1 Diagnostyka. patomorfologiczna zasady i cele. Wenancjusz Domagała

Transkrypt

1 Wenancjusz Domagała 1 Diagnostyka patomorfologiczna zasady i cele Patologia (patomorfologia) jest nauką o przyczynach, mechanizmach, objawach i skutkach choroby ocenianych na poziomie morfologicznym, biochemicznym i molekularnym. Podstawowym narzędziem patologa jest mikroskop świetlny, za pomocą którego ustala on rozpoznanie histopatologiczne lub cytologiczne. W diagnostyce patomorfologicznej wykorzystywane są też inne narzędzia badawcze, takie jak mikroskopy fluorescencyjny i elektronowy czy cytometr przepływowy, oraz metody morfometryczne, biochemiczne i (ostatnio) molekularne. Patologia, stojąc na pograniczu między teoretycznymi naukami medyczno-biologicznymi a kliniką, stanowi fundament niezbędny dla zrozumienia choroby i jej objawów. Jest swego rodzaju zwornikiem i fundamentem dyscyplin klinicznych. Diagnostyka mikroskopowa (cytologia i histologia) stanowi obecnie, szczególnie w chorobach nowotworowych, niezbędny element w procesie podejmowania decyzji terapeutycznych. Umożliwia również określenie rokowania. Patolog jest więc odpowiedzialny za ustalenie rozpoznania oraz za ocenę czynników, które determinują rokowanie (czynniki prognostyczne) lub odpowiedź na leczenie (czynniki predykcyjne). Termin patologia ma swój źródłosłów w greckich wyrazach patos (choroba) i logos (słowo, nauka). Choroba jest to zespół reakcji organizmu na działanie czynników chorobotwórczych. Choroba nie istnieje bez reakcji na uszkodzenie (Forbus, 1943) wywołanej przez różne czynniki, które zapoczątkowują reakcję organizmu i determinują jej kierunek, ale nie muszą cały czas brać w niej udziału (np. paciorkowce w chorobie reumatycznej). Na szczęście dla lekarzy, chorych i studentów reakcje komórek i tkanek na uszkodzenie występują w ograniczonej liczbie kombinacji. Współczesna diagnostyka patomorfologiczna to głównie diagnostyka mikroskopowa. Pewną rolę nadal odgrywa też jednak sekcja zwłok, zwana autopsją. Jej cele stanowią: poznanie prawdy o chorobie/chorobach pacjenta i przyczynie zgonu, odpowiedź na pytanie jak do niego doszło (wyjaśnienie logicznego ciągu zdarzeń prowadzących do śmierci), a także powiązanie objawów klinicznych z obrazem patomorfologicznym. Sekcja spełnia więc ważną rolę dydaktyczną, jest elementem ciągłego procesu kształcenia się studentów i lekarzy oraz stanowi rodzaj kontroli postępowania lekarzy (procesu diagnostycznego i terapeutycznego), a tym samym pomaga im poznać oraz zrozumieć ewentualne błędy i uniknąć ich w przyszłości.

2 2 Diagnostyka patomorfologiczna zasady i cele Dawna maksyma łacińska głosi: Optimi consultatores mortui, czyli Zmarli są najlepszymi konsultantami. W 2009 r. wprowadzono po raz pierwszy w skali światowej tzw. wirtualne sekcje zwłok oparte na fotografii cyfrowej i tomografii komputerowej. Umożliwiają one komputerową rekonstrukcję całego organizmu osoby zmarłej, bez konieczności naruszania ciągłości powłok skórnych i wyjmowania narządów. Za pomocą specjalnej zautomatyzowanej aparatury można pobierać biopsje z podejrzanych miejsc do badania histopatologicznego lub cytologicznego. Główną zaletą tego rodzaju autopsji jest fakt, że zrekonstruowany organizm pozostaje na zawsze w postaci elektronicznej, można więc powtarzać analizę z udziałem dodatkowych ekspertów w dowolnym czasie, co może mieć szczególnie istotne znaczenie w medycynie sądowej. Prawdopodobnie więc, w niedalekiej przyszłości, sekcja zwłok zmieni całkowicie swój charakter i nie będzie już przypominała tego, do czego jesteśmy przyzwyczajeni od kilku stuleci. Diagnostyka mikroskopowa Wyróżniamy dwa podstawowe rodzaje diagnostyki mikroskopowej: histopatologiczną i cytologiczną. W diagnostyce histopatologicznej analizuje się morfologiczne Ryc Obraz mikroskopowy przerzutu gruczolakoraka do wątroby. W środku widoczne są beleczki komórek wątrobowych, a po bokach komórki rakowe tworzące nieregularne gruczoły.

3 Diagnostyka mikroskopowa 3 cechy zmienionych chorobowo komórek i tkanek w wycinkach tkankowych, a zatem w odniesieniu do ich budowy architektonicznej (histologicznej, ryc. 1.1). Diagnostyka cytologiczna (cytodiagnostyka) polega na ocenie izolowanych, rozproszonych komórek lub grup komórek bez kontekstu tkankowego. W diagnostyce mikroskopowej wykorzystywane są różne rodzaje materiału do badania. Histopatologia Biopsją nazywamy chirurgiczne pobranie wycinka tkankowego (czyli bioptatu) do badania mikroskopowego. W czasie oligobiopsji, czyli minibiopsji, pobiera się materiał tkankowy (ok. 2 2 mm) specjalnymi szczypczykami w trakcie broncho-, gastro- lub kolonoskopii. W diagnostyce niektórych chorób nerek i wątroby, a także raka prostaty i guzów piersi (ryc. 1.2) wykorzystuje się biopsję gruboigłową. W tak pobranym materiale nie tylko można ustalić rozpoznanie, ale także np. w przypadku raka piersi wykonać odczyny immunohistochemiczne na obecność receptora estrogenów (ryc. 1.3), receptora progesteronowego lub HER-2, co ma znaczenie w planowaniu terapii. Specjalny rodzaj biopsji gruboigłowej, zwany Ryc Biopsja gruboigłowa raka sutka. A. Obraz mikroskopowy całego bioptatu o wymiarach 10 1 mm. Prostokątem zaznaczono obszar uwidoczniony na ryc. B w większym powiększeniu. B. Gniazda komórek rakowych (strzałki) naciekają podścielisko.

4 4 Diagnostyka patomorfologiczna zasady i cele Ryc Komórki raka piersi wykazujące ekspresję receptora estrogenów w jądrach (kolor czerwony). biopsją mammotomiczną, dostarcza materiału do badania mikroskopowego i jednocześnie pozwala usunąć cały guzek (niezbyt dużych rozmiarów) z pozostawieniem tylko kilkumilimetrowej blizny w skórze. Przezodbytnicza biopsja gruboigłowa prostaty wykorzystywana jest w diagnostyce raka tego gruczołu. Jednym z najczęściej nadsyłanych do pracowni patomorfologicznej materiałów do badania są wyskrobiny z jamy macicy pobierane w przypadkach patologicznych krwawień z narządu rodnego. Tak zwane badanie mrożone (badanie śródoperacyjne) to przeprowadzana w czasie operacji ocena histopatologiczna wycinka tkankowego, który w pracowni zostaje zamrożony, aby umożliwić szybkie skrojenie cienkich skrawków, co pozwala na rozpoznanie zmian w ciągu ok. 0,5 godz. Badanie śródoperacyjne wykonuje się głównie w celu: uzyskania rozpoznania wtedy, gdy przed zabiegiem nie udało się jednoznacznie ustalić, czy zmiana jest złośliwa, czy łagodna (a od tego zależy rozległość operacji), oceny marginesu operacyjnego aby ustalić, czy zmianę usunięto z odpowiednią granicą tkanek zdrowych, potwierdzenia lub wykluczenia obecności przerzutów nowotworowych w węzłach chłonnych lub innych tkankach.

5 Diagnostyka mikroskopowa 5 Cytodiagnostyka Diagnostyka cytologiczna służy głównie do rozpoznawania nowotworów. Jest metodą nieinwazyjną lub mało inwazyjną. Wyróżnia się cytodiagnostykę złuszczeniową (eksfoliatywną) i aspiracyjną. W cytologicznej diagnostyce złuszczeniowej ocenia się albo materiał, do którego komórki złuszczają się samoistnie (np. płyn z jamy otrzewnej, opłucnowej lub osierdzia, mocz, plwocina, płyn mózgowo-rdzeniowy, popłuczyny oskrzelowo-pęcherzykowe), albo uzyskany (złuszczony) za pomocą odpowiednich szczoteczek (np. z szyjki macicy, oskrzeli, żołądka, jelita grubego). W cytodiagnostyce aspiracyjnej materiał do badania z guza nowotworowego (niezależnie od jego umiejscowienia) pobiera się za pomocą biopsji aspiracyjnej cienkoigłowej (ryc. 1.4), nakłuwając guz igłą o zewnętrznej średnicy < 1 mm i wykorzystując podciśnienie uzyskiwane za pomocą strzykawki. Do odpowiedniego naprowadzenia igły wykorzystuje się ultrasonografię bądź tomografię komputerową (tzw. biopsja cienkoigłowa celowana). Cytodiagnostyka nowotworów została szczegółowo omówiona w rozdziale 7. Ryc Obraz mikroskopowy komórek raka brodawkowatego tarczycy w rozmazie z biopsji aspiracyjnej cienkoigłowej guzka tego narządu. Jądra komórek rakowych wykazują polimorfizm oraz obecność tzw. wodniczek śródjądrowych.

6 6 Diagnostyka patomorfologiczna zasady i cele Immuno(cyto)histochemia W diagnostyce mikroskopowej wykorzystuje się obecnie metody immunohistochemiczne, polegające na wykazaniu obecności różnorodnych białek jądra, cytoplazmy i powierzchni komórki, a także białek macierzy pozakomórkowej za pomocą monoklonalnych i poliklonalnych przeciwciał przeciwko tym białkom oraz odpowiednich metod ich uwidaczniania w mikroskopie świetlnym (ryc. 1.3) lub fluorescencyjnym. Więcej informacji na ten temat znaleźć można w rozdziale 7. Histochemia Metody histochemiczne umożliwiają uwidocznienie w komórkach różnych produktów o znaczeniu diagnostycznym, np. śluz w komórkach gruczolakoraka żołądka, tłuszcze w komórkach nowotworów różnicujących się w kierunku tkanki tłuszczowej, melanina w komórkach czerniaka złośliwego. Mikroskopia elektronowa Mikroskopia elektronowa, zarówno transmisyjna (obrazy komórek i tkanek na przekroju), jak i skaningowa (obrazy powierzchni komórek i tkanek), odegrała w ostatnich dziesięcioleciach dużą rolę w procesie poznania budowy ultramikroskopowej komórek i tkanek oraz związanych z nią funkcji. Obecnie w praktycznej diagnostyce patomorfologicznej ma jednak bardzo ograniczone znaczenie (niektóre choroby nerek, guzy przysadki mózgowej). Diagnostyka molekularna Metody cytogenetyczne i molekularne (m.in. wykrywanie mutacji, delecji czy amplifikacji genów) znajdują coraz szersze zastosowanie w diagnostyce patomorfologicznej. Na przykład ocena amplifikacji MYCN lub HER-2 ma znaczenie w ocenie rokowania u chorych odpowiednio z neuroblastoma i rakiem piersi. Techniki molekularne służą też do wykrywania dziedzicznych predyspozycji do nowotworów oraz obecności tzw. choroby resztkowej, czyli nielicznych komórek nowotworowych, które pozostały w organizmie pacjenta po leczeniu białaczki lub chłoniaka.

7 Cytometria przepływowa 7 Cytometria przepływowa Jest to metoda, za pomocą której z wykorzystaniem lasera i analizy komputerowej można ocenić obecność określonych białek na powierzchni i we wnętrzu tysięcy komórek, wcześniej poddanych reakcji immunofluorescencyjnej, przepływających przez specjalną kapilarę. Technika ta znalazła szczególne zastosowanie w immunofenotypowaniu białaczek i chłoniaków złośliwych (umożliwiając ich rozpoznanie i klasyfikację), w diagnostyce różnicowej między chłoniakami/naciekami białaczkowymi a nienowotworowymi procesami rozrostowymi (przede wszystkim węzłów chłonnych) oraz w określeniu rokowania u pacjentów z niektórymi nowotworami złośliwymi (poprzez ocenę ploidii DNA gorsze rokowanie związane jest zwykle z aneuploidią).