《Virchows Archiv》:Integration of histopathology and molecular features for the classification of benign and malignant hepatocellular neoplasms
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摘要:肝细胞腺瘤(hepatocellular adenoma,HCA)和肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)的诊断已从经典的形态学评估转向复杂而精准的形态-分子分析,这是消化系统肿瘤WHO分类第6版更新的核心焦点。研究人员已鉴
摘要:肝细胞腺瘤(hepatocellular adenoma,HCA)和肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)的诊断已从经典的形态学评估转向复杂而精准的形态-分子分析,这是消化系统肿瘤WHO分类第6版更新的核心焦点。研究人员已鉴定出HCA的5种不同亚型所涉及的4条分子通路,并具有临床意义。当应用特异性免疫组化和分子技术时,仍有不到5%的HCA无法分类。至少39%的进展期HCC表现出独特的形态-分子特征,涵盖9种不同亚型,其余则被归类为经典型HCC(conventional HCC,cHCC)。这些亚型包括预后不良类别(大梁-巨块型、中性粒细胞丰富型和肉瘤样型)、预后良好类别(淋巴细胞丰富型和透明细胞型)、预后可变类别(硬化型)以及与cHCC预后相似的类别(脂肪性肝炎型、嫌色细胞型和纤维板层型)。近期,两种新的组织学模式被引入:包裹肿瘤簇的血管(vessels encapsulating tumour clusters,VETC)模式和CTNNB1突变模式。此外,角蛋白19(keratin 19,K19)仍是一个公认的与不良预后密切相关的免疫组化标志物。综上所述,这些进展强调了整合分子与组织学数据以优化患者分层和治疗结局的关键必要性。
引言
肝细胞腺瘤(HCA)和肝细胞癌(HCC)的诊断格局已发生根本性转变,从纯粹的形态学评估转向精细的形态-分子框架,这一转变是WHO肿瘤分类第6版的主要焦点。
HCA是罕见的良性单克隆肝细胞源性肿瘤,发生于正常非肝硬化肝脏。该领域知识已从单一实体的概念演变为对复杂性的理解,多种形态-分子亚型被相继识别,且单克隆增殖与驱动基因体细胞突变相关。不同的遗传改变定义了不同的分子亚类,并与组织学及免疫组化特异性特征、危险因素、临床背景和行为相关联。因此,第6版中区分4条分子通路和5种不同亚型的HCA形态-分子分型已成为专科多学科团队精准诊断和个体化管理所必需的。随着新的音猬因子(sonic hedgehog)亚型的加入,当应用所有适当的免疫组化和分子技术时,目前仍有不到5%的HCA无法分类。出血(10–20%)和恶性转化(4–8%)是可能的并发症。
在肝癌发生的逐步进展过程中,早期HCC通常表现出相对同质的分子特征,涉及数百个基因的改变,而进展期HCC则以数千个基因的失调表达为标志,导致深刻的分子和表型多样性。
至少39%的进展期HCC表现出独特的形态-分子特征,涵盖9种不同亚型,其余被归类为经典型HCC(cHCC)。值得注意的是,第6版现已识别出特定的组织学模式,包括包裹肿瘤簇的血管(VETC)模式和CTNNB1突变模式。角蛋白19(K19)是一个公认的与不良预后相关的免疫组化标志物。这些HCC亚型和模式具有临床重要性,可提供对肿瘤生物学行为的更深入理解,并与患者预后密切相关。
HCA亚型及其分子特征
WHO分类第6版识别以下5种亚型:HNF1A失活型肝细胞腺瘤(H-HCA);炎症性肝细胞腺瘤(IHCA);β-catenin激活型肝细胞腺瘤(B-HCA);β-catenin激活型炎症性肝细胞腺瘤(B-IHCA)和音猬因子激活型肝细胞腺瘤(SH-HCA)。HCA的诊断首先依赖于苏木精-伊红(H&E)常规染色切片的评估。组织学上,HCA对应良性表现的成熟肝细胞增殖,排列不超过两层细胞,无门管区。除H&E特征外,免疫组化(IHC)可识别反映潜在分子改变的不同特异性翻译后标志物,因此IHC对鉴别诊断至关重要,分子分析在存疑时有用。
HNF1A失活型肝细胞腺瘤(H-HCA)占所有HCA的30–35%,主要发生于服用口服避孕药(OC)的女性。H-HCA出血或恶性转化风险低,停用OC后首选主动监测。H&E染色上典型表现为弥漫性大泡和/或小泡性脂肪变性,伴气球样或大的多角形透明肝细胞。其分子异常为HNF1A双等位基因失活。HNF1A功能缺失导致代谢和稳态通路失调,包括糖异生抑制、糖酵解和脂肪酸合成激活,解释了肝细胞胞质内脂质蓄积。此外,它导致肝型脂肪酸结合蛋白(LFABP)完全缺失,可通过IHC显示并作为识别H-HCA的高度可靠标志物。
炎症性肝细胞腺瘤(IHCA)占所有HCA的35–40%,主要发生于高BMI、过量饮酒和长期使用OC的患者,也见于糖原贮积病(GSD)患者。IHCA出血或恶性转化风险低,停用OC和减重后迅速消退。H&E染色上以窦状隙充血扩张和散在假门管区伴炎症、营养不良动脉和不同程度导管反应为特征。其分子背景与IL-6/JAK/STAT通路激活相关,主要通过IL6ST(60%)、FRK(8%)、STAT3(5%)、GNAS(3%)和JAK1(2%)的功能获得性体细胞突变。因此,IHCA通过IHC显示血清淀粉样蛋白A(SAA)和C反应蛋白(CRP)的弥漫性强表达。IHCA可能发生CTNNB1突变,此时恶性转化风险更高。
β-catenin激活型肝细胞腺瘤(B-HCA)占所有HCA的10%,B-IHCA占10–15%。该组HCA具有异质性,包含具有不同CTNNB1激活突变或缺失的形态-分子亚型,导致Wnt/β-catenin信号通路不同水平的激活。外显子3非S45的大片段缺失和热点突变导致通路强激活,而外显子3 S45和外显子7/8突变分别导致中等和弱激活。外显子3非S45突变的B-HCA与雄激素暴露相关,男性更常见,恶性转化风险更高。IHC上谷氨酰胺合成酶(GS)呈强弥漫性表达,是CTNNB1突变的优秀替代标志物。当突变影响外显子3 S45时,恶性转化风险较低,GS表达弥漫但较弱且异质。当突变影响外显子7或8时,出血风险高于恶性转化风险。B-IHCA大多类似传统IHCA,其CTNNB1突变只能通过GS的IHC和/或分子分析识别。B-HCA和B-IHCA伴外显子3突变者无论大小均予切除或消融。恶性转化机制为两步过程,CTNNB1外显子3突变后出现TERT(端粒酶逆转录酶)启动子突变。
音猬因子激活型肝细胞腺瘤(SH-HCA)占HCA的5–10%,是最新描述的亚型,目前仅见于女性。这些HCA出血风险高,即使小于5cm。H&E染色上为小而单调肝细胞的非常温和增殖,伴出血和紫癜区。分子背景为音猬因子通路激活,由INHBE局灶体细胞缺失导致INHBE-GLI1融合。IHC上,前列腺素D2合酶(PTGDS)表达是特异但不敏感的标志物,而精氨基琥珀酸合酶1(ASS1)过表达更敏感但不特异。可靠的常规IHC标志物仍缺乏,分子分析仍是精准诊断的金标准。
未分类HCA:经过仔细的组织学、免疫组化和分子分析后,不到5%的HCA未显示明确的形态-分子特征。当HCA出现不典型形态特征时,使用“交界性病变”或“不确定恶性潜能的肝细胞肿瘤”等术语。
HCC亚型及其分子特征
预后不良的HCC亚型:大梁-巨块型(MTM)亚型(发生率5%)是侵袭性肿瘤生物学的标志,常与血清甲胎蛋白(AFP)升高相关,在乙型肝炎病毒(HBV)相关病例中更常见。形态学上以巨梁(≥6层细胞厚)为特征,诊断需50%肿瘤面积阈值。分子特征主要为TP53突变和FGF19扩增,与免疫抑制微环境相关。肉瘤样HCC(发生率<1%)是高度致死性变异型,以上皮肿瘤细胞被梭形肉瘤样细胞替代为特征,常表达波形蛋白。该亚型具有极端基因组不稳定性,ARID2失活在缺氧微环境中诱导上皮-间质转化(EMT)。中性粒细胞丰富型HCC(发生率<1%)以中性粒细胞弥漫浸润肿瘤实质为特征,与粒细胞集落刺激因子(G-CSF)分泌相关,临床上表现为显著白细胞增多和血清IL-6升高的副肿瘤综合征。
与cHCC预后相似的亚型:脂肪性肝炎型(SH)-HCC(发生率20%)主要与代谢综合征和酒精性肝病相关。组织学上重现代谢功能障碍相关脂肪性肝炎的特征,包括大泡性脂肪变性、细胞气球样变、Mallory-Denk小体和“鸡笼样”窦周纤维化。分子水平以IL-6/JAK/STAT通路激活和基质衰老相关分泌表型为特征。纤维板层型HCC是罕见实体(发生率1%),典型发生于无肝硬化的青少年和年轻成人。确诊需识别DNAJB1-PRKACA融合基因或罕见的PRKAR1A双等位基因突变。嫌色细胞型(发生率3%)以苍白(嫌色)胞质和独特的核二态性为特征,分子上由端粒选择性延长(ALT)通路激活定义。
预后良好亚型:淋巴细胞丰富型(发生率<1%)以“免疫热”微环境为特征,预后显著优越。肿瘤富含三级淋巴结构(TLS),大量CD3+、CD8+和FOXP3+ T细胞浸润及PD-1/PD-L1高表达。该亚型与EB病毒(EBV)感染无关。透明细胞型(发生率3–7%)以超过80%的透明胞质细胞为主,透明外观源于显著糖原蓄积,PAS染色阳性而PAS-淀粉酶消化阴性。目前尚未识别该亚型特有的驱动基因突变。
预后可变亚型:硬化型HCC(发生率约4%)以肿瘤内纤维化超过肿瘤总面积50%为特征。分子上以TSC1/TSC2突变及TGF-β和EMT通路激活为特征。典型硬化型HCC缺乏脂肪变性,而伴显著纤维化的脂肪性HCC现被识别为“燃尽型”脂肪性肝炎亚型。直径大于5cm的硬化型HCC临床行为显著更具侵袭性。
HCC模式
VETC模式:VETC代表HCC的一种特殊血管化模式,CD34+血管包裹肿瘤簇,独立于出芽式血管生成。在20–40%的切除HCC中观察到,随HCC进展发生率增加。该模式与肿瘤增大和AFP升高等侵袭性临床指标相关。切除标本采用55%面积阈值,而穿刺活检采用5%截断值。VETC形成由血管生成素2(Ang2)中心网络驱动。VETC阳性细胞绕过EMT并保留E-cadherin介导的连接,进行高效集体播散。VETC阳性与TACE敏感性增加及抗血管生成药物或阿替利珠单抗-贝伐珠单抗联合治疗的优越临床结局相关。VETC指肿瘤的血管基质,而MTM由肿瘤性上皮细胞的实质排列定义,两者并非同义词。
CTNNB1突变模式:约60%的CTNNB1突变HCC表现出特征性温和组织学,以高分化特征、胆汁淤积和最小炎症反应为标志。该突变损害β-catenin降解,促使其核蓄积并诱导Wnt靶基因如GLUL(谷氨酰胺合成酶)。这些肿瘤属于非增殖性G5–G6(Boyault)亚类,生物学上侵袭性较低,表现出免疫排除微环境,无T细胞浸润,对当前免疫检查点抑制剂显著耐药。
K19阳性HCC作为预后不良的免疫组化标志物
K19表达(发生率4–28%)常与慢性HBV相关,表现为血清AFP水平升高和生物学侵袭性。K19阳性HCC呈现祖细胞样表型,并伴随TGF-β通路和EMT激活,与不良预后密切相关。