腺癌異常表達β-catenin于腫瘤細胞質和細胞核,EnVision法 圖10 A.甲狀腺乳頭狀癌實體型HE染色;B.pan-NTRK免疫組化陽性著色于腫瘤細胞質,EnVision法

間變性甲狀腺癌(anaplastic thyroid carcinoma, ATC)通常攜帶TERT啟動子突變和BRAF復合性突變,而來自FTC或包裹性濾泡亞型PTC的間變性癌通常攜帶RAS和TERT啟動子復合突變,此外尚有TP53基因突變和CDKN2A/B基因缺失。與非錯配修復基因突變病例相比,具有錯配修復基因突變的ATC表現為超突變表型,但其臨床相關性目前尚不清楚。

2.3 MTC根據分子遺傳學特性,MTC可分為散發性和遺傳性[30],后者可分為多發性內分泌腫瘤(multiple endocrine neoplasia, MEN)和家族性MTC;MEN分為MEN2A型和MEN2B型。RET原癌基因獲得性胚系突變為遺傳性MTC重要驅動因子(95%～98%)[31]。約98%的MEN2A患者存在RET基因胚系突變,95%患者存在外顯子10的C620突變,80%患者存在C611、C618、C634錯義突變[32-33]。40%～60%散發病例存在RET基因體系突變。98%的MEN2B患者存在16外顯子M918T胚系突變,該位點也為散發性MTC最常見的體系突變[31]。少數患者出現相同等位基因RET基因多重突變,涉及V804、Y806C、S904C、E805K或Q781R[34],與單一點突變或野生型患者相比,突變復雜程度越高者,疾病嚴重程度越高[35]。在RET野生型散發性MTC中可檢測到RAS突變[30],通常與RET突變互斥,HRAS、KRAS突變較常見,NRAS突變罕見[36-37]。在侵襲性強的病例中,腫瘤轉化和進展主要涉及RET基因突變,很少涉及RAS突變[37]。種族與環境因素可能是RAS突變發生率差異的原因[30]。

2.4 分子遺傳學導致腫瘤分類更新部分腫瘤因其特殊分子特征而更新命名,如自第4版WHO開始,嗜酸細胞腫瘤從濾泡性腫瘤中獨立,為75%以上腫瘤細胞具有嗜酸性胞質的濾泡性腫瘤(圖8)。嗜酸細胞腫瘤具有特征性線粒體基因組(mtDNA)或GRIM19基因改變,1/3以上存在拷貝數異常,在電子傳遞鏈復合體Ⅰ亞單位基因中均存在同質或高度異質性(>70%)線粒體DNA突變?？截悢底儺愐l近全基因組單倍體化,伴或不伴有后續的基因組內復制[8,38-39]。染色體改變與浸潤程度有關:大多數僅有包膜或局灶性血管浸潤的OCA為二倍體;而有廣泛血管浸潤和廣泛侵襲性的腫瘤通常為多倍體,多有7號染色體擴增。此外,OCA還存在復發性突變,包括RAS突變(突變率低于FTC)、EIF1AX、TERT、TP53、NF1、CDKN1A等[40]。上述分子特征均不同于傳統FTC。此外,篩狀桑葚型甲狀腺癌也因其Wnt信號通路基因異常、不同于其他濾泡源性甲狀腺癌而更新為“組織來源未定的腫瘤”(圖9A)。甲狀腺分泌性癌因具有ETV6-NTRK3基因融合、不表達濾泡上皮標志物、表達GATA-3、GCDFP15等涎腺分泌性癌標志物而新增為甲狀腺涎腺源性癌。

3 新免疫標志物的臨床應用

免疫組化檢測為腫瘤病理診斷最常用的重要輔助診斷手段。甲狀腺腫瘤診斷常用的免疫標志物主要有甲狀腺濾泡上皮標志物TTF-1、PAX8、甲狀腺球蛋白(thyroglobulin, Tg)、TPO,濾泡旁細胞免疫標志物降鈣素及神經內分泌標志物。此外,第5版WHO提倡對所有ATC行BRAF免疫組化檢測或分子檢測以指導靶向治療;對低風險腫瘤,提倡檢測BRAF、RAS、TP53基因和TERT啟動子輔助明確診斷[8-9,41]。BRAF免疫組化檢測診斷BRAF突變的特異性達100%。

新近提出的高級別甲狀腺濾泡源性癌和MTC分級,提倡采用PHH3免疫組化輔助核分裂計數、Ki-67免疫組化輔助增殖指數判定,以輔助腫瘤準確分級,從而指導腫瘤風險分層[42]。除此之外,β-catenin在篩狀桑葚型甲狀腺癌中異常表達(圖9B);pan-TRK抗體可用于NTRK基因融合的免疫篩查,從而用于NTRK基因變異PTC(多數為實體型)及甲狀腺分泌性癌的輔助診斷(圖10);RAS抗體可用于RAS樣腫瘤的輔助診斷。而RET蛋白因特異性差,不推薦用于RET基因異常的免疫組化檢測。

4 甲狀腺癌靶向治療及免疫治療新進展

甲狀腺癌的治療方案包括手術治療、TSH抑制治療、放射性碘治療和系統治療。甲狀腺癌系統性靶向治療已逐漸由臨床研究過度到臨床應用。自2017年3月至今,索拉非尼和侖伐替尼相繼在國內外獲批用于治療碘難治性復發轉移性分化型甲狀腺癌的靶向藥物。ATC平均生存期為3個月,1年總生存率為10%。ATC甲狀腺外科手術切除困難、放化療療效有限,一直為甲狀腺癌臨床診療中的難點。研究表明BRAF V600E抑制劑治療ATC易誘發耐藥,主要與SWI/SNF染色體重塑復合體、PI3K-AKT-mTOR、MAPK和JAK-STAT通路基因異常有關[43]。新近發現BRAF V600E突變型ATC新輔助靶向聯合手術治療療效良好,可縮小腫瘤、減少手術并發癥、增加患者手術機會,有效延長BRAF突變型ATC患者生存期達4～5年[44-45]。拉羅替尼用于攜帶NTRK基因融合的晚期或轉移性實體瘤(包括甲狀腺癌)患者[46];普拉替尼獲得國家藥品監督管理局批準,用于RET變異MTC和局晚期DTC患者的治療[47]。以上藥物在甲狀腺癌中的應用,實現了甲狀腺癌系統性靶向治療從酪氨酸激酶抑制劑到精準靶向藥物的過度,為晚期甲狀腺癌患者帶來了獲益[48]。

與此同時,新近研究表明免疫治療可能使ATC患者獲益,免疫檢查點抑制劑(單獨或與靶向藥物聯用)、嵌合抗原受體T細胞(chimeric antigen receptor T cell, CAR-T)免疫療法和個性化腫瘤疫苗等有望成為ATC治療的未來方向[49-50]。

甲狀腺腫瘤為外科病理診斷中常見的腫瘤之一,其發病率不斷升高、分子機制逐漸明朗、病理分型日趨精細化,逐漸過度到形態-免疫-分子病理聯合診斷的時代。在病理實踐中應高度關注臨床診療的需求,重視并明確甲狀腺腫瘤病理分類,尤其是惡性腫瘤亞分類,盡可能明確高侵襲性、高級別甲狀腺癌及有特殊基因異常的類型,為甲狀腺癌精準診治提供診斷金標準。