Значение мозгового песка эпифиза и кальцификатов в нервной ткани в дифференциальной диагностике опухолей головного мозга
Значение мозгового песка эпифиза и кальцификатов в нервной ткани в дифференциальной диагностике опухолей головного мозга
Аннотация
Медиана выживаемости пациентов с опухолями мозга варьирует по данным многих авторов от нескольких месяцев до 5 лет. Методов лечения, ведущих к выздоровлению, на современном этапе не существует. На современном этапе требуется поиск ключевых мишеней в патогенетическом каскаде малигнизации структур нервной ткани головного мозга для разработки стратегии патогенетически обоснованного лечения.
Цель исследования: на основе морфологических, клинических и рентгенологических данных выполнить сравнительный анализ гистологических и биохимических показателей мозгового песка эпифиза и кальцификатов головного мозга. Дать оценку гистогенетических особенностей изучаемых структур.
Материалы и методы: исследования проведены на 37 биоптатах опухолей головного мозга человека с помощью классических гистологических методов и анализа на микроскопе фирмы Olympus Bx53 с изготовлением иллюстраций с цифровой камерой PDx25. Мозговой песок эпифиза был изучен с помощью фазово-контрастной микроскопии.
Результаты исследования: выявлены возрастные особенности мозгового песка эпифиза и головного мозга. Установлены особенности, связанные с патологией нервной системы ишемической этиологии. Предложена собственная концептуальная модель происхождения и значения эпифизарного песка и псаммозных телец. Получены доказательства их значения в патогенезе опухолей мозга.
Заключение: нейрональные внутриклеточные и интерстициальные включения песка в опухолях мозга и эпифизе имеют разные источники развития, отличаются функционально и имеют значение при малигнизации нервной ткани мозга. Полученные в исследовании данные расширяют спектр диагностических мероприятий в выявлении малигнизации структур мозга и могут быть использованы в прогнозировании исхода и профилактики рецидива опухолей, а также могут быть рассмотрены в качестве ключевых мишеневых структур в разработке таргетной консервативной терапии опухолей мозга.
Полученные гистопатологические данные и сравнительный анализ мозгового песка эпифиза и псаммозных телец опухолей мозга послужат для дальнейшего развития технологий магнитно-резонансной томографии (МРТ) и расширения диагностических критериев для дифференциальной диагностики и характеристики малигнизирующихся тканей in vivo.
1. Введение
Несмотря на многочисленные методы исследования в онкологии, развитии молекулярно-генетических технологий, позволяющих выявить нарушения в геноме патологически измененных клеток, на современном этапе в решении проблем малигнизации в структуре нервной системы по-прежнему доминируют всего три вида лечения: лучевая терапия (ЛТ), химиотерапия (ХТ) и хирургические методы , , , . При этом медиана выживаемости пациентов с опухолями мозга варьирует по данным разных авторов от нескольких месяцев до 5 лет. Причины этого кроются в отсутствии общей концепции рака, понимания причини патогенеза малигнизации и источников опухолевых клеток. На этапе разработок находятся клеточные технологии и таргетная доставка лекарственных препаратов в опухоли. Классификация опухолей центральной нервной системы, принятая комиссией ВОЗ по опухолям мозга (Женева, 1976) учитывает 120 различных морфологических форм и не рекомендует для них классификацию TNM – раков висцеральных систем. Эту классификацию можно расширить, так как NGS, используемый в лабораторной онкологической практике, Oncomine Focus Assay, анализ, основанный на технологии секвенирования Ion Torrent позволяет детектировать до 1000 различных мутаций в 52 ключевых генах, связанных с развитием злокачественных опухолей, и ассоциированных с толерантностью к лучевой и химиотерапии , , . При этом наименее изучен патогенез псаммоматозной менингиомы — менгиготелиоматозной или фиброзной с большим количеством псаммомных телец (сorpora arenacea) .
Многие авторы считают, что эпифизарные песчинки и мозговой песок, формирующийся при малигнизации ткани головного мозга, являются идентичными структурами, имеющими в основе общие источники развития, одинаковый морфогенез и биохимический состав , . Однако псаммозные тельца опухолей мозга и эпифизарный песок (сorpora arenacea) и (corpora arenacea, acervulus) имеют значительные гистогенетические и физиологические отличия . Голубую флюоресценцию мозгового песка в ультрафиолетовых лучах связывают с наличием в песчинках фосфорнокислого кальция, отмечая идентичность с голубой флюоресценцией миелиновых оболочек , . Принято считать, что мозговой песок является результатом секреции пинеалоцитов, но гистоморфологические и иммуногистохимические данные, подтверждающие гипотетические положения о происхождении мозгового песка, на современном этапе отсутствуют . Множество точек зрения о развитии, значении мозгового песка в гистофизиологии мозга в целом порождает фантастические предположения о его функциональных возможностях, что ставит вопрос изучения мозгового песка эпифиза и псаммозных телец в опухолях мозга в ряд актуальнейших, требующих глубочайшего незамедлительного исследования , . Кровоснабжение опухолевой ткани имеет огромное значение для её прогрессии и прогноза . Образование новых сосудов необходимо для роста опухоли более 0,2 см в диаметре . В последнее время достигнут значительный прогресс в понимании механизмов неоангиогенеза опухолей, охарактеризованы индукторы и ингибиторы ангиогенеза, которые регулируют пролиферацию и миграцию эндотелиальных клеток. Облитерация сосудов кальцификатами может рассматриваться с позиции противостояния ткани мозга распространению малигнизации и адаптации для создания условий нарушения трофического обеспечения опухоли мозга. de Godoy ES, de Oliveira JRM (2024) указывают на связь псаммозных телец и инсультов после лучевой терапии . По мере появления новых методов МРТ крайне важно проверить, что очевидные аномальные особенности, наблюдаемые в исследованиях визуализации, коррелируют с гистопатологией. Taglia, I., Bonifati, V., Mignarri A., Dotti M.T., Federico, A. (2015) и Anheim M., Lopez-Sanchez U., Giovannini D., Richard A.C., Touhami J., N'guyen L. et al. (2016) наблюдали семейные мозговые кальцификации, Arii J., Tanabe Y., Makino M., Sato H., Kohno Y. (2002) отмечали кальцификаты у детей с гипотериоидитами , Guo X.‐X., Zou X.‐H., Wang C. (2024) также считают эти процессы наследственными , а Wang C., Li Y., Shi L., Ren J. (2024) показали связь кальцификатов с геномными нарушениями .
Эти спорные и дискутабельные факты послужили основой для выбора направления наших исследований.
Цель исследования. Повысить эффективность диагностики и лечения опухолей головного мозга человека.
Задачи исследования:
1. Изучить особенности мозгового песка эпифиза и кальцификатов опухолей мозга.
2. Установить значение изученных структур в дифференциальной диагностике, прогнозировании исхода опухолей и профилактике рецидивов.
3. Рассмотреть возможность использования данных о кальцификатах опухолей мозга в качестве ключевого морфологического субстрата для дополнения в патогенез малигнизации и разработки таргетной терапии опухолей головного мозга.
2. Материал и методы
Изучены 142 биоптата опухолей головного мозга, а также 98 эпифизов умерших пациентов различного возраста и пола, имеющих в анамнезе инсульт и шизофрению, а также опухоли висцеральных систем с метастазами в мозг. Из парафиновых блоков изготовлены срезы толщиной 5 мкм с последующей окраской гематоксилином и эозином. Микроскопический анализ выполнен на микроскопе Olympus BX53. Изображения гистологических слайдов были получены с помощью фирменного программного обеспечения для обработки изображений CellSens (Olympus Life Science, Токио, Япония), а цифровые слайды были подготовлены с помощью Aperio Scan Scope (Leica Biosystems Inc., Буффало, Гроув, Иллинойс).
3. Результаты исследований и их обсуждение
Установлено, что на фоне опухолей мозга идентифицируются исключительно округлые образования, соответствующие по форме кровеносным сосудам. Формирующиеся кальцификаты не выходят за пределы просвета и стенки кровеносного сосуда, могут быть представлены как одиночными образованиями, идентифицирующимися в просвете сосуда, так и располагаться диффузно в интерстиции опухоли. Не все сосуды подвергаются кальцификации, рядом с облитерированными сосудами идентифицируются неизмененные сосуды, содержащие в просвете эритроциты и лейкоциты. Нами отмечена динамика интенсивности кальцификации по вектору от периферии опухоли к центру (рисунок 1, 2, 3).
Рисунок 1 - Опухоль мозга человека 56 лет, псаммозные тельца в структуре опухоли мозга мужчины 59 лет
Примечание: окраска гематоксилином и эозином; микрофото, увеличение х400
Рисунок 2 - Опухоль мозга мужчины 67 лет. Псаммозные тельца (а, б, в) и просвет кровеносного сосуда (б) с лейкоцитами и эритроцитами в структуре опухоли мозга
Примечание: окраска гематоксилином и эозином; микрофото увеличение а, б, г, д — х400; в — х200
Рисунок 3 - Опухоль мозга человека 47 лет. Псаммозные тельца (а, б, в) и просвет кровеносного сосуда (г, д) с нитями фибрина не эндотелиального генеза в структуре опухоли
Примечание: окраска гематоксилином и эозином; микрофото увеличение а, б — х400; в — х200
Рисунок 4 - Эпифиз человека 73 лет. Эпифизарный мозговой песок. Нативный препарат
Примечание: фазовоконтрастная микроскопия; микрофото, увеличение — x400
Рисунок 5 - Эпифиз человека 73 лет. Эпифизарный мозговой песок. Нативный препарат
Примечание: фазовоконтрастная микроскопия; микрофото увеличение — х400
4. Заключение
Результаты исследования и анализ доступной литературы по вопросу строения, источников развития и механизмов формирования эпифизарного песка и псаммозных телец опухолей мозга демонстрируют отличия и структурные особенности изученных структур. Эпифизарный песок в основе органического компонента имеет нейроглиальную природу, а псаммозные тельца опухолей мозга человека в основе органической составляющей имеют поврежденный, гиперплазированный, гипертрофированый и дистрофированный эпителий. Магнитные свойства эпифизарного песка, способность притягиваться к препаровальной металлической игле и другим металлическим предметам свидетельствует об особенностях не только структуры, химических и физических свойств, но и иной функциональной значимости. Тот факт, что мозговой песок эпифиза, в отличие от псаммозных телец, идентифицируется в структуре железы с 3-х лет и в течение всей жизни в норме, при этом отсутствует в эпифизе пациентов, страдающих шизофренией, что говорит о его физиологической значимости в психической деятельности человека. Мозговой песок эпифиза можно выделить полностью из структуры железы, он не связан с кровеносными сосудами, а псаммозные тельца, полностью облитерирующие кровеносные сосуды, связаны с окружением сосуда соединительной тканью адвентиции. Наличие клеток с голубым свечением в фазовоконтрастном микроскопе свидетельствует о нейрональном генезе и физиологической регенерации пинеальной железы человека с участием нейроглиальных клеток в образовании мозгового песка. Отсутствие интимных связей микроциркуляторного русла и эпифизарного песка может свидетельствовать о том, что его значение сильно преувеличено, или его влияние на организм может проявляться другими способами, не гуморального характера. Выполненные нами ранее исследования показали, что у больных с ишемией мозга кристаллы эпифизарного песка крупнее, что связано с более высокими процессами апоптоза глии у данной группы пациентов.
Таким образом, эпифизарный мозговой песок и псаммозные тельца опухоли мозга представляют собой различные структуры и требуют дальнейшего изучения. Увеличение количества и размеров песка в эпифизе человека с возрастом, а также большое его количество в эпифизе умерших от инсульта может свидетельствовать о том, что нейроглия эпифиза в результате хронической ишемии, изменения качества возрастного гемоглобина подвергается более высокому уровню процессов апоптоза и участвует в повышенном морфогенезе песка. Формирование псаммозных телец в опухолях мозга хотя и связано с гибелью эндотелиоцитов вследствие гипоксии, является первопричиной ишемии мозга, апоптоза нейронов и малигнизации. Наличие псаммозных телец в малигнизирующихся органах висцеральных систем и их наличие в щитовидной железе требует дополнительного изучения и подтверждения малигнизации, не как лоркального процесса, а результата системных нарушений в организме пациента с онкологической патологией.