Peroperačná diagnostika nádorov centrálneho nervového systému

Souhrn

Nádory centrálneho nervového systému (CNS) sú relatívne vzácne a pre patológa, ktorý nie je špecialistom na neuropatológiu, môže byť peroperačné vyšetrovanie lézií CNS „nočnou morou”. Systematický prístup s využitím zobrazovacích metód, znalostí typickej klinickej prezentácie jednotlivých typov nádorov a kombinácia zmrazených rezov s náterovou cytológiou však umožňujú vo väčšine prípadov spoľahlivú diagnózu. V článku popisujeme indikácie, ciele, diagnostický algoritmus a potenciálne diagnostické pasce peroperačného vyšetrovania lézií CNS.

Kľúčové slová:

peroperačná biopsia – náterová cytológia – centrálny nervový systém

Nádory centrálneho nervového systému (CNS) sú relatívne vzácne a pre bežného patológa, ktorý nie je špecialistom na neuropatológiu, môže byť peroperačné vyšetrovanie lézií CNS „nočnou morou” (1). Často ide o vyšetrenie veľmi malej vzorky tkaniva, ktorá je niekedy získaná iba stereotaktickou alebo endoskopickou biopsiou. Mnoho nádorov CNS má prekrývajúce sa histologické a cytologické charakteristiky a presná klasifikácia a grading sú aj v definitívnej biopsii v súčasnosti možné až po imunohistochemickom alebo genetickom vyšetrení (2,3). Vo veľkej časti prípadov preto počas operácie úplne stačí informácia o reprezentatívnosti odobratého tkaniva (1).

V článku sa budeme venovať všeobecným aspektom peroperačného vyšetrovania lézií CNS a na konkrétnych prípadoch ukážeme, že systematický prístup s využitím klinických informácií, zobrazovacích metód, znalostí typickej lokalizácie určitých lézií v konkrétnej vekovej skupine a predovšetkým použitie peroperačnej cytológie umožňujú vo väčšine prípadov spoľahlivú diagnózu.

Indikácie, ciele a algoritmus peroperačnej diagnostiky lézií CNS

Aj v prípade peroperačného vyšetrenia lézií CNS platí základné pravidlo, že výsledok peroperačnej konzultácie by malovplyvniť ďalší postup operácie alebo bezprostrednú pooperačnú starostlivosť o pacienta. V opačnom prípade je lepšie ponechať tkanivo na definitívne vyšetrenie, a vzácnym materiálom zbytočne neplytvať. Peroperačné vyšetrenie môže mať niekoľko cieľov (1,4,5):

(i) Posúdenie reprezentatívnosti tkaniva. Absolútnou prioritou je odber diagnostickej vzorky počas prvej operácie. Opakovanie diagnostickej procedúry (otvorenej alebo stereotaktickej biopsie) je vždy asociované s rizikom komplikácií. Týka sa to najmä lézií vo funkčne kritických lokalitách (napr. mozgový kmeň), kde je často možný iba jeden pokus o biopsiu. Patológ by si mal byť prítomnosťou lézie istý. V opačnom prípade by mal vždy požiadať o ďalšie tkanivo.

(ii) Stanovenie či je lézia nádorová alebo nenádorová (napr. infarkt, demyelinizácia, infekcia). V prípade podozrenia na infekčné ochorenie musí operatér zabezpečiť odber materiálu na mikrobiologické vyšetrenie. V prípade demyelinizácie (radiologicky s obrazom tzv. tumefaktívnej demyelinizácie) je samozrejme operačný zákrok ukončený.

(iii) Stanovenie presného histologického typu nádorovej lézie. Vo všeobecnosti platí, že sa operatér snaží odstrániť nádor v čo najväčšom rozsahu, samozrejme s ohľadom na lokalizáciu lézie a možný následný neurodeficit. U niektorých lézií však totálna resekcia nádorového tkaniva nie je možná, alebo nemá väčší terapeutický význam. V prípade diagnózy lymfómu, pri nemožnosti resekcie (často ide o hlboko lokalizované lézie), postačí diagnostická biopsia a odber materiálu na špeciálne vyšetrenia. Výsledok flowcytometrického vyšetrenia s presnou diagnózou môže byť k dispozícii už za pár hodín. V prípade diagnózy difúzneho gliómu sa môže začať liečba už počas operácie, napr. ožiarením nádorového hypofýlôžka. V prípade ependymómov je najdôležiteším prognostickým faktorom kompletnosť chirurgickej resekcie („gross total resection“). Patológ by preto mal vedieť ependymóm rozpoznať, aj keď v mnohých prípadoch to nie je spoľahlivo možné. Podobne, správne rozpoznanie metastázy alebo low-grade primárneho tumoru môže znamenať, že namiesto probatórnej biopsie sa chirurg môže pokúsiť o kompletné odstránenie ložiska.

(iv) Grade nádorovej lézie. V prípade, že je predoperačne predpokladaná diagnóza high-grade gliómu (napr. pri vyšetrení magnetickou rezonanciou ide o kontrast vychytávajúcu prstencovitú léziu u staršieho pacienta s krátkou anamnézou), histologický nález iba mierne hypercelulárneho tkaniva s minimálnymi cytologickými atypiami, bez nekróz alebo mikrovaskulárnej proliferácie nekoreluje s klinickou prezentáciou - neurochirurg pravdepodobne zaslal tkanivo z periférnej „low-grade“ časti gliómu a pokiaľ to situácia dovoľuje mal by vykonať ďalší odber tkaniva z hlbších častí lézie.

Diagnostický algoritmus peroperačne vyšetreného tkaniva lézií CNS sa v podstate nelíši od diagnostiky z tkaniva spracovaného v parafíne a jeho najjednoduchšie zhrnutie je následovné (1,4,6,7):

1. Je zachytené normálne tkanivo, alebo je prítomná patologická lézia?
2. Je lézia nádorová, alebo by sa mohlo jednať o léziu nenádorovú, ktorá nádor iba napodobuje? Nemôže sa jednať iba o reaktívnu gliózu?
3. Aký je histologický typ nádoru (metastáza, lymfóm, difúzny glióm, iný primárny tumor)?
4. Aký je grade?
5. Zodpovedá patologická diagnóza klinickej prezentácii a radiologickému nálezu?

Ako už bolo spomínané, odpoveď na všetky otázky nie je vždy možná a ani nutná. Niekedy stačí rámcová diagnóza (napr. „high- grade glióm, pravdepodobne glioblastóm“), alebo krátka diferenciálna diagnóza (napr. „malígna epiteloidná lézia, pravdepodobne metastáza karcinómu, nemožno vylúčiť epiteloidný glioblastóm“). Vzácne je nevyhnutné odložiť diagnózu na vyšetrenie definitívnej biopsie.

Technika peroperačného vyšetrenia Podobne ako pri vyšetrovaní iných orgánov, aj pri peroperačnom vyšetrení lézií CNS je základom kvalitný zmrazený rez ofarbený hematoxylínom-eozínom. Rezy dávajú patológovi prehľad o celularite, architektonike, prípadne aj mitotickej aktivite, horšie to však môže byť s cytologickými detailami. Zmrazenie tkaniva vedie k vzniku artefaktov, napr. arteficiálnemu zväčšeniu, angulácii a hyperchromázii jadier, čo môže viesť k neprávnej diagnóze gliómu aj pri zmrazení normálneho tkaniva alebo reaktívnej gliózy. Navyše, nedostatočne rýchlym zmrazením edematózneho nádorového tkaniva môžu vzniknúť ľadové kryštály, ktoré tkanivo potrhajú a znemožnia spoľahlivé hodnotenie biopsie (obr. 1A). Preto je pri vyšetrovaní lézií CNS vhodné doplniť vyšetrenie zmrazených rezov cytologickým vyšetrením (1,4,5,8). Cytológia poskytne patológovi dokonalé cytologické detaily ako aj informáciu o pozadí/stróme (napr. fibrilárne pozadie gliómov) (obr. 1B,C). V porovnaní so zmrazenými rezmi spotrebuje cytológia neporovnateľne menej tkaniva. V prípade, že je peroperačné vyšetrenie veľmi malej vzorky naozaj nutné, niektorí autori (vrátane autorov tohoto článku) preferujú iba samotné cytologické vyšetrenie a tkanivo v zmrazených rezoch nevyšetrujú (1).

Existujú dva typy techník ako zhotoviť cytologický preparát. Dotykové metódy („touch“, „imprint“) sú vhodné predovšetkým pre lézie, ktoré ľahko uvoľňujú bunky, napr. adenómy hypofýalezy alebo lymfómy (1,9). Omnoho lepšie výsledky je však možné dosiahnuť technikou jemného roztlačenia vzorky medzi dvoma podložnými sklíčkami a následným rozotretím tkaniva („squash“, „crush“, alebo „smear“ cytológia) (1,8). Použitím tejto techniky sa často zachovajú aj niektoré histologické/architektonické detaily (napr. perivaskulárne usporiadanie buniek gliómu), takže predstavuje metodiku na pomedzí histológie a cytológie. V prípade, že je na peroperačné vyšetrenie zaslané väčšie množstvo tkaniva s heterogénnym makroskopickým vzhľadom, je pomocou náterovej cytológie možné vykonať „sampling“ lézie a vyšetriť rôzne časti materiálu na jednom skle (obr. 1D,E). Dôležita je rýchla – okamžitá – fixácia cytologického preparátu 95% alkoholom, buď ponorením skla do alkoholu v kyvete, alebo opatrným nastriekaním fixačného roztoku na sklo v horizontálnej polohe pomocou rozprašovača (podľa našich skúseností lepšia možnosť). K cytolýze a strate morfologických detailov dochádza už po niekoľkých sekundách od zhotovenia náteru (obr. 1F). Nevýhodou cytológie je, že nadhodnocuje celularitu lézie, hodnotenie architektoniky je menej spoľahlivé ako v zmrazených rezoch a je nešetrná k mitózam, ktoré sa veľmi ľahko „rozpadnú“ (8). Preto nález aj jednej-dvoch mitóz v náterovej cytológii väčšinou znamená, že nádor je mitoticky vysoko aktívny (8).

Zmrazené rezy a cytológia sa vzájomne dopĺňajú, preto ak má patológ dostatočné množstvo tkaniva, mal by použiť obe metodiky.

Detailný popis nálezov v náterovej cytológii rôznych lézií CNS je mimo rozsah tohto článku a pre podrobné štúdium odkazujeme predovšetkým na dve vynikajúce učebnice (1,8) a ďalšie referencie na konci článku. Väčšinu nálezov je možné rozdeliť do niekoľkých základných vzorov (8):

• A) Gliálne lézie (gliómy, reaktívna glióza) sa v náterovej cytológii prezentejú skupinami buniek, ktoré sú vzájomne (alebo s cievami) spojené eozinofilnými gliálnymi výbežkami (8). Diagnóza oligodendrogliómu však môže byť obtiažna, hlavnou diferenciálnou diagnózou je neurocytóm (10-12).
• B) Epitelové lézie (metastázy karcinómov, kraniofaryngeóm, nádory plexus choroideus, meningoteliálne meningiómy) sú charakterizované kohezívnymi bunkami s dobre definovanými bunkovými membránami, v plachtovitých, papilárnych alebo globoidných formáciách (13-19).
• C) Pre diskohezívne („tekuté“) lézie (napr. adenómy hypofýzy, lymfómy, niektoré nízko diferencované karcinómy, melanómy, zápalové lézie, medulloblastómy, atypický teratoidný/ rabdoidný tumor) je typické, že sa vďaka nízkemu podielu intercelulárnej matrix natierajú úplne ľahko, sú na skle natreté rovnomerne (podobne ako hematologické nátery), bez zhlukovania buniek, často vo forme „nahých jadier“ - cytoplazma buniek diskohezívnych lézií je často veľmi krehká a ľahko sa rozpadá (20-23).
• D) Kohezívne lézie (napr. schwannóm, hemangioblastóm, niektoré meningiómy, niektoré karcinómy, gliosarkómy) obsahujú veľa kolagénnej matrix, ktorá pevne viaže bunky a tie je možné natretím získať iba s ťažkosťami (24,25), prípadne sú natoľko poškodené použitou silu, že sú často nehodnotiteľné. Našťastie, pri týchto léziách je často možná kompletná resekcia a peroperačná diagnóza nemusí byť až taká dôležitá.

Peroperačná diagnostika najčastejších lézií CNS u dospelých a detí

Peroperačné vyšetrenie lézií centrálneho nervového systému vyžaduje koreláciu klinických a radiologických údajov s histologickým a/alebo cytologickým nálezom. Patológ musí dostatočne ovládať v akom veku a akej lokalite sa konkrétne lézie najčastejšie vyskytujú a ovládať aspoň základy zobrazovacích metód. Aj keď sa v podstate takmer všetky nádory dospelého veku môžu vyskytovať aj u detí a naopak, niektoré „detské“ nádory postihujú aj dospelých, mnohé lézie sú výrazne častejšie v jednej alebo druhej skupine (1,8,26,27). Iné lézie sa v danej vekovej skupine prakticky vôbec nevyskytujú, napríklad oligodendroglióm alebo meningeóm u detí, alebo karcinóm plexus choroideus u dospelých. Je vhodné, aby ešte pred samotným peroperačným vyšetrením bola sformulovaná diferenciálna diagnóza, ktorá vychádza z veku pacienta, lokalizácie tumoru, klinického priebehu a radiologického nálezu.

Napríklad, supratentoriálna prstencovitá kontrast-pozitívna lézia na magnetickej rezonancii u dospelého pacienta môže predstavovať glioblastóm (obr. 2), metastázu (obr. 3) alebo absces. Podobnú radiologickú prezentáciu však môže mať vzácne aj lymfóm (obr. 4A,B), alebo demyelinizačný pseudotumor (tzv. tumefaktívna demyelinizácia) (obr. 4C-F) (28-31). Solídna extraaxiálna lézia v oblasti ponto-cerebelárneho uhla bude s veľkou pravdepodobnosťou schwannóm (obr. 5A,B) alebo meningeóm (obr. 5C,D). Solídno-cystická lézia v oblasti mozočka môže predstavovať metastázu alebo hemangioblastóm (obr. 5E,F), vzácnejšie pilocytický astrocytóm (najmä u mladších dospelých).

U pacienta v detskom veku v prípade solídno-cystického kontrast-pozitívneho tumoru v zadnej jame je nutné na prvom mieste uvažovať o pilocytickom astrocytóme (obr. 6A,B) (32) alebo medulloblastóme - tieto dve biologicky a prognosticky kompletne odlišné lézie môžu mať prakticky identický radiologický nález (obr. 6C,D)(21). Difúzne gliómy majú identický histologický a cytologický obraz ako u dospelých, ale napr. lokalizácia v mozgovom kmeni je typickejšia pre detský vek. Atypický teratoidný/ rabdoidný tumor (AT/RT) je vzácny tumor, ktorý ale tvorí až ~ 10% nádorov dojčeneckého veku (obr. 6E,F)(22,23).

Ependymóm je najčastejším intramedulárnym tumorom u pacientov v dospelom veku, u detí je však typickejšia lokalizácia supratentoriálne alebo v zadnej jame. Peroperačná diagnóza ependymómu môže viesť k pokusu o kompletné odstánenie, preto by na tento tumor mal patológ vždy myslieť, najmä v prípade periventrikulárne alebo intraventrikulárne lokalizovaného tumoru (obr. 7)(33-35). Vzácne sa ale ependymómy vyskytujú aj v iných lokalizáciách.

Diagnostické pasce („pifalls“) peroperačného vyšetrenia lézií CNS

Existuje množstvo sitácií, ktoré môžu viesť k nesprávnej peroperačnej diagnóze. Na prvom mieste, pomerne ľahko sa v zmrazených rezoch alebo peroperačnej cytológii dajú zameniť normálne štruktúty mozgu alebo reaktívna glióza za nádor. Normálny mozog sa zo všetkých tkanív natiera najľahšie (tkanivo gliómov je predsa len o niečo tuhšie), v hypocelulárnom nátere nepozorujeme zhlukovanie buniek ale iba tenké kapiláry a heterogénnu populáciu buniek: astro- a oligodendrogliu vo vzorke bielej hmoty, a vo vzorke z kôry aj gangliové bunky (obr. 8A). Výrazná reaktívna glióza sa typicky vyskytuje v okolí niektorých lézií (kraniofaryngeóm, ependymómy - najmä spinálne, metastázy…), preto v prípade nálezu „low-grade gliálnej lézie“ alebo obrazu ktorý pripomína pilocytický astrocytóm (tzv. piloidná glióza) je vždy nutné položiť si otázku, či je nález kompatibilný s klinikou a radiologickým nálezom. Podobne, je dôležité nezameniť štruktúry normálneho mozočka za medulloblastóm (obr. 8B). Dôležité je správne poznať normálnu pineálnu žľazu a nezameniť ju za nádor (36,37). Nádorové zmeny môžu imitovať aj zápalové lézie, napr. demyelinizácia (obr. 4C-F). Histologicky je hranica medzi normálnym mozgovým tkanivom a ložiskom demyelinizácie zvyčajne ostrá (na rozdiel od väčšiny difúznych gliómov). Dobrým vodítkom je aj prítomnosť prevažne perivaskulárne lokalizovaných lymfocytárnych infiltrátov (niekedy je však lymfocytov málo, prípadne úplne chýbajú). Naopak, lymfóm može byť zamenený za demyelinizáciu, najmä ak patológ peroperačne nepoužije cytologické vyšetrenie (31).

Niektoré low-grade nádorové lézie vykazujú cytologické atypie, ktoré môžu viesť k nesprávnej interpretácii ako high-grade lézia (a odradiť chirurga od pokusu o kompletnú resekciu). Typickým príkladom sú atypie v stromálnych bunkách hemangioblastómu (24) (obr. 5E a5F), atypické bunky pleomorfného xantoastrocytómu (38,39), schwannómu, alebo pilocytického astrocytómu (32)(obr. 8C).

Je dôležité nezameniť oligodendroglióm za lymfóm (obr. 8D). Epiteloidný alebo rabdoidný glioblastóm môže byť neodlíšiteľný od metastázy karcinómu alebo AT/RT (40) a naopak, vaskulárna proliferácia v metastázach môže imitovať glioblastóm (41).

A nakoniec, patológ by vždy mal počítať s výskytom lézií v netypických lokalizáciách (napr. orbitálny alebo intraventrikulárny meningióm) (42) alebo v neobvyklom veku. Mal by byť pripravený aj na vzácne a neobvyklé lézie, napr. primárny germ-cell tumor mozgu (43,44), s typickým výskytom v strednej čiare (obr. 8F), alebo lézie, ktoré môžu postihovať kosti lebky (obr. 8F) alebo skelet chrbtice (45,46).

ZÁVER

Konkordancia medzi peroperačnou diagnózou (histologickou, cytologickou, alebo pri použití oboch metód) a definitívnou biopsiou je v rôznych štúdiách udávaná v rozmedzí 83- 97,5 % (47-52). Najväčšia diagnostická zhoda medzi bežnými nádormi CNS bola zaznamenaná pre schwannómy, adenómy hypofýzy, meningeómy, astrocytómy, metastatické karcinómy, chordómy a neurocytómy (50,53). Naopak, nižšia korelácia medzi peroperačnou a definitívnou diagnózou je popisovaná v prípade oligodendrogliómov, ependymómov, lymfómov a nediferencovaných malígnych nádorov (nediferencované metastatické karcinómy, „primitívne neuroektodermálne tumory“, sarkómy) (48,50,53).

Peroperačná diagnostika lézií CNS je však napriek určitým nepresnostiam relatívne spoľahlivé vyšetrenie, najmä pri použití náterovej cytológie. Na správnu diagnózu je nevyhnutná tesná spolupráca s rádiologom a neurochirurgom. Korelácia peroperačnej histológie a/alebo cytológie s klinickou a radiologickou prezentáciou umožňuje stanovenie správnej diagnózy vo väčšine prípadov.

PREHLÁSENIE

Autor práce prehlasuje, že v súvislosti s témou, vznikom a publikácií tohto článku nie v konflikte záujmov a vznik ani publikácia článku neboli podporené žiadnou farmaceutickou firmou. Toto prehlasenie sa týka i všetkých spoluautorov.

Adresa pre korešpondenciu:

MUDr. Marián Švajdler, Ph.D.

Bioptická laboratoř, s.r.o.

Mikulášske nám. 4

326 00 Plzeň, Česká republika

tel.: +420 737220036

e-mail: svajdler@yahoo.com