Морфология сосудисто-стромальных реакций при раке прямой кишки

Ключевые слова: рак прямой кишки, аденокарцинома, катионные белки

Злокачественные опухоли толстой кишки составляют с каждым годом все больший удельный вес среди всех новообразований. По результатам исследований последних лет он занимает четвертое место [5,15]. В настоящее время отмечается рост заболеваемости раком прямой кишки как в странах СНГ – Армении, России, Украине, Казахстане, Грузии, так и в странах дальнего зарубежья – США, Канаде, Англии, Франции, Германии [1,5,12,14].

Отдаленные результаты и пятилетняя выживаемость больных раком прямой кишки составляет от 15–20 до 60–70%, что зависит от стадии заболевания, степени распространения опухоли по окружности кишки, глубины прорастания новообразования, осложнений, сопутствующих заболеваний, возраста больных, а также от анатомо-морфологического строения опухоли [11,13].

До настоящего времени имеются определенные трудности в морфологической диагностике злокачественных новообразований и в определении диагностических критериев опухолевой прогрессии [6–8,16]. Кроме того, существующее несоответствие между гистологическим типом новообразования и клиническим течением болезни порой объясняется отсутствием ясного представления о патоморфологических, патофизиологических связях, определяющих развитие данного процесса [3,4]. Поэтому только комплексное клинико-морфологическое исследование с применением современных методов (клинических, гистологических, гистохимических, морфологических, иммунологических), с разработкой ряда объективных показателей может дать необходимую информацию о последовательных этапах опухолевого процесса и дифференциальной диагностике различных стадий неопластического роста.

Таким образом, частота заболеваемости, утрата трудоспособности, инвалидизация людей, смертность как от самой болезни, так и от осложнений (кровотечение, перфорация, перифокальный воспалительный процесс, кишечная непроходимость и т.д.) делают проблему рака прямой кишки социальной задачей, не теряющей своей актуальности.

Весьма актуальным и перспективным направлением является изучение местных процессов и поиск новых эндогенных факторов, оказывающих прямое и/или опосредованное патогенетическое действие на течение регионарного опухолевого роста [11]. Поэтому изучение сосудисто-стромальных реакций в опухолевой ткани может иметь важное значение для решения многих вопросов, касающихся развития, поддержания и инвазии опухоли. Вышеизложенное свидетельствует об актуальности и целесообразности изучения данного вопроса.

Целью работы является морфологическое, иммуноморфологическое, гистохимическое исследование рака прямой кишки для выяснения характера сосудисто-тканевых реакций на опухолевые клетки, механизмов формирования барьеров на пути инвазии, местного иммунитета, комплекса морфологических параметров степеней анаплазии и выявление клинико-морфологических корреляций.

 Материал и методы исследования. Для решения поставленных задач исследованию подверглись истории болезни 60 больных, радикально оперированных по поводу рака прямой кишки в 1999г. в НИИ проктологии МЗ РА. Исследовалась удаленная кишка с опухолью (аденокарцинома). С целью выяснения возможного влияния возраста на клиническое проявление и течение заболевания, больные были разделены на 3 возрастные группы. Из 60 больных 30 составили мужчины и 30 – женщины. В возрасте 20–40 лет соотношение между мужчинами и женщинами составляло 1:4, в 41–60 лет – 7:10, а в возрасте 61–80 лет – 22:16. Mатериал распределялся по характеру роста, макроскопическим и гистологическим формам рака прямой кишки (ВОЗ 1977г.).

Были выделены следующие типы анатомической формы рака прямой кишки: 1) экзофитная, 2) эндофитная, 3) смешанная, с преобладанием экзо- или эндофитной формы.

Характеризуя аденокарциномы (АК) по степени дифференциации и по форме роста, выявили взаимозависимые корреляции. Наибольшее количество опухолей имело эндофитный рост – 25 случаев, умеренную дифференциацию (УД) – 34 случая. Хотя нужно отметить, что при АК со смешанной дифференциацией – 15 случаев состояли из умеренной с выраженными признаками анаплазии.

Помимо общих гистологических методов, для выявления иммунологической активности лимфоцитов, плазмоцитов, макрофагов был применен метод определения кислой фосфатазы по Гомори.

Терминальное звено сосудистого русла изучалось стереометрическим методом, разработанным в патоморфологической лаборатории НИИ проктологии МЗ РА [2].

Для определения в полиморфноядерных лейкоцитах (ПЯЛ) активности катионных белков использовался лизосомально-катионный тест (ЛКТ) [9].

Для контроля был использован биопсийный материал нормальной слизистой прямой кишки, а также прямая кишка, взятая от трупов людей, умерших от болезней сердечно-сосудистой системы.

Результаты исследований и обсуждение. Изучение структуры заболеваемости и смертности от рака прямой кишки в РА с 1994–1999гг., выявило: 1) хотя количественные показатели заболеваемости раком прямой кишки волнообразно менялись, иногда даже нося скачкообразный характер, однако отмечался рост больных раком прямой кишки; 2) цифровые данные смертности также имели тенденцию роста, однако, отдельно по НИИ проктологии МЗ РА эти показатели практически не менялись.

Проводились параллели между распространенностью, глубиной прорастания опухоли в стенку кишки, наличием ближайших и отдаленных метастазов с учетом возраста и пола больных. У подавляющего большинства больных опухоли были Т3 и Т4, прорастающие в стенку кишки – Р3 и Р4. Не было больных с Т1,Р1,Р2. Следует отметить, что количество больных с Т3 и Т4, Р3 и Р4, по сравнению с больными с Т1 и Т2, Р1 и Р2, как среди женщин, так и среди мужчин сильно увеличивалось в возрасте после 55–60 лет, что, по всей вероятности, связано с падением иммунной резистентности организма в зависимости от возраста.

У женщин как метастазы в регионарные лимфоузлы, так и в отдаленные органы встречались намного чаще, чем у мужчин (со-ответственно при метастазах в регионарные лимфоузлы (N+) соотношение их составляло 12:7, а при отдаленных метастазах (М1) – 7:2).

Изучение микроциркуляторного русла (МЦР) показало, что основной коллектор сосудистого русла располагается в подслизистой соединительнотканого слоя. Коллектор представляет собой крупнопетлистую сеть с полигональными ячейками с приводящими и отводящими отделами. В некоторых наблюдениях основной коллектор, питающий слизистую оболочку, состоял лишь из параллельно идущих стволовых артериол и венул. Артериола, проходя по основанию железистых структур, дает многочисленные разветвления, идущие по боковой поверхности желез и представляющие собой прекапилляры. Последние, окаймляя каждую железу, дают мелкие ответвления – капилляры, которые образуют мелкопетлистую сеть в межжелезистой соединительной ткани и сообщаются с аналогичной капиллярной сетью рядом лежащей железы. Такой же путь проделывает отводящее звено. При изучении сосудистого русла АК было установлено различие в перестройке МЦР в различных опухолевых зонах.

В МЦР опухоли наблюдается определенная закономерность, согласно которой длина и диаметр приводящего и отводящего звеньев увеличиваются по сравнению с нормой. Причем отмечается динамическое возрастание цифровых показателей от нормы к высокодифференцированным (ВД) АК, от нее к УД АК, а в низкодифференцированных (НД) АК величины резко падают. При выведении коэффициента соотношения между диаметрами артериол и венул, который опосредованно позволяет судить о состоянии притока, установлено, что приток крови резко возрастает в опухолевой ткани. Если в норме этот коэффициент равен 0,5, то при ВД АК – 1, при УД АК – 0,8, а при НД АК – 0,75, то есть уменьшается при нарастании степени анаплазии.

Одним из количественных параметров, информирующих о состоянии кровотока в опухолевой ткани, на наш взгляд, является вычисление показателя степени васкуляризации. В объемной плотности сосудов и в сосудисто-паренхиматозных соотношениях выявлена закономерность, согласно которой суммарный объем сосудов от нормы – 0,2±0,04 повышается к УД АК – 1,3±0,2 и уменьшается в НД АК – 0,9±0,02 (Р1<0,02; Р2<0,01). Сосудисто-паренхиматозный коэффициент увеличивается от нормы (0,1) к УД АК (0,4) и падает до 0,2 в НД АК.

Индекс эпителиально-стромального взаимоотношения при норме равен 0,9, который увеличивается при ВД АК до 4,7, затем уменьшается в УД АК – 2,3, а уже в НД АК увеличивается до 10,7.

Таким образом, терминальное звено сосудистого русла в динамике опухолевого роста претерпевает функциональную и структурную перестройку по закономерности, согласно которой на этапе, предшествующем выраженной анаплазии паренхиматозных структур наблюдается пик повышения васкуляризации в УД АК прямой кишки, а в анаплазированных опухолях отмечается резкое снижение кровотока, что, возможно, обусловлено повышением коэффициента паренхиматозно-стромального соотношения в сторону паренхиматозного компонента.

Рассматривая строму и паренхиму как единую систему, мы нашли целесообразным проследить за процессами стромообразования в динамике опухолевой прогрессии и, что самое главное, дать этим процессам количественную интерпретацию. В АК с ВД и УД коллагеновые волокна были пикринофильны в связи с деструкцией и дезорганизацией соединительной ткани. Метахроматическая реакция стромы свидетельствовала о мукоидизации на начальных этапах развития опухоли и накоплении гликозамингликанов. С дальнейшей прогрессией опухоли в УД АК метахромазия имела пятнистый характер, а в НД АК отсутствовала, что являлось следствием более глубокой деструкции межуточного вещества.

Таким образом, можно отметить, что в динамике роста и инвазии опухоли происходит деструкция соединительной ткани, которая в начальных стадиях носит поверхностный и обратимый характер. С нарастанием анаплазии углубляются процессы дезорганизации волокнистых структур и межуточного вещества соединительной ткани опухоли, принимая необратимый характер.

В динамике опухолевой прогрессии отмечается снижение числа тучных клеток в строме. По сравнению с нормой (25±3,0) самые низкие величины выявлены в НД АК (5±2,0), а наибольшие показатели обнаружены в УД АК (16±5,0). Что касается популяции фибробластов, то с углублением признаков атипии опухолевых клеток число их увеличивается с наибольшими значениями в УД АК (10,2±1,6) и наименьшими в НД АК (0,7±0,1).

Известно, что тучные клетки опосредованно влияют на опухолевый рост, выступая в качестве регулятора МЦР. На той стадии развития опухоли, где отмечается увеличение количества гранулированных лаброцитов в ткани, повышается степень васкуляризации и, наоборот, – с уменьшением количества тучных клеток плотность сосудов снижается.

При выведении соотношения процентного содержания между лимфоцитами и плазмоцитами обнаружено, что в норме процентное содержание плазмоцитов (60) выше лимфоцитов на полтора порядка (37,7), а в опухоли отмечается обратная картина – процентное содержание плазмоцитов заметно уменьшается (12,8), а лимфоцитов– увеличивается (78,2), особенно в НД АК.

Что касается мaкрофагов, участвующих в самом начале запуска иммунного надзора, то при опухолевом росте выявлено увеличение– их количества. В норме число макрофагов – 14, а в АК высокой и умеренной дифференциации число их возрастает (соответственно 19 и 22). В НД АК наблюдается резкое снижение числа макрофагов (7), которое нередко оказывается ниже нормальных величин. С целью определения доли иммунокомпетентных клеток среди прочих компонентов стромы мы выявили также коррелятивную зависимость, выражающую соотношение суммарной общей плотности стромы к объемной плотности лимфо-плазмоцитарной инфильтрации. При сопоставлении цифровых величин указанных параметров была обнаружена прямопропорциональная зависимость между ними. Наибольшие показатели объемной плотности стромы выявлены при УД АК (1,5) и совершенно низкие цифры плотности стромы обнаружены в НД АК (0,4). Аналогичная картина наблюдалась и в изменениях объемной плотности свободных клеток стромы.

Таким образом, в динамике опухолевого роста самые высокие цифровые показатели, характеризующие волокнистые структуры и клеточные популяции, обнаружены при УД АК, то есть атипия в стромообразовании опухоли наступает на этом этапе эволюции рака, а количественные параметры, отражающие структурные изменения на тканевом уровне, адекватно меняются с углублением неопластических процессов.

В процессе исследования была установлена определенная закономерность в содержании и активности катионных белков (КБ) ПЯЛ, инфильтрирующих строму аденокарцином прямой кишки.

В мазках-отпечатках ВД АК среди железистых комплексов округлой и неправильной формы, пластов, тяжей опухоли встречалиь скопления и разрозненно лежащие гранулоциты с зеленой окраской цитоплазматических зерен.

При УД АК прямой кишки в каждом отдельном случае наблюдались клеточные элементы с резко выраженной анаплазией. Атипические клетки опухоли отличались полиморфизмом и разнообразием фигур деления. В цитограммах, наряду с выявлением большого количества ПЯЛ с высокой – III степенью активности КБ, в поле зрения обнаруживались и множественные распавшиеся формы с внеклеточно расположенными гранулами, положительно реагирующими на ЛКТ.

В НД АК полиморфизм опухолевых клеток был более отчетливым. Многие клетки с низкой дифференцировкой имели эксцентрично расположенное ядро и дистрофически измененную цитоплазму. КБ в ПЯЛ, обнаруженные в строме опухоли, имели, в основном, IV степень активности.

Корреляционная зависимость между митотической активностью опухолевых клеток и степенью секреторной активности лизосомально-катионных белков в ПЯЛ показала, что при высокой дифференциации опухолевых клеток патологическая митотическая активность составляет 36,2%, а секреторная активность КБ – II степени. При УД АК митотическая активность опухолевых клеток – 54,4%, а активность КБ – III степени и в НД АК митотическая активность опухолевых клеток–77,2%, а активность КБ – IV степени.

Полученные нами данные о повышении дегрануляции ПЯЛ при НД АК прямой кишки свидетельствуют в пользу их стимуляции новообразованием и реакцией последних на продукты повреждения тканей. Существование корреляции между активностью КБ в ПЯЛ и режимом патологических митозов опухолевых клеток в зависимости от степени дифференциации АК не исключает возможности влияния дегранулированных ПЯЛ на рост и степень дифференциации опухолевых клеток в условиях онкогенеза.

Результаты исследований позволяют нам сделать следующие выводы:

1. рак прямой кишки имеет тенденцию роста и омоложения; в возрасте до 50 лет чаще встречается у женщин, после 50 – у мужчин. Наиболее часто он имеет эндофитный рост с умеренной степенью дифференциации опухолевых клеток;
2. особенностями МЦР рака прямой кишки являются: а) чередование участков повышенной васкуляризации с гипо- и аваскулярными; б) перестройка сосудистого русла при ВД АК характеризуется структурными сдвигами в терминальном звене микроциркуляторного русла. В УД опухолях с увеличением признаков клеточного атипизма имеет место возрастание всех количественных параметров, достигающих пика своего повышения. В НД АК наблюдается их снижение и коэффициент притока крови уменьшается;
3. при раке прямой кишки глубокие структурные изменения обнаруживаются во всех компонентах стромы, включая клеточные элементы. Деструкция межуточного основного вещества соединительной ткани и волокнистых структур сопровождается нарушением процессов восстановления. Самые высокие цифровые показатели, характеризующие состояние волокнистых структур и клеток, инфильтрирующих опухоль, обнаружены при УД АК;
4. выявляется тесная корреляция между количеством тучных клеток и показателем степени васкуляризации стромы опухоли прямой кишки;
5. у больных с эндофитным и смешанным типом роста опухоли низкой и умеренной дифференциации с признаками выраженной анаплазии отличаются наиболее быстрым ростом, инфильтрируют мышечный, субсерозный и серозный слои прямой кишки с развитием регионарных и отдаленных метастазов;
6. по мере снижения дифференциации опухоли прямопропорционально увеличивается активность лизосомально-катионных белков ПЯЛ, инфильтрирующих строму, и количество патологических митозов раковых клеток. Корреляция между активностью катионных белков и митозами опухолевых клеток свидетельствует об их тесной взаимосвязи, отражающей рост и степень дифференциации.

Литература

1. Агавелян А.М., Энфенджян А.К. Анализ обращаемости раком ободочной кишки в консультативную проктологическую поликлинику. Тезисы докладов и сообщений конференции НИЗ МЗ РА. Ереван, 1999, с. 54–55.
2. Багдасарян А.А., Агавелян А.М. Способ подготовки материала слизистой толстой кишки для гистологического исследования ее сосудистого русла. Авторское свидетельство N1807397. М., 1992.
3. Бондаренко Л.А., Герасимова Л.М., Шалькова А.Ю. Зависимость иммунологических показателей от пола больных раком толстой кишки. Тезисы II съезда онкологов стран СНГ. Киев, 2000, ст. 219.
4. Винницкий В., Петик А., Поясковская О. и соавт. Участие системы гемостаза в метастазировании опухолей. Тезисы II съезда онкологов стран СНГ. Киев, 2000, ст. 121.
5. Галстян А.М., Алексанян А.З., Саакян А.М. и соавт. Возможности полирадиомодификации в комплексном лечении рака прямой кишки. I Съезд онкологов стран СНГ. М., 1996. Мат. съезда, том 1, с. 350.
6. Капуллер Л.Л. Морфологические критерии гиперплазии, дисплазии и начального рака. Архив пат., 1985, 11, с. 14–20.
7. Краевский Н.А., Смолянников А.В., Франк Г.А. Дисплазия и рак. Архив пат., 1986, 4, с. 3–9.
8. Мельников О.Р., Алиев И.И., Аксенов А.В. и соавт. Рак прямой кишки плоскоклеточного строения. I Съезд онкологов стран СНГ. М., 1996. Мат. съезда, том 1, с. 360.
9. Пигаревский В.Е. Клинико-морфологические тесты оценки функционального состояния нейтрофильных гранулоцитов. Архив пат., 1987, 2, с. 77–84.
10. Русу П., Кощуг С., Пынзару Н. и соавт. Осложненные формы рака ободочной кишки. I Конгресс онкологов закавказских государств. Тбилиси, 1998. Тез. докл., с. 216.
11. Русу П.М. Частота осложненных форм рака ободочной кишки и сроки первичного обращения больных. Тезисы II съезда онкологов стран СНГ. Киев, 2000, ст. 762.
12. Трапезников Н.Н., Аксель Е.М. Заболеваемость и смертность от злокачественных новообразований населения стран СНГ в 1996. М., 1997, с. 302.
13. Федоров В.Д. Рак прямой кишки. М.: Медицина, 1979, с. 319.
14. Шаламов С.А. Эпидемиологические аспекты рака в Украине. Тезисы II съезда онкологов стран СНГ. Киев, 2000, ст. 53.
15. Frisch M., Fenger C. et al. Variants of squamous cell carcinoma of the anal canal and perianal skin, Cancer Res., 1999 Feb 1: 59 (3), p. 753-757.
16. Morson B.C. The evolution of colorectal carcinoma, Clin. Radiol., 1984, vol. 35, N6, p. 425-431.

Вопросы, ответы, комментарии