Лабораторная диагностика опухолей ЦНС

Помимо возраста ребенка, места расположения опухоли и распространенности опухолевого процесса, тактика лечения определяется также на основании гистологических и молекулярно-биологических характеристик опухоли. Для определения этих характеристик проводится ряд лабораторных исследований. 

Гистологическое исследование

Гистологическим исследованием называется изучение образца ткани под микроскопом. В настоящий момент известны более 100 гистологических видов первичных опухолей ЦНС. Каждый из этих видов имеет свой набор клинических проявлений, прогноз и определенный подход к лечению.

Обычно для определения типа опухоли и степени ее злокачественности требуется выполнить биопсию (взятие образца ткани для микроскопического исследования). Затем образец подготавливают для изучения под микроскопом. Гистологический срез окрашивают с помощью специальных красителей, которые помогают выявить различные характеристики ткани. 

Гистологическую степень злокачественности (Grade, G) для новообразований большинства локализаций указывают следующим образом:

• GX — степень дифференцировки опухоли не может быть определена,
• G1 — высокодифференцированная опухоль,
• G2 — умеренно дифференцированная опухоль,
• G3 — низкодифференцированная опухоль,
• G4 — недифференцированная опухоль.

Эта классификация основывается на том, как опухолевые клетки и ткани в целом выглядят при рассмотрении под микроскопом. Высокодифференцированная форма означает, что опухолевые клетки очень похожи на здоровые и растут медленно, имеют низкий шанс распространения. В низкодифференцированной опухоли клетки выглядят аномально, быстро разрастаются, высока вероятность их распространения, а следовательно, и ухудшения прогноза.

Оценка опухолевой ткани в микроскопе производится по трем основным параметрам:

1. Оценка общего вида ткани. В зависимости от того, насколько её структура близка к нормальной, выставляется от 1 до 3 баллов.

2. Оценка ядер опухолевых клеток, а точнее – насколько сильно они отличаются по форме и размеру от нормальных, и насколько велико разнообразие их форм. Может давать также от 1 до 3 баллов.

3. Количество митозов. Митоз – это процесс деления клетки. Опухолевые клетки делятся гораздо быстрее нормальных, и этот параметр показывает уровень агрессивности опухолевого роста. Чем больше митозов, тем больше баллов (от 1 до 3) ставится за данный параметр.

Итоговая оценка (Grade) основана на подсчете суммы трех описанных компонентов.

1 степень злокачественности (Grade 1, G1) = от 3 до 5 баллов.

2 степень злокачественности (Grade 2, G2) = 6-7 баллов.

3 степень злокачественности (Grade 3, G3) = 8-9 баллов

4 степень (Grade 4, G4) может присваиваться в определенных случаях, когда есть дополнительные признаки плохого прогноза. Например, большое количество сосудов в опухоли, проникновение клеток опухоли в соседние ткани, наличие некрозов (омертвевших клеток). 

Опухоли со значениями Grade 1 и 2 определяются как опухоли низкой степени злокачественности, а опухоли со значениями Grade 3 и 4 – как опухоли высокой степени злокачественности. Низкозлокачественные опухоли растут медленнее и реже метастазируют. Более высокий Grade говорит об увеличении злокачественности и ухудшении прогноза.

Помимо оценки под микроскопом могут также проводиться дополнительные исследования и анализы.

Иммуногистохимическое исследование

Иммуногистохимия (ИГХ) — это метод исследования, в котором используются особые вещества (антитела) для выявления специфических белков в образце ткани. Такой метод помогает обнаружить под микроскопом опухолевые клетки, которые окрашиваются в другой цвет. Для этого из ткани опухоли берут специальный тонкий срез и затем на него наносят определенные антитела. При наличии в опухолевой ткани специфичного белка происходит химическая реакция связывания белка и антитела и окрашивание опухолевой ткани. Определенные антитела связываются только с определенными белками. Это позволяет точно выявить тип опухоли в зависимости от того, какие белки вызвали реакцию. 

Молекулярно-генетические методы исследования

Очень часто гистологические и ИГХ-результаты некоторых опухолей схожи друг с другом, что значительно затрудняет диагностику. Помимо этого, для выполнения этих анализов необходимо, чтобы было достаточное количество образца хорошего качества. Это бывает сложно обеспечить при выполнении биопсии. 

На сегодняшний день диагностика и оценка прогноза опухолей ЦНС, помимо гистологических признаков, основывается также на молекулярно-генетических методах. Большое количество опухолей ЦНС у детей связано с наличием разных мутаций. Этот факт имеет важное клиническое и прогностическое значение и должен быть учтен при выборе тактики лечения.

Молекулярно-генетические виды анализов позволяют исследовать генетический материал клетки (хромосомы, гены, ДНК, РНК). Изменения в генах (мутации) могут привести к развитию опухолевого процесса. Молекулярно-генетические исследования позволяют выявить различные мутации в ткани опухоли. Обнаружение таких мутаций позволяет более точно понять тип опухоли,а значит – тактику лечения и прогноз. Опухоли с некоторыми мутациями могут быть более агрессивными и (или) менее восприимчивыми к химиотерапии. Помимо этого, с помощью молекулярно-генетических исследований можно обнаружить мишени для таргетной терапии. 

ПЦР (полимеразная цепная реакция)

ПЦР — это лабораторный метод. Он позволяет создать множество копий определенного участка ДНК из образца, чтобы этот участок можно было обнаружить и проанализировать. ПЦР используют, в том числе, для определения мутаций в генах, а также для определения наличия конкретных генетических поломок. Один ПЦР-анализ позволяет проверить наличие мутации в одном конкретном гене.

Секвенирование ДНК

Секвенирование ДНК — это метод, позволяющий выявить точную последовательность ДНК. Секвенирование также используется для обнаружения мутаций в ДНК, но уже более мелких. Один из наиболее современных и информативных методов секвенирования – секвенирование нового поколения (next-generation sequencing, NGS). Этот метод позволяет расшифровывать и проводить поиск мутаций сразу в нескольких генах, ассоциированных с определенными опухолями ЦНС.

Анализ метилирования ДНК

Метилирование ДНК – это естественное химическое изменение молекулы ДНК. При этом процессе происходит усиление или ослабление работы каких-либо генов, но сами гены (их структура) остаются прежними. Нарушение в процессе метилирования ДНК может стать причиной развития некоторых онкологических заболеваний. В настоящее время разработаны методы анализа метилирования ДНК в геноме, позволяющие выявить данные отклонения.

Согласно 5-й редакции классификации ВОЗ опухолей ЦНС большинство типов опухолей имеют отчетливый профиль метилирования ДНК. Его анализ рекомендован в качестве одного из методов диагностики при детских злокачественных опухолях ЦНС. 

На сегодняшний день анализ профиля метилирования ДНК является одним из самых точных и эффективных способов диагностики опухолей ЦНС. Этот метод крайне полезен в сложных диагностических случаях, а также в том случае, когда малое количество образца опухоли не позволяет провести стандартную диагностику. Однако существуют и ограничения: сложность самого анализа и его большая стоимость. Это приводит к отсутствию широкого использования метода на практике. 

Выводы

• Лабораторная диагностика опухолей ЦНС важна для постановки диагноза, выбора тактики лечения и определения прогноза у пациентов с опухолями ЦНС.
• Диагностика начинается с гистологического исследования образца опухолевой ткани, т.е. изучения его под микроскопом. В результате этого исследования определяется гистологический тип опухоли.
• Дальнейшая диагностика включает в себя иммуногистохимические и  молекулярно-генетические методы. Они позволяют уточнить правильность диагноза и скорректировать тактику лечения.

Что еще почитать?

Статья про метод ИГХ (на русском языке).