各型唾液腺肿瘤的组织发生:多细胞理论(口腔医学 唾液腺肿瘤的组织发生)
在提出唾液腺组织中导管-腺泡单位的概念后,Dardick进一步指出唾液腺肿瘤的发生也建立在导管-腺泡单位的基础上,是导管-腺泡单位发生肿瘤性转化所致,唾液腺组织中多种细胞都可导致肿瘤的发生,肿瘤并非来源于储备/干细胞,唾液腺肿瘤的多形性是肿瘤细胞分化差异的结果,此学说即唾液腺肿瘤发生的多细胞理论。
Dardick认为,唾液腺肿瘤的组织学特性与导管-腺泡单位的结构特点有关,而前者是唾液腺肿瘤形态分类的基础。在研究唾液腺肿瘤的组织及形态发生上,与其强调某一特定唾液腺肿瘤与某段唾液腺分泌部或导管部结构上的相似性,不如强调不同类型肿瘤的形态差异是由于细胞分化的差异所至。
Dardick基于自己的观点,对各型唾液腺肿瘤进行了重新分类。他的分类主要根据以下两点。一是导管-腺泡单位的概念。根据这个概念,唾液腺肿瘤可分为两大类,一类肿瘤由两种不同的细胞构成,其细胞排列与正常腺体的两种基本细胞类型相似,即肿瘤性腔面细胞和肌上皮细胞和(或)基底细胞;另一类肿瘤由单一的细胞构成,即肿瘤性腔面细胞或肌上皮细胞和(或)基底细胞。因此肿瘤细胞有三种基本的排列方式(图5-8)。肿瘤中是否存在与肿瘤性肌上皮/基底细胞有关的蛋白多糖、基底膜样物质、其他胶原、弹性蛋白的显著沉积是Dardick进行唾液腺肿瘤分类的另一重要因素。基底膜及氨基葡聚糖(黏多糖)可存在于某些双层细胞或以肌上皮/基底细胞为主的肿瘤中,而在其他一些肿瘤中缺如。
根据Dardick的唾液腺肿瘤分类标准,各类唾液腺肿瘤的形态发生见图5-8:
图5-8 Dardick的唾液腺肿瘤分类及形态发生
由图5-8可见,Dardick认为肿瘤细胞的不同表型、排列方式、细胞外基质形成的差异导致了唾液腺肿瘤复杂的组织病理学形态。尽管大部分唾液腺肿瘤在组织结构上相互独立,但从形态发生上看它们之间还是有着一些联系的,因而常可以看到一些不同类型的肿瘤在组织形态学上有相互重叠,
如以多形性腺瘤和腺样囊性癌为例,图5-8所示腔面细胞和肌上皮/基底细胞的不同组合方式,加之细胞外基质的量及排列方式的不同构成了这两种肿瘤各自的不同类型。尽管多形性腺瘤及腺样囊性癌光镜下可表现出不同的组织形态,但二者可有共同的组织特征,如都可由腔面、非腔面细胞构成导管样结构就是其一。在腺样囊性癌中,这种特征并不占主要地位,只是在以肌上皮/基底细胞为主的成分间见少量导管样结构,而在多形性腺瘤中导管样结构则更为明显,且非腔面细胞即肌上皮/基底细胞形态多样化,并具有转化为鳞状细胞和(或)黏液、软骨细胞的潜能。这两种肿瘤还有一个共同的特征就是细胞外物质的产生。在腺样囊性癌中,蛋白多糖及基底膜样物质这些细胞外基质的沉积较为有限,构成了其特征性的筛状外观。而在多形性腺瘤中,细胞外基质的大量产生及其所造成的肌上皮细胞间的相互分离,导致了黏液软骨样区的形成。在超微结构上比较肿瘤细胞的分化和排列方式,多形性腺瘤和腺样囊性癌也具有很大的相似性。
下面对多细胞理论所提出的一些唾液腺肿瘤的组织形态发生机制做一简介。
多形性腺瘤
超微结构观察发现,肿瘤由细胞密集区和黏液软骨区构成。在细胞密集区,腔面细胞和非腔面的变异(肿瘤)肌上皮细胞构成与正常唾液腺中导管-腺泡单位相似的结构。导管腔面细胞可形成或不形成管腔,其外周为变异的肌上皮细胞。变异的肌上皮细胞为肿瘤的主要增生细胞。细胞外基质最早出现于有基底膜相隔的肌上皮细胞之间的小间隙中,随着细胞外基质的增多,肿瘤细胞逐渐分离,形成黏液及软骨样区。因而尽管这些肌上皮细胞可被细胞外基质分隔,但它们是和细胞密集区的细胞相延续的。肌上皮细胞的变异很大,除了形成黏液、软骨样结构外,还可发生鳞状化生。因而肿瘤是来源于导管-腺泡单位的肿瘤性转化,而不是来源于某一特定的导管“储备”细胞。实际上,因此而形成了一系列肿瘤,这个系列的两端分别为单形性腺瘤和肌上皮瘤,两者之间为多种形态不同的多形性腺瘤。多形性腺瘤的组织形态多形性也因此得以解释,即多形性是由于细胞排列以及变异肌上皮的细胞外产物的类型、数量和分布不同所致。
肌上皮瘤
Dardick认为,肌上皮瘤是由导管-腺泡单位外层非腔面的肌上皮细胞转化而来,但肿瘤性肌上皮细胞与正常肌上皮细胞有所不同。免疫组化和超微结构观察均证实了这点。如我们在第二节中已述,Dardick发现,正常肌上皮/基底细胞同时表达中间丝CK14和肌微丝muscle-specific actin,不表达desmin和vimentin,只在某些靠近多形性腺瘤的萎缩腺小叶中的肌上皮有时表达GFAP。而在肌上皮瘤中只有60%的肿瘤表达muscle-specific actin和CK14,几乎所有肿瘤细胞均表达vimentin和GFAP。超微结构观察发现,正常肌上皮细胞可见肌微丝(muscle-type actin)和中间丝(keratin)。而肌上皮瘤中大多数细胞的肌微丝并不明显,而中间丝较明显。因此Dardick提出,肌上皮瘤虽然来自导管-腺泡单位外层的非腔面细胞,但肿瘤性肌上皮细胞与正常细胞相比已发生了明显变异,muscle-specific actin的部分缺失可能是由于部分肿瘤细胞发生了唾液腺导管基底细胞样分化,后者CK14阳性、muscle-specific actin阴性。在浆细胞样肌上皮瘤中也可以看到,中间丝的过度表达限制了muscle-specific actin的表达。
基底细胞腺瘤
与储备细胞相类似,多细胞理论也认为基底细胞腺瘤并不是由单一形态的基底细胞构成的,传统的基底细胞腺瘤的定义事实上并不正确。免疫组化、电镜观察均证实,肿瘤不论是实体型、管状型还是小梁状型,即使不是全部,肿瘤的不少部分均存在着两种细胞分化,即腔面及非腔面细胞,后者常与基底膜、黏多糖的增多有关。
基底细胞腺瘤是单形性腺瘤中的一种。单形性腺瘤实际上可能有五种情形:①肿瘤完全由腔面细胞构成;②肿瘤由腔面+肌上皮和(或)基底细胞构成,无明显的细胞外基质(基底膜和氨基葡聚糖)的沉积;③肿瘤由腔面+肌上皮和(或)基底细胞构成,有明显的细胞外基质的沉积;④肿瘤由肌上皮和(或)基底细胞构成,无明显的细胞外基质的沉积;⑤肿瘤由肌上皮和(或)基底细胞构成,有明显的细胞外基质的沉积。基底细胞腺瘤可为②、③两种状况,在这两种情形中,肿瘤均由两种细胞构成。
在实体型及管状-小梁状的基底细胞腺瘤中,由于其中非腔面细胞可合成大量基底膜样物质故可形成膜型基底细胞腺瘤。某些基底细胞腺瘤中存在肌上皮细胞,且伴随有较多的细胞外基底膜及黏蛋白的产生,构成筛状结构,因而有时基底细胞腺瘤可出现与腺样囊性癌相似的组织结构。
腺泡细胞癌
Dardick等对腺泡细胞癌进行观察后发现,腺泡细胞癌存在两种基本的细胞分化和结构生成方式,一种以单细胞的腺泡细胞为主,另一种为双细胞分化的闰管-腺泡细胞。在第二种情形中,肿瘤中除了存在含有较多分泌颗粒的腺泡细胞外,还有很多较小的、嗜酸性、无分泌颗粒的细胞,其结构特征与闰管细胞相似。超微结构观察也证实肿瘤中存在闰管样细胞。免疫组化研究显示,至少在部分腺泡细胞癌中,闰管样细胞在组织形态发生上起了重要作用,且在部分肿瘤中,甚至存在肌上皮细胞的分化。这些结果与前述储备细胞理论中所观察到的是类似的,但Dardick认为腺泡细胞癌来源于多潜能闰管储备细胞的假说并无直接的实验依据。他认为,腺泡细胞癌可来源于多种细胞,不论来源于腺泡细胞、导管细胞还是肌上皮细胞,肿瘤的形成是由于唾液腺细胞在发生肿瘤转化时发生多向分化所至。腺泡细胞癌中的细胞排列方式较为复杂而多样,但其本质与正常唾液腺中的闰管-腺泡单位排列相似,尤其在存在多向分化的肿瘤中。
黏液表皮样癌
对黏液表皮样癌进行超微结构观察后Dardick提出,该肿瘤是由两种基本的细胞类型——腔面细胞和肌上皮细胞构成。腔面上皮细胞形成黏液细胞并产生黏液,肌上皮细胞则和中间细胞的形成有关,此外,腔面细胞和肌上皮细胞均可发生鳞状化生。黏液表皮样癌中腔面细胞与中间细胞的关系和多形性腺瘤中腔面细胞与变异肌上皮细胞的关系极为相似。因而Dardick认为通常所接受的黏液表皮样癌来源于排泄管储备细胞、多形性腺瘤来源于闰管干细胞的假说是不正确的,而认为黏液表皮样癌除了可来源于排泄管外,腺泡、闰管区的肿瘤性转化也是肿瘤的潜在来源。
腺样囊性癌
腺样囊性癌由腔面细胞、非腔面细胞和细胞外基质构成。如前所述,腔面细胞、非腔面细胞的不同组合以及细胞外基质数量的差异造成了腺样囊性癌较为多变的组织构象。例如,腔面细胞、非腔面细胞的双层排列形成了腺样囊性癌中的小管样结构,变异的肌上皮周围基底膜样物质、黏多糖的沉积则构成了筛孔样结构。Dardick认为,同多形性腺瘤一样,腺样囊性癌也是来源于导管-腺泡单位的肿瘤性转化。
多形性低度恶性腺癌
从Dardick的唾液腺肿瘤分类图中可见,多形性低度恶性腺癌可有三种不同的基本组织结构:①肿瘤由腔面细胞组成;②肿瘤由肌上皮细胞组成;③肿瘤由腔面细胞和肌上皮和(或)基底细胞共同组成。因此肿瘤的组织形态也是多种多样的,表现为筛状型、管状-腺样成分及黏液基质结构。在有一些病例中肿瘤完全为腔面细胞分化。在另一些病例中以肌上皮细胞为主,伴随有大量的蛋白多糖、基底膜样物质的产生而导致与腺样囊性癌相似的筛状外观的形成,同时在较多的肌上皮细胞中存在少量导管样结构。还有一些肿瘤中有两种细胞分化,表现为立方、柱状的腔面细胞外被覆小的三角形细胞。Dardick指出,上述结果再一次证明,同其他许多唾液腺肿瘤一样,多形性低度恶性腺癌是由基本的导管-腺泡单位转化而来,而同一类型的肿瘤中,细胞的不同分化、排列方式及其分泌物的多少导致了肿瘤形态的多样性。
唾液腺的多发性肿瘤、两阶段分化肿瘤、杂交瘤以及有不同组织学图像的肿瘤
唾液腺多发性肿瘤(multiple tumors)指的是在不止一个部位或阶段发生的肿瘤。可分为一元性和多元性。一元性和多元性肿瘤均可以是单侧或双侧,同时发生或形成于不同阶段。最常见的一元性多发肿瘤是腺淋巴瘤和多形性腺瘤。双侧同时发生的肿瘤还可见于嗜酸细胞腺瘤、腺泡细胞癌和基底细胞腺瘤。多元性肿瘤常见腺淋巴瘤和多形性腺瘤并发其他腺瘤或癌。值得注意的是唾液腺肿瘤还可同时并发其他口腔肿瘤或唾液腺外肿瘤,如甲状腺癌或乳腺癌。
两阶段分化肿瘤(tumors with biphasic differentiation)指的是在原发肿瘤及复发肿瘤中出现两种不同形态的组织结构,但在分类上它们属于同一肿瘤。如原发低度恶性黏液表皮样癌,在其复发肿瘤中可表现为高度恶性,虽然二者的组织图像有较大差异,但它们均属于黏液表皮样癌。
杂交瘤(hybrid tumor)非常罕见,表现为同一肿瘤由两种或两种以上的不同肿瘤构成,在肿瘤分类上,它们分属不同的肿瘤。杂交瘤虽然少见,但确实是存在的。这些肿瘤来自不同的基本细胞类型,如有肿瘤由腺样囊性癌和唾液腺导管癌构成、肿瘤由腺泡细胞癌和唾液腺导管癌构成的报道。对于杂交瘤的诊断一定要和下述同一肿瘤中出现不同组织学图像的肿瘤相鉴别。
有不同组织学图像的肿瘤指的是在同一肿瘤中出现了似乎是分属不同肿瘤的组织学图像,常见的如肿瘤中同时出现基底细胞腺瘤和腺样囊性癌的图像,后者以筛状结构为特征。Dardick认为,由于筛状结构的产生是因为形成了与肿瘤性基底/肌上皮细胞有关的基底膜和氨基葡聚糖的缘故,因而其结构的出现并不限于腺样囊性癌,而凡是肿瘤性基底/肌上皮细胞可产生细胞外基质的,都有可能出现筛状结构。除了基底细胞腺瘤以外,多形性低度恶性腺癌、肌上皮瘤、多形性腺瘤中也可出现筛状结构。较常见的同一肿瘤中同时出现不同图像的还有腺样囊性癌和上皮-肌上皮癌,这是由于这两种肿瘤均存在着腔面、非腔面细胞的分化,两者的组织形态差异是由于细胞形态及排列方式的不同所致。但由于这两种肿瘤的基本细胞构成是相同的,因而它们在组织结构上有一些重叠便不足为奇。对同一肿瘤中出现不同组织图像的肿瘤的病理诊断应以其中占优势的组织结构为主,并参考其他一些生物学特征,如肿瘤有无包膜、有否向周围浸润等。
从多细胞理论对唾液腺肿瘤发生的研究结果可见,它是基于导管-腺泡单位概念从另一个角度对唾液腺肿瘤的形态生成作出了解释,为更深入地理解唾液腺同一肿瘤内或不同肿瘤间组织形态多样性或相似性的发生机制做出了积极贡献。但从唾液腺肿瘤组织发生的本质上看,多细胞理论并未真正阐明肿瘤来源的实质细胞。目前要用多细胞理论解释唾液腺肿瘤的组织发生尚有以下疑问:
虽然Dardick等一再强调唾液腺内的所有细胞都可导致肿瘤发生,但具体到某一类型的唾液腺肿瘤时,他们目前的工作尚未对任一肿瘤的来源细胞给出明确的答案。肿瘤来源于导管-腺泡单位是可以接受的,但由于肿瘤是单克隆起源的,因而某一具体肿瘤到底来源于导管-腺泡单位中的何种细胞应更为明确。
Dardick认为某一具体类型的唾液腺肿瘤其来源细胞并不是确定的,这样,又出现两点矛盾。其一,如果真如此,分化过程中较为幼稚的闰管细胞能形成不同分化、不同形态的肿瘤是有可能的,而分化较为成熟的细胞,如一直为它们所强调的腺泡细胞能形成多种不同肿瘤则难以想象。因为如前所述,腺泡细胞很少有可能发生所谓的“去分化”从而形成形态多样性的肿瘤。其二,目前已明确,不同类型的唾液腺肿瘤其来源细胞还是有相对固定性的,至少,某些肿瘤是大导管来的,某些肿瘤是小导管或末端导管来的,两者的组织形态学存在着明显的差异。
由于Dardick的多细胞理论尚未解决肿瘤的根本来源细胞问题,他提出的唾液腺肿瘤的分类方法主要是建立在形态学观察的基础上,而肿瘤的不同形态实际上是肿瘤细胞不同方向、不同程度分化的结果,它并不是决定肿瘤本质性差异的起因,因而这种完全依据形态学进行的肿瘤分类其合理性还有待于进一步的研究证实。
纵观双细胞理论和多细胞理论,二者在对各型唾液腺肿瘤组织发生的认识上存在着很大分歧,但它们并不是完全对立的。例如,双方都承认肿瘤细胞与正常细胞相比发生了变异,肿瘤中存在着多向分化,细胞外基质是变异肌上皮细胞/基底细胞的产物等,因而两种理论的根本分歧点还是在于对唾液腺肿瘤起源细胞的不同认识上,这种不同认识导致了对各型唾液腺肿瘤的组织形态生成及其多样性的不同解释。
从目前的研究结果来看,半多能双储备细胞理论能够使唾液腺肿瘤发生中的许多现象得到较为合理的解释,而多细胞理论以其详实的实验依据对唾液腺肿瘤组织发生理论进行了补充。正是由于这两种不同理论甚至其他一些学说的出现和争鸣,丰富了研究内容,拓宽了研究思路,将有助于我们全面地认识唾液腺肿瘤的组织发生机制。(李江 何荣根)