CC BY
58
УДК: 616.24-006.61-007.61:616.233-002
ОСОБЕННОСТИ ВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ РЕАКЦИИ В СЛИЗИСТОЙ БРОНХА В УЧАСТКАХ БАЗАЛЬНОКЛЕТОЧНОЙ ГИПЕРПЛАЗИИ И ПЛОСКОКЛЕТОЧНОЙ МЕТАПЛАЗИИ НА ФОНЕ ПЛОСКОКЛЕТОЧНОГО РАКА ЛЕГКОГО
О.В. Панкова1, В.М. Перельмутер12, О.В. Савенкова1, Е.В. Денисов1,
С.А. Васильев3, Н.А. Скрябин3, С.А. Тузиков1
ФГБУ «НИИ онкологии» СО РАМН, г. Томск1 Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск2 ФГБУ «НИИмедицинской генетики» СО РАМН, г. Томск3 634050, г. Томск, пер. Кооперативный, 5, e-mail: [email protected]
В исследование вошли 63 больных, прооперированных по поводу плоскоклеточного рака легкого. Материалом для морфологического исследования явились находящиеся на расстоянии 4-5 см от опухоли фрагменты ткани удаленного легкого с бронхом. Для оценки особенностей характера воспалительной реакции при различных вариантах дисрегенерации исследовали наличие клеток, экспрессирующих Ki67, p53, bcl-2, CD138, CD117, CD68 и CD79a, в инфильтрате каждого из вариантов дисрегенераторных изменений. Воспалительный инфильтрат при плоскоклеточной метаплазии характеризовался наличием большого количества пролиферирующих клеток и клеток, экспрессирующих p53 и bcl-2. Выраженность инфильтрации стромы плазматическими, тучными клетками и макрофагами в этом случае снижалась. Базальноклеточная гиперплазия в присутствии плоскоклеточной метаплазии характеризовалась большим числом пролиферирующих клеток и лейкоцитов, экспрессирующих p53 и bcl-2, большим количеством плазматических клеток и уменьшением числа макрофагов. Характер воспалительной реакции при плоскоклеточной метаплазии был одинаков и не зависел от того, сочетается или нет плоскоклеточная метаплазия с базальноклеточной гиперплазией и неоплазией. Исключение составляла только более выраженная инфильтрация в участках плоскоклеточной метаплазии CD68+ макрофагами в случаях ее сочетания с неоплазией.
Ключевые слова: дисрегенераторные изменения бронхиального эпителия, воспалительная инфильтрация, маркеры пролиферативной активности.
CHARACTERISTICS OF BRONCHIAL MUCOSAL INFLAMMATORY RESPONSE IN SITES OF BASAL CELL HYPERPLASIA AND SQUAMOUS CELL METAPLASIA COMBINED WITH SQUAMOUS CELL LUNG CANCER O.V Pankova1, VM. Perelmuter12, O.V Savenkova1, E.V. Denisov1, S.A. Vasilyev3, N.A. Skiyabin3, S.A. Tuzikov12
Cancer Research Institute, SB RAMS, Tomsk1 Siberian State Medical University, Tomsk2 Research Institute of Medical Genetics, SB RAMS, Tomsk3 5, Kooperativny Street, 634050-Tomsk, e-mail:[email protected]
The study included 63 patients operated on for squamous cell lung cancer. Tissue fragments of the removed lung with the bronchus at a distance of 4-5 cm from the tumor were the material for histological examination. In order to evaluate the characteristics of the inflammatory response in different variants of degeneration, the presence of cells expressing Ki67, p53, bcl-2, CD138, CD117, CD68 and CD79a in the infiltrate of each variant of the degenerative changes was studied. The inflammatory cell infiltrate in squamous cell metaplasia was characterized by the presence of large number of proliferative cells and cells expressing p53 and bcl-2. In this case, intensity of stromal infiltration by plasma cells, mast cells and macrophages was decreased. Basal cell hyperplasia in the presence of squamous cell metaplasia was characterized by a large number of proliferative cells and leukocytes expressing p53 and bcl-2, large number of plasma cells and by the decrease in the number of macrophages. The character of inflammatory response in squamous cell metaplasia was the same and depended no on the fact whether squamous cell metaplasia was combined with basal cell hyperplasia and neoplasia or not. More pronounced infiltration in sites of squamous cell metaplasia by CD68+ macrophages in case of its combination with neoplasia was the only exception.
Key words: degenerative changes in the bronchial epithelium, inflammatory infiltration, proliferative activity markers.
Прогрессия дисрегенераторных изменений до состояния пре- и неоплазии, а в дальнейшем до плоскоклеточного рака легкого связана с нарушением механизмов регуляции клеточного цикла, апоптоза и дифференцировки клеток бронхиального эпителия. В основе этих процессов могут быть не только генетические и эпигенетические нарушения в самих клетках эпителия, но и влияние клеток микроокружения, в частности воздействие воспалительного инфильтрата. Одним из первых морфологических изменений, предшествующих пре- и неоплазии является базальноклеточная гиперплазия, развивающаяся в условиях хронического воспаления как проявление ускоренной регенерации и замедления дифференцировки эпителия. Известно, что уже при данном дисрегенераторном процессе наблюдается повышение уровня экспрессии маркеров пролиферативной активности и апоптоза - Ю67, Ьс1-2, р53 [1, 3, 5, 8]. Согласно данным литературы, различные типы дисреге-нераторных, пре- и неопластических изменений могут быть найдены в одном и том же бронхе [4, 6, 9]. Однако практически нет исследований, в которых изучались бы особенности воспалительной инфильтрации в зависимости от сочетания разных типов дисрегенераторных процессов. Например, характеристика воспалительной реакции при сочетании базальноклеточной гиперплазии с плоскоклеточной метаплазией и без таковой. Решению этой задачи и посвящена настоящая статья.
Материал и методы
В исследование вошли 63 больных в возрасте от 41 до 73 лет, прооперированные в клинике ФГБУ «НИИ онкологии» СО РАМН по поводу плоскоклеточного рака легкого Т1-4^-Х М0 стадии. В предоперационном периоде 26 (41,3 %) пациентов получили неоадъювантную химиотерапию по схеме: паклитаксел 175 мг/м2 в/в 1день + карбоплатин АиС 6 в/в 1 день, 2-3 курса с интервалом в 3 нед. Во время проведения радикальной операции 22 (34,9 %) больным проведен сеанс интраопера-ционной лучевой в разовой дозе 10-15 Гр, из них 13 (59,1 %) - перед облучением вводили ци-сплатин или гемзар в радиосенсибилизирующих дозировках.
Морфологический диагноз рака легкого устанавливался согласно «Гистологической классификации опухолей легкого» (ВОЗ, Женева, 2003). Пренеопластические (дисплазия I степени) и нео-
пластические процессы (дисплазия II—III степени) оценивались согласно критериям, предложенным S. Lanto joul et al. [7]. Материалом для морфологического исследования были опухоль и фрагменты ткани удаленного легкого с бронхом, находящиеся на расстоянии 4-5 см от опухоли. Ткань фиксировалась в нейтральном формалине, проводилась по стандартной методике и заливалась в парафин. Срезы толщиной 5-6 мкм окрашивались гематоксилином и эозином. Морфологическое исследование осуществлялось с помощью светового микроскопа «Axiostar plus» фирмы «К. Zeiss» (Германия).
Иммуногистохимическое исследование проводилось по общепринятой методике. Демаскировку антигенов осуществляли путем инкубации срезов в микроволновой печи в течение 20 мин в цитратном буфере или ЭДТА-8. В качестве хромогена применяли диаминобензидин (ДАБ). Визуализацию реакции антиген - антитело осуществляли с помощью системы «Super Sensitive Polymer - HRP Detection System» (Bio Genex, США).
Для иммуногистохимического исследования использовались моноклональные антитела к белкам: р53 (clon CM1, рабочее разведение 1:150, «Novocastra»), выявляющий «дикий» и «мутантный» варианты протеина, bcl-2 (clon bcl-2/100/ D5, рабочее разведение 1:80, «Novocastra»), Ki67 (clon MIB-11, RTU, «Daco»), CD138 (клон MI 15, RTU, «Daco»), Cd68 (клон PG-M1, RTU, «Daco»), CD79a (клон JCB 117, RTU, «Daco»), CD117 (ckit рабочее разведение 1:500). Экспрессия исследуемых маркеров в воспалительном инфильтрате оценивалась отдельно под каждым участком того или иного варианта дисрегенераторного изменения. Результаты иммуногистохимической реакции оценивали по процентному содержанию окрашенных клеток при любой степени положительной экспрессии маркера (100 клеток в 10 полях зрения). При сравнении частоты встречаемости разных типов клеток воспалительного инфильтрата в исследуемых группах подсчитывался % случаев с наличием соответствующих лейкоцитов.
Обработка полученных результатов выполнялась с помощью пакета программ «Statistica for 6.0». Для оценки различий между группами по частоте встречаемости признака использовался критерий %2.
Результаты и обсуждение
Поскольку развитие дисрегенераторных изменений, их характер во многом могут быть связаны
с вариантом местной воспалительной реакции, мы предположили, что наличию базальноклеточной гиперплазии и плоскоклеточной метаплазии, на фоне которой часто развивается дисплазия, сопутствует разный характер воспаления [2]. В этой связи представляло интерес сопоставить особенности воспалительной реакции при различных вариантах сочетания базальноклеточной гиперплазии (БКГ) и плоскоклеточной метаплазии (ПМ).
Из 63 больных, вошедших в исследование, у 53 (84,1 %) в смежном с опухолью бронхиальном эпителии отмечалась базальноклеточная гиперплазия. Из них у 30 (56,6 %) пациентов наблюдалась изолированная базальноклеточная гиперплазия (БКГ+ПМ-). Пре- и неопластических изменений у данных больных не было найдено. У 23 (43,4 %) пациентов базальноклеточная гиперплазия сочеталась с плоскоклеточной метаплазией (БКГ+ПМ+). В этой группе только в 1 (4,3 %) случае выявлялась пренеоплазия. У 10 (15,9 %) больных в слизистой бронха обнаружена плоскоклеточная метаплазия при отсутствии базальноклеточной метаплазии (БКГ-ПМ+). В данной группе отмечена высокая частота встречаемости пре- и неоплазии - 9 (90 %) наблюдений.
Сравнительная характеристика качественного состава воспалительного инфильтрата
Состав воспалительного инфильтрата в исследуемых группах больных был практически однотипен и включал различные варианты лейкоцитов: CD68+ макрофаги, CD138+ плазматические клетки, CD117+ тучные клетки, CD79a+ В-лимфоциты.
При этом качественный состав инфильтрата (рис. 1) имел ряд отличий, проявляющихся уменьшением количества случаев инфильтрации плазматическими клетками в группе БКГ+ПМ+ по сравнению с группой БКГ+ПМ- (CD138+ клетки, %2=3,16; р=0,05), более частым обнаружением в этой группе макрофагов (CD68+, %2 =7,76; р=0,005) и тучных клеток (CD117+, х2=7,55; р=0,006). Частота встречаемости В-лимфоцитов (CD79+ клетки) в обеих группах была одинакова (х2=0,62, р=0,43). Следует отметить, что в воспалительном инфильтрате при наличии изолированной базальноклеточной гиперплазии (БКГ+ПМ-) отсутствовали сегментоядерные нейтрофилы. В группе БКГ+ПМ+ данный тип клеток присутствовал в инфильтрате у 13 % больных (х2=18,03;р=0,000).
При сравнении характера воспалительной инфильтрации в группах больных, у которых выявлялась плоскоклеточная метаплазия, сочетающаяся или нет с базальноклеточной гиперплазией, были отмечены следующие особенности. По частоте встречаемости различных типов клеток воспалительного инфильтрата группа больных (БКГ -ПМ+) отличалась от группы БКГ+ПМ+ только увеличением числа случаев инфильтрации стромального компонента CD138+ клетками (%2=19,47; р=0,000) и CD79a+ клетками (%2 =5,38; р=0,02) (рис. 2).
Сравнительная характеристика воспалительного инфильтрата БКГ и ПМ
Для оценки особенностей характера воспалительной реакции в каждом случае отдельно изучали состав воспалительного инфильтрата вблизи
Рис. 1. Частота встречаемости клеток воспалительного инфильтрата при различных вариантах базальноклеточной гиперплазии
Рис
2. Частота встречаемости клеток воспалительного инфильтрата при различных вариантах плоскоклеточной метаплазии
каждого из вариантов дисрегенерации (например, в группе БКГ+ПМ+ подсчитывалось количество клеток с позитивной экспрессией отдельно в участках БКГ и ПМ). В группе БКГ+ПМ+ показатели пролиферативной активности и апоптоза (КІ67, р53 и Ьс1-2) клеток воспалительного инфильтрата под очагами плоскоклеточной метаплазии характеризовались более высокими значениями по сравнению с таковыми под участками базальноклеточной гиперплазии (табл. 1). Вместе с тем в воспалительном инфильтрате в участках ПМ отмечалось уменьшение процента CD138+ плазматических клеток, CD117+ тучных клеток и CD68+ макрофагов.
Сравнительная характеристика воспалительного инфильтрата БКГ в зависимости от ее сочетания с ПМ
Характер экспрессии показателей пролиферативной активности и апоптоза в клетках воспалительного инфильтрата имел следующие особенности. Процентное содержание клеток с экспрессией КІ67, р53 и Ьс1-2 в очагах инфильтрата под БКГ, сочетающейся с ПМ, было значительно выше по сравнению с изолированной БКГ (БКГ+ПМ-, табл. 2). При этом в случаях сочетания БКГ с ПМ в отличие от изолированной БКГ определялось большее количество CD138+
плазматических клеток (р=0,0002) и меньшее число CD68+ макрофагов (р=0,004). Показатель экспрессии CD79a+ В- лимфоцитов в строме разных вариантов БКГ не имел статистически значимых отличий (табл. 2).
Сравнительная характеристика воспалительного инфильтрата ПМ в зависимости от наличия или отсутствия дисплазии
В случаях сочетания плоскоклеточной метаплазии с базальноклеточной гиперплазией (БКГ+ПМ+), как отмечалось выше, только у одного пациента была выявлена пренеоплазия, а при ПМ, не сочетающейся с БКГ (БКГ-ПМ+), диспластиче-ские процессы наблюдались с высокой частотой. Причем в 70 % случаев это - неоплазия (ДП-Ш степени). Сравнение показателей экспрессии Ю67, р53 и Ьс1-2 воспалительного инфильтрата под участками ПМ групп БКГ+ПМ+ и БКГ-ПМ+Д не выявило статистически значимых различий (табл. 3). Незначительно отличались данные варианты ПМ и по составу клеток воспалительного инфильтрата. Только в случаях сочетания ПМ с дисплазией в воспалительном инфильтрате отмечался более высокий, чем при ПМ, сочетающейся с БКГ, процент CD68 + макрофагов (р=0,003).
Таблица 1
Иммунофенотип воспалительного инфильтрата базальноклеточной гиперплазии и плоскоклеточной метаплазии в группе БКГ+ПМ+
Показатель Клетки с позитивной экспрессией, %
БКГ+ ПМ+
КІ67 28,4 ± 8,3 38,6 ± 4,7
р=0,0001
р53 17,6 ± 7,6 22,2 ± 4,9
р=0,05
Вс1-2 15,2 ± 6,8 28,9 ± 6,8
р=0,000002
СБ138 23,1 ± 1,8 15,6 ± 4,4
р=0,004
СБ117 15,9 ± 3,2 10,02 ± 2,9
р=0,00002
СБ68 17,5 ± 5,1 11,6 ± 2,3
р=0,0001
СБ79а 15,5 ± 2,0 15,9 ± 7,9
р=0,85
Таблица 2
Иммунофенотип воспалительного инфильтрата при изолированной базальноклеточной гиперплазии и базальноклеточной гиперплазии,
сочетающейся с плоскоклеточной метаплазией
Показатель Клетки с позитивной экспрессией, %
БКГ+ (БКГ+ПМ+) БКГ+ (БКГ+ПМ-)
Ю67 28,4 ± 8,3 20,1 ± 4,4
р=0,0004
р53 17,6 ± 7,6 9,3 ± 2,6
р=0,00005
Вс1-2 15,2 ± 6,8 9,5 ± 2,2
р=0,001
СБ138 23,6 ± 1,8 13,3 ± 3,4
р=0,0002
СБ117 14,7 ± 4,2 15,6 ± 1,3
р=0,6
СБ68 18,1 ± 4,9 23,1 ± 3,6
р=0,004
СБ79а 14,6 ± 3,1 15,8 ± 1,8
р=0,17
Таблица 3
Иммунофенотип воспалительного инфильтрата различных
вариантов плоскоклеточной метаплазии
Показатель Клетки с позитивной экспрессией, %
ПМ+ (БКГ+ПМ+) ПМ+ (БКГ-ПМ+)
Ю67 38,6 ± 4,7 40,6 ± 4,5
р=0,3
р53 22,2 ± 4,9 19,9 ± 2,5
р=0,2
Вс1-2 28,9 ± 6,8 24,1 ± 5,3
р=0,006
СБ138 15,6 ± 4,4 14,2 ± 5,2
р=0,4
СБ117 10,02 ± 2,9 8,7 ± 4,3
р=0,4
СБ68 11,6 ± 2,3 19,7 ± 10,3
р=0,003
СБ79а 15,9 ± 7,9 15,4 ± 4,1
р=0,8
Таким образом, в каждом случае в пределах одного фрагмента слизистой бронха воспалительный инфильтрат в участках базальноклеточной гиперплазии и плоскоклеточной метаплазии отличался по составу. Воспалительный инфильтрат при плоскоклеточной метаплазии характеризовался наличием большого количества пролиферирующих клеток и клеток, экспрессирующих Ьс1-2 и р53. Кроме этого, обнаружено снижение выраженности инфильтрации стромы плазматическими, тучными клетками и макрофагами. Выраженность воспалительных изменений в участках базальноклеточной гиперплазии зависела от того, сопровождается или нет последняя плоскоклеточной метаплазией. Базальноклеточная гиперплазия в присутствии плоскоклеточной метаплазии характеризовалась большим числом пролиферирующих клеток и лейкоцитов, экспрессирующих Ьс1-2 и р53, большим количеством плазматических клеток и некоторым уменьшением числа макрофагов.
Характер воспалительной реакции при плоскоклеточной метаплазии был одинаков и не зависел от того, сочетается или нет плоскоклеточная метаплазия с базальноклеточной гиперплазией и дисплазией. Исключение составляла только более выраженная инфильтрация в участках плоскоклеточной метаплазии CD68+ макрофагами в случаях ее сочетания с неоплазией. Причины и механизмы, обусловливающие различия воспалительной
инфильтрации в участках с разными вариантами дисрегенераторных процессов, требуют дальнейших исследований.
Работа выполнена при поддержке гранта ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» (#8719).
ЛИТЕРАТУРА
1. Панкова О.В.,ПерелъмутерВМ., Савенкова О.В. Характеристика экспрессии маркеров пролиферации и регуляции апоптоза в зависимости от характера дисрегенераторных изменений в эпителии бронхов при плоскоклеточном раке легкого // Сибирский онкологический журнал. 2010. № 5 (41). С. 36-41.
2. Панкова О.В., Перелъмутер ВМ., Литвяков Н.В. и др. Взаимосвязь неопластических изменений с базальноклеточной гиперплазией бронхиального эпителия при плоскоклеточном раке и аденокарциноме легкого // Сибирский онкологический журнал. 2011. № 5 (47). С. 36-41.
3. Greenberg A., Yee H., Rom W. Preneoplastic lesions of the lung // Resp. Res. 2002. Vol. 3 (1). P 1-10.
4. Ishizumi T., Mc Williams A., Mc Aulay C. et al. Natural history of bronchial preinvasive lesions // Cancer Metastasis Rev. 2010. Vol. 29 (1). P. 5-14.
5. Kerr K.M. Preneoplastic and Preinvasive Lesions // Diagnostic Pulmonary Pathology. Lung Biology in Health and Disease / Eds. PT Cagle, T.C. Allen, M.B. Beasley. 2008. Vol. 226. P. 519-526.
6. Lai M. Intraepithelial Neoplasia of the Lower Respiratory Tract // Intraepithelial Neoplasia. 2009. Ch. 1. P. 30-58.
7. Lantue'joul S., Salameire D., Salon C., Brambilla E. Pulmonary preneoplasia - sequential molecular carcinogenetic events // Histopathol-ogy. Vol. 54. P. 43-54.
8. Pankiewicz W., Minarowski L., Niklinska W., et. al. Immunohis-tochemical markers of cancerogenesis in the lung // Folla Histochem. Cytobiol. 2007. Vol. 45 (2). P. 65-74.
9. Wang G.F., Lai M.D., Yang R.R. et al. Histological types and significance of bronchial epithelial dysplasia // Mod. Pathol. 2006. Vol. 19. P. 429-437.
Поступила 7.07.12
