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编号:10228683
骨巨细胞瘤增殖指数、凋亡率及其比值与预后的关系
http://www.100md.com 《癌症》 1999年第2期
     作者:李松建 黄耀添 王臻 王剑波* 杨光 吕荣

    单位:第四军医大学西京医院骨科研究所(西安,710032)

    关键词:骨巨细胞瘤;免疫组织化学;凋亡;增殖细胞核抗原;预后

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    【摘要】目的:骨巨细胞瘤(GiantCellTumorofBone,GCT)是有较强局部侵袭性的骨肿瘤,常规手术后局部复发与否,仅依组织学改变难以预测。本研究检测GCT增殖指数(PI),凋亡率(AR)及PI/AR比值,研究其对预后的判断价值。方法:选择34例经刮除、50%氯化锌烧灼瘤腔壁加植骨治疗的GCT标本,其中复发组14例,治愈组20例。34例病人均随访5~17年,平均10.7年。将其石腊标本切片用增殖细胞核抗原(PCNA)单克隆抗体进行免疫组织化学染色,用末端脱氧核糖核酸转移酶法(TDT法)进行原位凋亡染色。结果:治愈组,复发组平均PI分别为9.41%±2.35%,10.21%±3.52%,P>0.05;AR为3.65%±1.86%,2.37%±0.93%,P<0.05;PI/AR分别为2.62±1.52,4.38±2.03,P<0.01,有统计学意义。结论:低凋亡率或高增殖、低凋亡的GCT经刮除、50%氯化锌烧灼瘤腔壁加植骨治疗,术后复发的可能性大。凋亡率及增殖/凋亡比值对上述手术治疗复发的预后有指导意义。
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    中图号:R738.1 文献标识码:A 文章编号:1000-467X(1999)02-0146-03

    The relationship between proliferation index (PI)、apoptotic rate

    (AR)、PI/AR and prognosis in giant cell tumor of bone

    LI Song-jan HUANG Yao-tian WANG Zhen, et al

    Institute of Orthopaedic, Xi jing Hospital, Fourht Military Medical University, Xi'an 710032,China

    【Abstract】 Objective: Giant cell tumor of bone (GCT) is a locally aggressive tumor whose clinical behavior is difficult to predict based on its microscopic appearance alone. The proliferation index (PI)、 apoptotic rate (AR) and PI/AR in GCT were studied to assess their value as prognostic parameters. Method: Streptavidin-Biotin-peroxidase Compex (SABC) methods, monoclonal antibody against PCNA and terminal deoxynucleotidyl transferase (TDT) methods of staining apoptotic cells were employed on 34 formalin fixed paraffin embeded tissue from 20 nonrecurrent (NR-GCT)and 14 recurrent (R-GCT) giant cell tumor of bone. All patients were treated by curretage, cautery with 50% aqueous solution of zinc chloride and bone grafting and were followed up by 5-17 years, mean follow up were 10.7 years. Results: Mean values± standard devition (xx1.gif (881 bytes)± s) for PI were 9.41± 2.35 (%) (NR-GCT); 10.21± 3.52 (%) (R-GCT), P >0.05; xx1.gif (881 bytes)± s for AR were 3.65± 1.86 (%) (NR-GCT), 2.37± 0.93 (%) (R-GCT), P<0.05; xx1.gif (881 bytes)± s for PI/AR were 2.62± 1.52 (NR-GCT), 4.38± 2.03 (R-GCT) P<0.01. Conclusion: GCTs of lower AR, or higher PI/AR treated by cruuetage, cautery with 50% zine chloride and bone grafting were more possibly recurrent than those of higher AR, or lower PI/AR after operation. AR and PI/AR may be helpful prognostic parameters to predict the recurrence of GCTs.
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    Key word: Giant cell tumor of bone; Immunohistochemistry; Apoptosis; PCNA; Prognosis

    骨巨细胞瘤(GCT)是有较强局部侵袭性的原发性骨肿瘤,局部病灶刮除,50%氯化锌烧灼瘤腔壁加植骨治疗,术后仍有一定的复发率,Jaffe病理分级对其复发与否无预后指导意义[1,2]。近来研究表明,肿瘤的发生及生物学特性与其增殖和凋亡有密切关系。有人检测非何杰金氏淋巴瘤,发现肿瘤增殖、凋亡对预后有一定影响[3],但对GCT增殖与凋亡方面的研究,国内外迄今尚未见报道。本研究对有临床结果的34例GCT病理标本进行增殖与凋亡的检测,以探讨GCT细胞增殖指数、凋亡率与GCT预后的关系。

    1 材料与方法

    1.1 资料

, http://www.100md.com     我科自1964~1992年共收治GCT病人131例,其中首次在我院手术治疗后复发病例20例,选择病变位于长骨骨端、经病灶刮除、50%氯化锌烧灼瘤腔壁加植骨治疗。术后复发的14例为复发组;从治愈病人中选择20例年龄、病灶部位相似、经同样治疗后无复发的20例为治愈组。全部病人经随访5~17年(平均10.7年,两组随访时间相同)。按Jaffe病理分级,Ⅰ级7例,Ⅰ~Ⅱ级10例,Ⅱ级13例,Ⅲ级4例。标本经10%中性福尔马林固定,石蜡包埋,切片厚度4μm。

    1.2 免疫组织化学染色

    采用SABC法,鼠抗人增殖细胞核抗原(PCNA)单克隆抗体购自Santa Cruza Biotechnology. Inc,SABC Kit购自武汉博士德生物公司,按说明书方法染色,设空白对照及正常免血清(1∶50)替代一抗的替代对照。

    1.3 原位凋亡染色
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    采用末端脱氧核糖核酸转移酶(TDT)法,地高辛标记dUTP原位细胞凋亡检测试剂盒购自武汉博士德生物公司,按说明书方法染色,设地高辛标记的dUTP作空白对照。

    1.4 结果评定

    细胞核呈棕褐色者为PCNA阳性,计算PCNA阳性细胞百分数作为GCT的增殖指数(PI);细胞核呈紫蓝色者为凋亡阳性细胞,计算单核基质细胞凋亡阳性百分率,作为GCT的凋亡率(AR),然后求出每例标本的增殖/凋亡比值(PI/AR)。每份标本于40×10视野下至少检测10个视野。

    1.5 统计学计法

    按治愈、复发分组及Jaffe病理分级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级组,求出每组各指标的均值±1个标准差,两组间均数比较用t检验,多组间用方差分析。

    2 结果
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    棕褐色的PCNA阳性反应物质位于单核基质细胞的细胞核内,多核巨细胞及正常组织均呈阴性(如图1),紫蓝色的凋亡染色阳性反应物质位于单核基质细胞和多核巨细胞的细胞核中(如图2),单核基质细胞阳性率明显高于多核巨细胞(如图3)。治愈组和复发组的单核基质细胞的平均增殖率分别是9.41%和10.21%,两组统计学无显著差异。两组凋亡率分别是3.65%和2.37%,统计学差异显著(P<0.05)。PI/AR比值两组分别为2.62和4.38,(P<0.01),差异非常显著(见表1)。Jaffe病理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级组中、其增殖指数,凋亡率及PI/AR比值均无显著差异(P>0.05),见表2。1001.gif (13386 bytes)1002.gif (10624 bytes)1003.gif (10658 bytes)
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    图1 PCNA阳性反应物位于GCT单核基质细胞核中,多核巨细胞核呈阴性。苏木精衬染。×400;

    图2 蓝色的凋亡阳性反应物位于GCT单核基质细胞和

    多核巨细胞的细胞核中,红色为核固红衬染的凋亡阴性细胞核。×200;

    图3 蓝色的凋亡阳性反应物质位于GCT单核基质细胞和多核

    巨细胞的细胞核中,红色为核固红衬染的凋亡阴性细胞核。

    单核基质细胞阳性率高于多核巨细胞。×400;

    表1 治愈组与复发组PI,AR,PI/AR比值结果(xx1.gif (881 bytes)±s)
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    分组

    PI(%)

    AR(%)

    PI/AR

    治愈组(n=20)

    9.41±2.35

    3.65±1.86

    2.62±1.52

    复发组(n=14)

    10.2±3.52

    2.37±0.93

    4.38±2.03
, 百拇医药
    P值

    >0.05

    <0.05

    <0.001

    表2 JaffeⅠ、Ⅱ、Ⅲ级中PI,AR,PI/AR统计结果(xx1.gif (881 bytes)±s)

    分组

    PI(%)

    AR(%)

    PI/AR

    Ⅰ级
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    9.21±2.18

    3.44±1.22

    2.94±1.65

    Ⅰ-Ⅱ级

    9.07±2.29

    2.95±1.47

    3.16±1.74

    Ⅱ级

    10.25±2.67

    3.12±1.16

    3.28±1.83

    Ⅲ级
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    10.65±1.80

    3.01±0.98

    3.49±1.06

    P值

    >0.05

    >0.05

    >0.05

    注:PI增殖指数,AR凋亡率

    3 讨论

    GCT是我国常见的原发性骨肿瘤,其发生率占全部骨肿瘤的20%[4]。局部侵袭性强,单纯病灶刮除加植骨,术后复发率可高达50%~60%[5]。采用局部刮除+辅助治疗(如化学烧灼、冷冻,热等)加植骨治疗,可使其复发率大大降低[6],但仍有部分病人经上述处置后复发,有的多次复发,最终不得不行截肢术。如何能在术前获得其预后信息从而选择适当的治疗手段,一直成GCT研究的焦点。
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    PCNA是细胞增殖标记物,许多研究表明,PCNA可较准确地判断增殖细胞包括肿瘤细胞的生长速度,客观评价肿瘤的生物学活性及当时所处的状态。我们采用免疫组织化学的方法,对GCT进行免疫检测,发现一个颇有意义的现象,即GCT中只有单核基质细胞呈阳性反应,多核巨细胞及肿瘤边缘的正常组织均呈阴性。这与过去我们AgNORs法所观察的结果一致[7],提示单核基质细胞是GCT的真正肿瘤细胞,多核巨细胞是终末细胞。统计学分析各组中PCNA阳性率间无显著差异,提示PCNA阳性率虽能反应GCT的增殖速度,但并不能反映其预后。

    传统上对凋亡的研究多采用显微镜来观察,形态学表现为细胞变圆,核浓缩,染色质凝缩呈新月形积聚于核膜下,胞质浓缩细胞变小,细胞表面起泡并以发芽形式形成包含有细胞成分的膜性小体,即凋亡小体[8]。但这种现象出现很晚,时间也很短暂难以精确定量凋亡细胞数量。凋亡的特征是内源性核酸内切酶被激活,细胞自身的染色质或DNA被切割,出现单链或双链缺口,并产生与DNA断裂点数目相同的3′-OH末端。末端脱氧核糖核酸转移酶(Terminal Deoxynucleotidyl Transferase TDT)可以将地高辛标记的dUTP(DIG-dUTP)标记至DNA断裂部位,可以通过碱性磷酸酶标记的抗地高辛(Anti-DIG-AP)反应后加入显色底物予以显色。原位凋亡染色可以检测到形态学改变之前的凋亡细胞,敏感性高,特异性强,为量化凋亡细胞提供了基础[9]。Bedi等[10]对结肠上皮、腺瘤及腺癌原位凋亡染色发现凋亡阳性标记率依次下降,因而认为在肠上皮向腺瘤继而向腺癌转化过程中存在着凋亡抑制。Aihara等[11]报道前列腺癌组织中凋亡小体数量随肿瘤体积增大、恶性程度增高而增多,并认为凋亡与其预后有关。对非何杰金氏淋巴瘤的原位凋亡研究也有类似报道[11]
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    本研究发现凋亡阳性反应物质存在于GCT的单核基质细胞和多核巨细胞的细胞核中。单核基质细胞阳性率高于多核巨细胞。作为GCT主体细胞的单核基质细胞、其增殖率与凋亡率均较高,提示对具体病人而言,其治疗后的转归可能取决于肿瘤生长促进因素与抑制因素的平衡。

    对临床分组的凋亡率的统计学分析表明,治愈组的平均凋亡率高于复发组(P<0.05),PI/AR比值治愈组明显低于复发组(P<0.01)。本组病例治疗全部采用局部刮除加50%氯化锌烧灼瘤腔壁加植骨的方法。化学烧灼可杀死刮除后残留于局部的瘤细胞,但并非所有的残留细胞均能被杀灭,因而导致术后复发。研究结果揭示,GCT的AR、PI/AR比值是影响术后复发的因素之一,复发组GCT凋亡率低,PI/AR比值高,提示低凋亡率,PI/AR比值高的瘤细胞可能对氯化锌溶液有较强的抵抗力。

    统计学分析显示,GCT增殖率、凋亡率及PI/AR比值在Jaffe病理分级各组中无显著差异,但本组Ⅲ级例数太少,结果不具有代表性。而Jaffe病理分级对GCT刮除、烧灼加植骨治疗复发与否无预后指导意义。但是GCT凋亡率及PI/AR比值对行病灶刮除加50%氯化锌烧灼瘤腔壁+植骨的病人对预后有一定的意义。
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    *西京医院病理科

    参考文献

    1 Larsson S, Lorentzon R, Boquist L. Giant cell tumor of bone. A demographic, clinical and histopathologic study of all cases recorded in the Swedish Cancer Registry for the year 1958 through 1968〔J〕. J Bone Joint Surg (Am), 1975, 57:167.

    2 Mcgraht PJ. Giant cell tumor of bone. Analysis of fifty two cases〔J〕. J Bone Joint Surg (Br), 1972, 54:216.

, 百拇医药     3 Czader M, Mazar J, Pettersson M, et al. Prognostic significance of proliferative and apoptotic fraction in low grade follicle center cell-derived non-Hodgkin ’s lymphomas〔J〕. Cancer, 1996, 77:1180.

    4 Sung HW, Kuo DP, Shu WP, et al. Giant cell tumor of bone: Analysis of two hundred and eight cases in Chinese patients〔J〕. J Bone Joint Surg [Am] 1982, 64:755.

    5 Lausten GS, Jensen PK, Schiodt T, et al. Local recurrences in giant cell tumor of bone: long term follow up of 31 cases〔J〕. Int Orthop, 1996, 20:172.
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    6 Eckardt JJ and Grogan TJ. Giant cell tumor of bone〔J〕. Clin Orthop, 1986, 204:45.

    7 王臻,黄耀添,梁戈,等.骨巨细胞瘤AgNORs的研究〔J〕.中华骨科杂志,1993,13:257.

    8 Keer JF, Winterford CM, Harmon BV. Apoptosis: its significance in cancer and cancer therapy〔J〕. Cancer, 1994, 73:2013.

    9 Ansari B, Coates PJ, Greenstein BD, et al. In situ end-labeling detects DNA strand breaks in apoptosis and other physiological and pathological states〔J〕. J Pathol, 1993, 170:1.
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    10 Bedi A, Pasricha PJ, Akhtar AJ, et al. Inhibition of apoptosis during development of colorectal cancer〔J〕. Cancer Res, 1995, 55:1811.

    11 Aihara M, Scardino PT, Truong LD, et al. The frequency of apotptosis correlates with the prognosis of Gleason Grade 3 adenocarcinoma of the prostate〔J〕. Cancer, 1995, 75:522.

    收稿日期:1998-03-16;修回日期:1998-09-01, 百拇医药