肺癌个体化治疗时代的病理诊断

病理医师

肺癌是最常见的恶性肿瘤之一，其致死率居恶性肿瘤首位，严重危胁人类的生命健康。肺癌的治疗已经进入了个体化时代，病理类型及分子遗传学差异可影响患者对临床治疗的敏感性及预后。通过传统病理学指标如肿瘤大小、淋巴结转移、标本切缘，组织学分型和分级等，结合分子遗传学信息可以为个体化治疗提供诊断信息，还可提供预后及药物疗效的预测信息。因此，病理学在肺癌个体化诊治中不仅仅局限于明确诊断，在治疗方案的选择和预后预测中也发挥着重要的作用。

1、传统的病理学指标

临床分期在肺癌治疗策略的制定、疗效的评价和预后的判断中起着重要的作用，而准确的临床分期依赖于传统的病理学指标，包括肿瘤大小、切缘状态、淋巴结状况、组织学分型及胸膜侵犯情况等，因此传统病理指标是肺癌个体化诊疗和预后评估的重要依据。

1.1 肿瘤大小

在第七版AJCC肺癌分期标准中，肿瘤大小是评估T分期的重要指标，以新鲜标本测量为准［1］。Hsu等［2］的研究表明经过固定的肿瘤会变小从而影响T分期，但并不影响患者的5年总生存率。由于影像学及大体检查均无法明确区分微小浸润癌，因此显微镜下测量应该是最准确的测量方式。若为多个微小浸润病灶，应分别测量每个病灶，各微小浸润灶之间并不互相累加计算。

1.2 胸膜侵犯

周围型肺癌可侵及脏层胸膜、壁层胸膜以及胸壁外软组织。脏层胸膜侵犯情况是评估T分期的重要指标。在UICC/AJCC肺癌分期标准中，脏层胸膜侵犯不仅可侵犯浆膜下，还可侵犯表面的间皮层，但并未对如何评估脏层胸膜侵犯情况做详细的规定。Travis等［3］认为癌组织破坏脏层胸膜弹力层才能视为侵犯脏层胸膜，建议H&E切片难以评价的时候应该做弹力纤维染色进一步明确。

1.3 肺癌组织学类型及亚型

传统上，肺癌主要分为小细胞肺癌（small-cell lung carcinoma，SCLC）和非小细胞肺癌（non-small cell lung carcinoma，NSCLC）两大类，NSCLC占80%。2004版WHO肺癌分类中主要有8个组织学类型，包括鳞癌、腺癌、大细胞癌、小细胞癌、腺鳞癌、肉瘤样癌、类癌、涎腺型肿瘤，其中类癌、小细胞癌和大细胞神经内分泌癌属于肺神经内分泌肿瘤（neuro-endocrine tumors，NET）。肺癌最常见的组织学类型是腺癌，约占所有肺癌的一半，而肺NET占所有原发性肺肿瘤的20%。近年来，肺腺癌的基础和临床研究取得了显着进展，但肺腺癌不同的组织亚型在临床表现、影像学、病理学和遗传学上有很大差异，仍然需要对肺腺癌亚型有一个普遍接受的标准。2004年WHO分类已不能很好地反映肿瘤分子生物学、病理学和影像学的新进展，也不能满足临床诊疗和预后预测的需要。为此，国际肺癌研究学会（IASLC）、美国胸科学会（ATS）和欧洲呼吸学会（ERS）于2011年公布了肺腺癌的国际多学科分类［4］。

2、个体化治疗时代肺腺癌的病理诊断

IASLC/ATS/ERS国际多学科分类由病理科、放射科、肿瘤内科、胸外科和分子生物学家在内的专家组共同制定。该分类提出了病理学、影像学、分子生物学及肺腺癌综合诊断标准，统一了诊断分类和术语，并推荐小活检和细胞学标本的诊断规范。该分类是2004版WHO分类后最具影响力的肺腺癌分类方案，将对肺腺癌诊疗产生重大影响。

2.1 IASLC/ATS/ERS国际多学科诊断分类和术语

废除了细支气管肺泡癌（bronchioloalveolar carcinoma，BAC）诊断术语。2004年WHO分类虽然对BAC的诊断作了严格规定，只有“肿瘤细胞沿着以前存在的肺泡结构生长（贴壁状生长），而无间质、血管或胸膜浸润证据”，但实际上，以往诊断的BAC包括了原位癌、微浸润癌及浸润性癌各种类型。给临床诊治和研究造成很大混乱，也给癌症登记流行病学研究带来困难。因此，新分类废除了“BAC”这一诊断术语。

将相当于2004年WHO分类中≤3 cm的BAC定义为原位腺癌（adenocarcinoma in situ，AIS）；对≤3 cm，伴有1或多个最大直径≤5 mm浸润灶的小腺癌定义为微浸润腺癌（minimally invasive adenocarcinoma，MIA）。AIS和MIA可以为非黏液性、黏液性或混合性，且规定MIA中不能出现淋巴管、血管或胸膜侵犯，也不能出现肿瘤性坏死。AIS和MIS手术切除后5年生存率达到或接近100%，肺段或楔形切除与肺叶切除的局部复发率和生存率差异无统计学意义（P＞0.05）。

不再推荐使用混合性亚型浸润性腺癌，提出按腺癌中最主要的组织学亚型分类。在实际工作中，单一的肿瘤组织内常含有多种组织学亚型，肿瘤的次要结构或者最高级别结构均可能对肿瘤的生物学行为等产生重要影响。原来的非黏液性BAC如主要沿肺泡壁生长，肿瘤浸润灶最大直径＞5 mm，可诊断为贴壁生长为主的浸润性腺癌。增加了一类具有较强侵袭行为的微乳头为主的浸润性腺癌。肿瘤内如含有其他亚型成分＞5%，需在病理报告中注明，并报告各亚型所占百分比。在浸润性腺癌的变型中将原来的具有广泛浸润的黏液性BAC归为浸润性腺癌的一种变型，即浸润性黏液腺癌，其与K-ras基因突变密切相关，但几乎没有EGFR基因突变。此外，新分类还增加了肠型腺癌，并废除了黏液性囊腺癌，将其归入胶样腺癌，另外还废除了透明细胞腺癌和印戒细胞癌。

IASLC/ATS/ERS分类提出后，相继有研究证实肺腺癌的组织学亚型与无病生存期（disease free survival，DFS）或总生存期（overall survival，OS）相关［5-6］。Warth等［7］研究证实了肺腺癌组织学亚型是独立于临床分期的预测指标，OS、疾病特异性生存期（disease-specific survival，DSS）和DFS均存在显着差异；肺腺癌的生存期受辅助放化疗的影响，实性为主的腺癌接受辅助放疗后，预后明显改善。因此IASLC/ATS/ERS国际多学科新分类为含有不同组织学特征的肺腺癌提供了统一的诊断学标准，进一步细化的分类更加突出主要类型对于肿瘤生物学行为、治疗和预后的影响。

2.2 新分类对肺癌小活检和细胞学诊断的规定

约70%肺癌患者在做病理诊断时已是晚期或发生转移，只能通过小活检和细胞学标本诊断，新分类对此作了相应的规定：

⑴由于肺癌组织学具有显着异质性，小活检和细胞学标本不能反映整个肿瘤的组织学亚型，也难以判断是否存在浸润。因此，“AIS”和“MIA”不能用于小活检和细胞学标本的诊断，而大细胞癌和多形性癌也无法依据小活检或细胞学作出诊断。

⑵大多数NSCLC可单独依据形态学做出腺癌或鳞状细胞癌的诊断，约10%~30%的NSCLC分化差，小活检和（或）细胞学标本难以进一步分型，通常诊断为非特指性NSCLC。新分类提出借助于免疫组化标志物包括CK7、TTF1（腺癌）和p63、cK5/6（鳞状细胞癌），以及组织化学染色如黏蛋白染色，尽可能将NSCLC区分为倾向腺癌和倾向鳞状细胞癌，以提供药物治疗的选择。肺腺癌对多靶点抗叶酸药物培美曲赛和抗血管内皮生成药物贝伐珠单抗治疗有效，而鳞状细胞癌对培美曲赛治疗效果不如腺癌，用贝伐珠单抗治疗可引起威胁生命的大出血。

⑶小活检和细胞学标本除用于常规病理诊断外，还应适当留存一些标本用于基因突变、扩增和染色体易位等分子检测，从而预测某些靶向药物治疗的疗效。新分类还推荐细胞学检查最好与小活检细胞学检测一起进行，以提高诊断的准确性。最好常规对细胞学标本（包括胸水在内）制备细胞块。

3、个体化治疗时代中肺神经内分泌肿瘤的诊断

2004版WHO分类标准区分典型类癌（typical carcinoid，TC）和非典型类癌（atypical carcinoid，AC）主要依据核分裂数和有无坏死。TC表现为核分裂数≤2/10HPF，无坏死；AC表现为核分裂数2~10/10HPF和（或）坏死。免疫组织化学染色显示大多数类癌表达角蛋白AE1/AE3和CAM5.2；神经内分泌标志物（CgA、Syn和CD56）常呈强阳性；约1/3病例表达TTF-1；增殖活性标志物Ki-67在TC和AC中表达互相重叠，约80%TC的Ki-67指数≤2%，而约50%AC的Ki-67指数＞2%。类癌对化疗和放疗不敏感，主要采取手术治疗。对于不能手术切除或转移病例，长期以来一直缺乏有效治疗方法，近年来在[url=]靶向治疗[/url]方面进行了多项研究。酪氨酸激酶抑制剂厄洛替尼（erlotinib）在H727类癌的细胞株中证实能降低细胞增殖活性，但在类癌患者中未发现EGFR活化突变，尚需进一步研究。针对血管生成（如EGFR、PDGF和mTOR等）药物（如贝伐珠单抗、依维莫司和舒尼替尼）的临床试验已看到希望，但还需进一步深入研究。

大多数SCLC病例表达NE标志物（CgA、Syn、CD56），但反应较弱，少数病例不表达任何NE标志物，但如具有SCLC形态学特征，仍可诊断为SCLC。此外，约90%SCLC表达TTF1，但不能用来区分肺外小细胞癌。SCLC对化疗和放疗敏感，患者大多为晚期，仅＜10%为Ⅰ期，因此，除少数早期患者可行手术治疗，绝大多数患者行化疗和（或）放疗。

大细胞神经内分泌癌（large cell neuroendocrine carcinoma，LCNEC）内无鳞癌、腺癌或SCLC的形态特征。要确定LCNEC，除具备NE形态特征外，还必须至少表达一种NE标志物（CgA、Syn、CD56）或电镜证实存在神经分泌颗粒。LCNEC的治疗经验不多，主要参照SCLC治疗方案。

NSCLC如形态学上具有普通NSCLC（大细胞癌、鳞癌或腺癌）特点，无NE形态学特征，但表达NE标志物，称为NSCLC有NE分化；少数NSCLC具有NE形态学特征，但免疫组化不能证实瘤细胞表达NE标志物，此时称为NSCLC有NE形态学。

2004年WHO分类的诊断标准主要依据手术切除标本。在实际工作中，至少70%病例就诊时已无法手术治疗，故大多数病例只能依据小活检或细胞学标本诊断。小活检标本不可能准确区分TC和AC，也很难对LCNEC做出确定的诊断，有时很难计数到10个高倍视野中的核分裂数，也难以评价肿瘤的生长方式或观察到坏死。

4、分子检测在肺癌个体化治疗中的作用

随着NSCLC分子生物学研究的不断深入，基于分子生物学检测的个体化治疗在晚期NSCLC患者的治疗上取得了显着进展。除了传统的病理组织学分类之外，NSCLC还可以根据各种分子标志物表达的不同，进行分子表型分类；以肿瘤发生、发展相关的驱动性基因为靶点，研发新的药物，进行有针对性的个体化分子靶向治疗，可有效改善患者的预后。所有NSCLC患者应该在治疗前进行相关分子检测，在充分了解患者分子表型的情况下实施有针对性的靶向治疗，提高治疗效果。

4.1 基因突变

研究显示肺腺癌是由多种基因突变驱动的，通过调节细胞增殖、凋亡、迁移和新生血管而导至肿瘤的发生，其中EGFR及其家族成员起着重要的作用。Kris等［8］依据美国国家癌症研究所（National Cancer Institute，NCI）肺癌突变联合会登记的1000例肺腺癌患者的肿瘤标本，证实存在10个驱动突变，包括K-ras、EGFR和EML4-ALK重排，BRAF、PIK3CA和MET扩增，ERBB2、MAP2K1、NRAS和AKT1，约60%肺腺癌中能检测到驱动突变，其中最常见的是K-ras突变（25%），EGFR突变（23%）和EML4-ALK重排（6%），而且还发现95%有突变基因的腺癌，突变基因互相排斥。

4.1.1 EGFR突变

肺腺癌中EGFR突变大多在外显子18~21上，尤其是外显子19的框内缺失和外显子21的L858R点突变。EGFR突变的肺腺癌好发于亚洲不吸烟的女性，组织学上大多数为贴壁状生长的腺癌。大多数患者对酪氨酸激酶抑制剂（TKI）如吉非替尼（gefitinib）和厄洛替尼（erlotinib）有明显的反应，只有约5%的突变患者（主要在外显子20）对TKI耐药。EGFR突变的腺癌与无EGFR突变的腺癌相比，前者的预后好，即使用常规化疗（如铂类、培美曲塞）也有较好疗效。需注意的是虽然EGFR突变主要发生在肺腺癌中，但不是肺腺癌特有的。腺鳞癌的突变率相似于腺癌，对TKI治疗也有效，大细胞癌则几乎不发生EGFR突变。

4.1.2 K-ras

K-ras是EGFR在RAS/MAPK1信号通路中的一个重要基因，约25%肺腺癌中存在K-ras基因突变。K-ras基因活化突变能直接激活其下游基因，故对作用于其上游的EGFR-TKI治疗不敏感。由于K-ras与EGFR的突变互相排斥，因此在预测肺腺癌对EGFR-TKI治疗疗效的分子筛选试验前应先检测有无K-ras突变，如果无K-ras突变，再检测EGFR突变和其它基因的突变［9］。

4.1.3 EML4-ALK融合基因

肺腺癌的另一个重要分子遗传学改变是2号染色体短臂上的棘皮动物微管相关蛋白样4（echinoderm microtubule associated protein like 4，EML4）与间变性淋巴瘤激酶（anaplasticlymphoma kinase，ALK）发生小的倒位。这一重排形成的融合基因（EML4-ALK）能编码一种不需要诱导而活化的蛋白酪氨酸激酶，通过激活下游信号通路促进细胞增殖和抑制细胞凋亡，从而导至肿瘤的发生［10］。约3%~13%肺腺癌中能检测到EML4-ALK。与野生型ALK和EGFR患者相比，EML4-ALK患者发病年龄小，亚洲人常见，临床分期晚，男性，不吸烟者多见，但对化疗反应率和OS无显着差异。这些肿瘤的组织学特征是以产生黏液为主，在西方人多为含印戒细胞的实性生长方式，而在亚洲人多为腺泡状生长方式［11-12］。EML4-ALK患者对EGFR-TKI耐药，但对ALK-TKI克唑替尼（crizotinib）治疗有显着疗效。然而肺腺癌有ALK重排不同于EGFR突变，不是一个预后好的指标［13］。

4.2 基因表达水平改变

4.2.1 EGFR及c-MET基因扩增

NSCLC中常常发生EGFR及c-MET基因扩增，导至其蛋白过表达。在EGFR突变、TKI治疗失败的NSCLC患者中c-MET扩增高达20%，但与EGFR T790M突变无关，说明c-MET扩增是TKI耐药的原因之一［14］，与肺癌预后不良密切相关。

4.2.2 切除修复交叉互补基因1

切除修复交叉互补基因1（ERCC1）是DNA修复系统中的一个关键基因。其表达产物与XPF形成的异二聚体具有核酸内切酶活性，能识别和切除5‘端损伤的DNA作用［15］。检测肺癌中ERCC1蛋白表达可以预测铂类药物的治疗敏感性。

4.2.3 RRM1基因

RRM1基因编码核糖核苷酸还原酶（RR）的M1亚单位，是DNA合成通路中的限速酶，参与核糖核苷酸还原成脱氧核糖核酸。RRM1是吉西他滨作用的靶点之一，其高水平表达与吉西他滨的耐药相关［16］。

4.2.4 微管

微管是由αβ微管蛋白异二聚体聚合而成的管状聚合物，参与细胞运动、细胞器定位、胞内物质的运输及真核细胞的有丝分裂过程。β微管蛋白（β-tubulin），尤其是β-tubulin Ⅲ水平的增高与紫杉醇耐药性呈正相关，检测肿瘤患者β-tubulin表达水平可作为肺癌紫杉醇化疗疗效的预测因子［17］。

4.2.5 胸苷酸合成酶（TS）

TS是嘧啶核苷酸合成限速酶，在DNA合成与修复中起重要作用。临床研究发现培美曲塞疗效与TS的mRNA表达水平呈负相关，检测肿瘤患者中TS的基因表达水平可预测此类药物疗效。

综上所述，肺癌的病理诊断在个体化治疗方案的选择和预后预测中起着至关重要的作用。病理医生需要了解肺癌治疗中的新进展，需要加强与临床医生的沟通和交流，充分发挥病理诊断在肺癌个体化诊治中的作用。

参考文献：（略）

来源：中国癌症杂志  作者：李媛，朱雄增