隆突性皮肤纤维肉瘤(dermatofibrosarcoma protuberans,DFSP)是一种发生于浅表的、具有局部侵袭性的纤维母细胞肿瘤,具有特征性COL1A1∷PDGFB融合基因或其他相关融合。DFSP是常见的皮肤肉瘤之一,该肿瘤形态学和免疫表型特征与许多软组织肿瘤重叠,传统组织学观察和免疫组化有时难以满足临床精准诊疗的需求,部分疑难病例易发生误诊和漏诊。近年来,随着分子病理的发展与普及,丰富了DFSP的病理形态及分子特征,促进DFSP的精准临床诊疗不断更新与进步。本文简要回顾DFSP的临床病理特征,重点阐述其分子遗传学特征、分子病理技术以及纤维肉瘤转化相关的分子研究进展,以期加深病理医师对该肿瘤的认识,提高相关病理诊断水平、辅助临床治疗以及预后评估。
1DFSP的临床病理特征
1.1流行病学特点和临床表现
1.2病理学分类
1.2.1DFSP家族肿瘤
DSFP包括数种组织学亚型,其中经典型DFSP是最常见亚型,占80%~91%。肿瘤通常位于真皮下,向周围皮下脂肪浸润性生长,形成“蜂窝样”特征。经典型DFSP为低度恶性肿瘤,由温和、形态一致的梭形细胞组成,呈席纹状、漩涡状排列。免疫组化方面,肿瘤细胞CD34呈弥漫强阳性。因此,发生于浅表皮肤、呈蜂窝状浸润的低度恶性软组织肿瘤,当CD34呈阳性同时其他一线免疫标记阴性是重要的诊断线索,高度提示为DFSP。但还应与CD34阳性的其他梭形细胞肿瘤相鉴别,如浅表CD34阳性的纤维母细胞肿瘤、神经束膜瘤以及孤立性纤维瘤等。此外,还需与近年来分类的新病种NTRK重排梭形细胞肿瘤相鉴别。还需特别指出的是,近期新发现的形态类似DFSP且CD34阳性的ALK重排梭形细胞肿瘤也应纳入鉴别诊断之列。
其他变异亚型包括:黏液样DFSP(myxoid DFSP)、色素型DFSP(pigmented DFSP/ bednar tumor)、斑块样DFSP(plaque-like DFSP)、伴肌样分化的DFSP(DFSP with myoid differentiation)和纤维肉瘤型DFSP(fibrosarcomatous DFSP,FS-DFSP)。不同亚型的形态学诊断可能存在一定难度,但它们具有相似的免疫表型。需注意肌样区域SMA可呈弥漫强阳性。
经典型DFSP为低度恶性肿瘤,但其中部分(10%~16%)可发生高级别转化,形态主要表现为纤维肉瘤,即FS-DFSP;极少数高级别转化成分可表现为多形性肉瘤形态。值得指出的是,FS-DFSP生物学行为具有更高侵袭性且具备转移潜能,是影响预后最重要的亚型。纤维肉瘤区域呈长束状或鱼骨样排列,细胞密度明显增加,细胞异型性增大,核分裂象增加(目前尚无公认临界值)。约半数FS-DFSP中可见到经典型DFSP成分陡然转变为纤维肉瘤成分,形成明显的移行区。纤维肉瘤成分表现为免疫组化CD34表达减少甚至缺失。因此需要注意其中存在的诊断陷阱,当经典DFSP成分不明显甚至缺失(首发灶多因取材不充分所致,复发灶及转移性肿瘤可缺失)且CD34呈阴性时,可能误诊为成人型纤维肉瘤或其他高级别肉瘤。
1.2.2DFSP近亲肿瘤
(1)巨细胞纤维母细胞瘤(giantcell fibroblastoma,GCF):GCF好发于儿童,相当于“幼年型DFSP”。肿瘤间质富于胶原或呈黏液样,主要由温和的梭形细胞和多核巨细胞构成,可见多核巨细胞特征性被覆于不规则分支的假血管腔隙中。少数病例为混合型GCF-DFSP,含经典的DFSP成分,极少数含色素细胞或含纤维肉瘤成分。其CD34弥漫强阳性,免疫表型与经典型DFSP相同。此外,GCF也具有标志性COL1A1∷PDGFB融合基因,提示两者关系密切,属于同一家族肿瘤。(2)COL1A1∷PDGFB融合的子宫肉瘤(COL1A1∷PDGFB fusion uterine sarcoma):该肿瘤是近年来报道的罕见子宫肉瘤亚型,与DFSP具有高度相似的组织形态及免疫表型特征,且同时具有特征性COL1A1∷PDGFB融合基因,本质上应属于DFSP家族肿瘤,相当于“子宫型DFSP”。目前国内学者已报道2例相关病例。
2DFSP的分子遗传学研究及进展
2.1DFSP的标志性分子遗传学特征
DFSP中高频存在由r(17;22)额外环状染色体或t(17;22)(q22;q13)染色体易位形成的COL1A1∷PDGFB融合基因,是肿瘤发生的重要驱动基因。t(17;22)导致携带启动子的COL1A1基因片段融合至缺失阻遏因子的PDGFB基因片段中,引起PDGFB基因转录上调,融合蛋白经翻译后加工,产生成熟的具有完整功能性的PDGFB蛋白,通过自分泌或旁分泌机制诱导其受体PDGFRβ过度激活从而发挥致瘤作用。基于该肿瘤发生机制,靶向PDGFR位点的酪氨酸激酶抑制剂成为治疗研究的热点,目前已批准甲磺酸伊马替尼应用于难治性/复发性/转移性DFSP的治疗。
2.2分子病理技术在DFSP辅助诊疗中的价值
DFSP具有特征性分子遗传学改变,90%以上存在COL1A1∷PDGFB融合基因,因此使用分子技术检测融合基因具有极为重要的辅助诊断价值;还需特别指出的是,是否存在融合基因是靶向治疗决策的依据,对DFSP的疗效及预后具有重要意义。常见的分子病理技术包括传统检测技术如FISH和反转录-聚合酶链式反应,以及以二代测序(next-generation sequen-cing,NGS)为代表的现代检测技术。在临床病理诊断工作中,建议常规使用FISH,联合PDGFB断裂探针及COL1A1∷PDGFB融合探针检测融合基因相关改变,特别适用于以下诊疗场景:(1)组织形态不典型;(2)组织样本有限(特别是小活检样本);(3)罕见部位肿瘤;(4)FS-DFSP原发灶及转移灶;(5)已知肿瘤主体呈COL1A1∷PDGFB融合基因阳性,但手术切缘难以评估,可行FISH检测从分子水平辅助判断;(6)筛查DFSP的COL1A1∷PDGFB融合基因状态用于指导靶向治疗用药。除此之外,NGS(DNA/RNA双水平检测)可识别隐匿性和未知重排/融合基因,是重要的补充检测手段,也是解决疑难病例的有效方法,但存在检测时间较长及价格相对昂贵等局限性,需谨慎评估,合理应用。
RNAscope是近年来发展的原位杂交新技术,可用于组织或细胞原位检测单一分子RNA,具有检测便捷、高效敏感、可在普通光镜下判读以及便于长期保存等优势。国际上已有研究(包括本团队)发现基于RNAscope的MDM2 RNA原位杂交与FISH检测具有高度一致性,在脂肪肿瘤和低级别骨肉瘤的鉴别诊断中具有较高的辅助诊断价值及应用潜能。近年来,Cloutier等尝试将PDGFB RNA原位杂交用于辅助诊断DFSP,但仅与免疫组化结果(CD34)比较,未与FISH或NGS等准确度更高的分子检测手段进行比对,其诊断效能仍需进一步评估,并且需要扩大样本量探究其在DFSP中的临床应用前景。
2.3罕见的DFSP分子遗传学改变
少数病例(少于5%)虽然组织形态及免疫表型典型并排除其他类型肿瘤后符合DFSP,但FISH双探针联合检测PDGFB重排和COL1A1∷PDGFB融合均阴性,这类肿瘤被称为分子未确定型DFSP(molecularly unconfirmed DFSP)。其分子遗传学特征需要启动其他分子检测手段进一步分析,主要包括以下三种情况。
2.3.1COL1A1∷PDGFB隐匿性融合
已有的研究(包括本团队)发现,在这组分子未确定型DFSP中,经NGS或其他分子手段证实部分病例(40%~50%)确实存在标志性COL1A1∷PDGFB融合基因,属于COL1A1∷PDGFB隐匿性融合DFSP(cryptic COL1A1∷PDGFB fusion DFSP,CC-DF-SP)。现有研究提示CC-DFSP的组织形态、免疫表型及融合基因断裂位点与FISH检测COL1A1∷PDGFB阳性病例无明显差异。隐匿性融合可能与重排引起的染色体结构变异或剪接变异继发诱导新外显子有关。需特别指出的是,COL1A1是PDGFB最重要的配对基因,因其断裂点变异性大,未被用于常规分子检测。但已有研究(包括本团队)提示大部分(>87.5%)CC-DFSP病例可由FISH检出COL1A1重排,提示在CC-DFSP这一组特殊病例中,FISH检测COL1A1重排的敏感性可能高于检测PDGFB重排,但仍需扩大样本进一步研究。因此,考虑CC-DFSP时推荐在NGS前可先行FISH检测COL1A1重排。还需注意的是,PDGFB断裂探针是临床病理工作中广泛用于辅助诊断DFSP的一线探针之一,目前尚无连续大样本研究对FISH检测COL1A1重排进行效能评价,更未与PDGFB重排结果进行对比分析,因此目前尚不能得出在所有DFSP中检测COL1A1重排的敏感性优于检测PDGFB重排的结论。
2.3.2PDGFD相关重排/融合
除了CC-DFSP,分子未确定型DFSP还有另一组重要的分子遗传学改变,其50%~55%为PDGFD相关重排/融合。PDGFD和PDGFB编码蛋白同属于PDGF家族成员。可能与PDGFB致瘤机制类似,过表达的PDGFD能特异性结合并活化受体PDGFRβ,导致肿瘤的发生。目前主要发现以下三种融合基因类型:(1)COL6A3∷PDGFD,是PDGFD相关重排/融合中最常见的融合基因类型,PDGFD基因断裂点恒定位于6号外显子,COL6A3断裂点常位于42号外显子。COL6A3∷PDGFD融合的DFSP好发于女性躯干,值得指出的是,该变异融合最常见发生于乳腺,其形态学和免疫表型特征与COL1A1∷PDGFB融合病例表现一致。因此,组织形态及免疫表型符合DFSP的肿瘤,特别是发生于乳腺部位,FISH双探针联合检测均显示阴性时尚不能轻易排除DFSP,需结合组织形态及多项辅助检测结果综合分析并警惕是否存在PDG-FD相关重排/融合。(2)EMILIN2∷PDGFD,是罕见的PDG-FD融合基因类型,目前仅有6例相关报道。PDGFD基因断裂点恒定位于6号外显子,EMILIN2断裂点恒定位于4号外显子。EMILIN2∷PDGFD融合的DFSP好发于男性,更重要的是该类DFSP组织学亚型主要(83%)为FS-DFSP,镜下表现为更为广泛的皮下脂肪浸润,提示具有更强侵袭性。此外,这组DFSP的纤维肉瘤转化机制是否与EMILIN2促血管生成作用有关,值得进一步研究。(3)TNC∷PDGFD,是极为罕见的融合基因类型,迄今文献仅报道了1例TNC∷PDGFD融合的DFSP病例。
2.3.3其他罕见的分子改变
(1)PDGFB罕见配对基因:个别DFSP中发现了COL1A1之外的配对基因,包括COL1A2和COL3A1。COL1A2和COL3A1与COL1A1同属于胶原蛋白家族基因,编码的胶原蛋白广泛参与形成人体重要的组织结构和功能。本团队报道了唯一1例COL3A1∷PDGFB融合的GCF,与COL1A1重排相比,该例COL3A1重排GCF异型性更显著,含有更高比例和体积更大的多核巨细胞。当考虑肿瘤存在配对基因变异,可补充NGS进一步分析。需要注意的是,若只检测COL1A1∷PDGFB融合基因,可能会出现此类变异融合的漏检,更强调了FISH双探针联合检测的重要性。(2)罕见变异融合:近期Peng等基于大规模活检样本的全基因组测序(whole-genome sequen-cing,WGS)描绘了DFSP的基因组图谱,在5例组织形态符合经典型DFSP的病例中,FISH未检测到COL1A1∷PDGFB融合基因,进一步行WGS分析发现罕见融合改变,分别为SLC2A5∷BTBD7、CLCNKB∷FAM131C、CBX3∷CCDC32/FILIP1∷CCDC102B、FILIP1∷CCDC102B和LRRTM4∷PIGN。这些融合基因的功能均尚未明确,其机制有待更深入地研究。因此,若NGS未检出PDGFB或PDGFD相关重排/融合,尚不能完全排除DFSP,需结合最新研究进展及肿瘤发生机制谨慎判断。
3DFSP的病理诊断思路
病理诊断工作中应联系临床病史,以形态学为基础,结合免疫组化及分子检测结果进行综合判断。近年来,随着越来越多新的分子遗传学特征被报道,加深了病理医师对该病分子谱的认知,同时也增加了诊断与鉴别诊断的复杂性,对病理医师提出了更高的要求。在DFSP的诊断中,建议免疫组化以CD34为核心,联合S-100和desmin等一线标记排除其他肿瘤,必要时添加pan-TRK及ALK。病理医师在选择分子检测方法项目时,宜优先选择FISH常规联合双探针进行检测。罕见情况下,遇到组织形态高度怀疑为DFSP,而行FISH双探针联合检测均为阴性,但组织形态仍不能排除DFSP的病例,建议采用其他分子检测进一步协助诊断,可先选择传统分子检测技术,如使用FISH COL1A1和PDGFD断裂探针检测相关基因重排;必要时合理选择现代高通量检测技术(DNA/RNA)探索其分子遗传学特征。需注意的是,NGS套餐中应覆盖PDGFB和PDGFD等重要基因,并根据实际情况选择合适的检测方法。本文结合传统病理与分子病理,梳理总结DFSP的病理诊断思路(图1)。
4DFSP纤维肉瘤转化相关遗传学改变
经典型DFSP属于低度恶性肿瘤,一旦进展为FS-DFSP,将具有更高的复发率并可能发生转移,甚至危及患者生命。因此,纤维肉瘤转化是DFSP极为重要的预后因素之一。病理医师虽然可以通过组织学识别纤维肉瘤转化趋势和纤维肉瘤改变,但目前尚无公认的临界值可用于判断。重要的是,其中的遗传学背景及分子机制至今仍未清楚,亟待寻找与纤维肉瘤转化相关的分子标志物。近年来,多个研究团队相继发现可能与纤维肉瘤转化存在一定联系的分子遗传学改变,主要包括以下几方面,(1)CDKN2A/2B缺失:少数研究(包括本团队)关注到CDKN2A/2B缺失在纤维肉瘤转化中的重要作用。已有的研究提示CD-KN2A/2B缺失更多见于FS-DFSP(约38%)。需指出的是,虽然极少数DFSP(包括经典DFSP以及尚不足以诊断为FS-DFSP的肿瘤)也存在CDKN2A/2B缺失(少于10%),但仔细回顾这些病例的组织形态,发现其与经典型DFSP不同,具有细胞密度明显增加的特征,提示存在早期纤维肉瘤转化的趋势。更重要的是,目前报道的CDKN2A/2B缺失FS-DFSP具有更高频发生远处转移的倾向。根据迄今有限的研究提示,病理医师应重视存在CDKN2A/2B缺失的DF-SP病例,至少提示其具有向纤维肉瘤转化的风险。当然,CDKN2A/2B缺失在预测DFSP纤维肉瘤转化中的价值以及是否能成为FS-DFSP不良预后的分子标志物,仍需要大样本、多组学研究进一步证实。(2)P53突变:Abbott等在免疫组化层面比较FS-DFSP内纤维肉瘤成分与经典成分中肿瘤细胞p53的表达差异,发现92%的纤维肉瘤成分p53呈突变型表达,而经典DFSP区大部分p53呈野生型表达,仅个别病例的经典DFSP区p53呈突变型表达。遗憾的是,该研究未从分子水平验证P53突变。另一项小样本分子研究在部分FS-DFSP(33%)中检出P53错义突变,并且P53突变仅存在于FS-DFSP的纤维肉瘤成分中,而未在经典成分中出现。上述研究提示P53突变很可能参与了DFSP的纤维肉瘤转化,但其在转化中的价值及机制仍待更深入的研究。(3)12q15扩增:以MDM2和FRS2为代表的12q15扩增系高分化/去分化脂肪肉瘤、低级别骨肉瘤以及内膜肉瘤的标志性分子遗传学改变。FISH检测MDM2和FRS2基因扩增对上述几类肿瘤具有重要的辅助诊断价值。但是,越来越多研究发现MDM2基因扩增可以出现在少数其他类型软组织肿瘤中,如胃肠间质瘤、恶性外周神经鞘膜瘤、滑膜肉瘤以及平滑肌肉瘤等。值得指出的是,本团队近期研究发现FS-DFSP中存在12q15的MDM2和FRS2基因共扩增,且上述基因异常仅出现在肿瘤原发灶的纤维肉瘤成分和转移灶中,而未出现在经典DFSP成分中。上述结果提示,这些基因异常可能与部分DFSP发生纤维肉瘤转化甚至肿瘤转移关系密切。12q15扩增在纤维肉瘤转化中的发生频率及作用机制仍需要更大样本进行多组学研究。(4)其他:除了上述遗传学改变,还有学者观察到22号染色体长臂缺失、COL1A1∷PDGFB融合基因拷贝数增加、PDGFRβ/AKT/mTOR通路改变以及微卫星不稳定性等可能与纤维肉瘤转化有关,但关联性相对较弱,有待于更深入地探究。
5治疗及预后
DFSP主要的治疗方式是手术切除。肿瘤完整切除且实现切缘阴性的病例总体预后良好,2年和5年无复发生存率分别为97%和92%。DFSP对放疗敏感,放疗主要用于术后辅助治疗。药物治疗方面,DFSP对传统化疗药物反应性差,但在靶向治疗中,酪氨酸激酶抑制剂伊马替尼显示了极具潜力的治疗效果。临床研究表明,50%的COL1A1∷PDGFB融合基因阳性病例可能对伊马替尼产生应答。需要指出的是,伊马替尼对COL1A1∷PDGFB融合阴性的DFSP可能治疗无效,提示诊治医师即使组织学形态符合DFSP,分子检测对于制定个性化治疗方案和评估治疗效果依然十分重要。此外,对于融合基因阴性的病例,建议应用NGS辅助寻找更多潜在的治疗靶点。
6结语与展望
DFSP是最主要的浅表肉瘤类型,近年来的分子研究新进展,不仅加深了人们对该肿瘤的认识,更强调了分子病理在DFSP诊疗中的重要地位。在DFSP疑难病例诊断中,分子病理提供了重要的线索和策略;在诊断明确的DFSP中,分子病理为临床治疗明确靶点,为肿瘤监测提供潜在的预后相关分子指标。在这个以分子为导向的精准诊疗时代,对病理工作者提出了更高的要求,不仅需要掌握DFSP临床病理诊断要点,还需持续关注其分子遗传学异常及纤维肉瘤转化机制研究进展,将传统病理与分子病理有机整合,为DFSP患者提供早期、准确的诊断与个性化的治疗方案及肿瘤监测建议。
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