肿瘤超微病理

病理学教研室周秀田上世纪30年代，电子显微镜已研制成功，直到50年代初期才逐渐应用到生物及医学科学的各个领域。50多年来，电镜及电镜样品的制备技术有很大的发展，取得了显著的成绩，特别在促进分子生物学、细胞学，组织学、微生物学及病理学发展上起了很大的作用。肿瘤细胞的超微结构的研究也是其中的一个组成部分。研究肿瘤超微结构除需要有性能良好、分辨本领高的电子显微镜外，还必须有适合于电镜观察，质量好的样品。现将透射电子显微镜的主要特点及超薄切片技术简要介绍。发展史电子显微镜类型，透射镜、扫描电镜、超高压电镜及分析电镜。一般所称的电镜是指透射电镜，此型电镜有以下特点:分辨本领高；分辨本领高是电镜最主要的特点，所谓分辨本领是指能分辨相邻二点的最小间距。人的眼睛分辨本领为0.1mm，光学显微镜为0.2μm，电子显微镜可达2A左右(1微米=10000A)。电镜在医学及生物学上的应用，多数是用以观察正常或病理状态的细胞或组织。这些细胞或组织必须制成适合于电镜观察的样品，其中最常用的是超薄切片。为了能保持细胞微细结构的生前状态，在制备样品的各个环节中应尽可能避免人为的改变，保证观察效果，超薄切片在制备方法上与石蜡切片有类似之处，也经过取材、固定，脱水、浸泡、包埋、切片及染色等过程。但超薄切片在制备上也有其特点，现根据制备过程分别叙述如下：超薄切片的制备方法超薄切片的制备方法(一)取材为了保持细胞结构的生前状态，组织从活体取下后应在最短时间内投入固定液，以免在缺氧状态下，细胞发生改变。一般争取在1分钟内投入固定液。所取组织应小，如用戊二醛固定液预固定，组织体积可略大(厚度为3mm，长宽为1mm左右)。用锇酸固定液固定，组织体积宜小(1mm)。取组织时刀剪必须锋利，操作宜轻，避免挤压。超薄切片的制备方法(二)固定—般用pH值为7.4，2%或3%的戊二醛固定液作预固定。固定液先置于冰壶或冰箱内，用时再取出。预先配制好的固定液，时间稍长后pH值可能发生改变，必须重测，并加以调整。在戊二醛固定液固定的组织，如不立即包埋，可置于冰箱内(4℃)保存，但时间不宜太长，否则会影响样品的反差。在临包埋前一日，将组织从戊二醛固定液中取出，用生理盐水冲洗数次后，放在生理盐水中过夜，次日用1%的饿酸固定浓(PH7.4)再固定1～2小时，时间不宜再长，否则会使组织变脆，变硬，不易切片。超薄切片的制备方法(三)脱水在饿酸固定液中固定的组织，先经生理盐水冲洗二，三次，然后再用由低浓度到高浓度的丙酮或酒精脱水。如用丙酮脱水，循序由30、50、70、90%到纯丙酮。如用酒精脱水，依次用30、50、70、90%的酒精，然后换成90%丙酮，再进入纯丙酮。超薄切片的制备方法(四)浸泡及包埋超薄切片样品一般最常用的包埋剂是环氧树脂。用环氧树脂618作包埋剂(顺丁烯二酸酊作固化剂)进行包埋时，组织脱水后依次用丙酮与环氧树脂混合液、纯环氧树脂及包埋液浸泡。超薄切片的制备方法(四)浸泡及包埋经上述浸泡后再放入胶囊的包埋液中。配制环氧树脂包埋液是在树脂中加入适量的固化剂、增塑剂及加速剂。配制中必须注意药品的纯度。受潮变质的试剂常常使包埋失败，如聚合不好、组织过软，不均匀和难于切片等。组织进入胶囊后，在80℃烤箱中放置24小时或更长，使树脂完全聚合、变硬。超薄切片的制备方法（五)修组织块、光学定位及切片经聚合后的组织块，脱去胶囊，在有组织的一端削成锥形小塔，顶面约1mm见方。用光学或超薄切片机切成厚度为1μ的半薄切片，放在载玻片上，用美蓝或苏木素—伊红染色。在光学显微镜下观察，确定需要电镜观察的位置后，将组织进一步削小，用超薄切片机切成超薄切片，捞在有膜的铜网上。如切片较大或连续切片，也可用无膜铜网。超薄切片的制备方法(六)染色超薄切片的染色是用重金属盐(枸橼酸铅，醋酸铀等)与细胞内结构结合，加强对电子的散射，提高图象的反差，不是用染料进行染色。染色有单染与复染两种，单染只用枸橼酸铅，复染是用醋酸铀与枸橼酸铅。也可在组织脱水过程中进行铀盐染色，其方法是在70％丙酮中加入饱和量的醋酸铀，组织在此液中停留4小时左右再继续脱水。概述（一）众所周知，大多数肿瘤依靠光学显微镜，就能够作出肯定的诊断。但也有一些病例，即便使用特殊染色也很难作出很明确的诊断。对于这样一些病例，应用电子显微镜(简称电镜)技术，病理医生就能够更详细的观察肿瘤细胞的内部结构，及其与周围组织的关系，阐明肿瘤的组织学类型及组织发生学。概述（二）一般说来，肿瘤的诊断性超微结构观察，应包括下列内容：(1)细胞间的相互关系。(2)细胞外板(外膜)。(3)细胞轮廓。(4)细胞之间的连接。(5)胞质颗粒。(6)胞质纤维。(7)胞质空泡或小泡。(8)细胞器的结构，数量及分布。(9)细胞核及核仁。(10)间质等。目前透射电镜所能解决的主要问题是：1、肾炎类型的鉴别诊断2、肿瘤的鉴别诊断①肉瘤和癌的鉴别；②低分化鳞癌与腺癌鉴别；③黑色素瘤与其他肿瘤鉴别；④内分泌肿瘤；⑤小圆形细胞肉瘤的鉴别诊断；⑥软组织肿瘤的鉴别诊断概述（三）不同组织来源的肿瘤，在细胞超微结构上各有其特点。因此根据电子显微镜观察肿瘤细胞的超微结构有助于识别肿瘤的组织类型。其中特别是细胞质中的细胞器与分泌颗粒的结构、数量及分布等情况有很大的意义。细胞表面结构及细胞相邻关系也同样具有重要意义。相对来说，核的结构与肿瘤组织类型的关系较少。总论一、分泌颗粒胞质内分泌颗粒种类很多，其表面均有膜包绕。但颗粒大小、形状，中心结构、数量以及在细胞内的分布各不相同，具有一定特异性，这对确定肿瘤细胞的性质和诊断有一定帮助。总论(一)粘液颗粒能产生粘液的上皮细胞的肿瘤，在不同程度上细胞内仍可保持产生粘液的特点。粘液颗粒或粘液泡的直径为0.5—1.5u，外有膜包绕，内含电子密度低或比较低的物质，呈细颗粒状或细网状。总论总论癌细胞中粘液泡多少不一，少的仅一二个，多的可以充塞全部细胞质。前者在光学显微镜下不易发现，而在电子显微镜下可以看到。在分化较低的细胞中，如出现粘液泡，说明这些癌细胞来源于粘液上皮。(二)酶原颗粒酶原颗粒是腺泡细胞的产物，比粘液颗粒大，直径1—2um，外有膜包绕，中心电子密度较大。这种颗粒是腺泡细胞的标志。如癌细胞形成腺腔，并有酶原颗粒存在，可以考虑腺泡细胞癌(唾液腺及胰腺外分泌腺)。总论(三)APUD细胞颗粒：APUD类细胞，是从神经嵴发生的内分泌性细胞，有二十多种，这类细胞形成的肿瘤统称APUD瘤(APUDoma)，此类瘤细胞的共同特点是在胞质内有一种颗粒，称APUD颗粒，从形态上，此种颗粒可分为五型：总论总论(1）颗粒小，直径100～250nm，圆形，质地均匀、电子密度大，(2)颗粒较大，直径200—400nm，圆形，质地均匀、电子密度大。总论(3)颗粒呈多形性(梨形，鼓形，或卵圆形)，质地均匀，电子密度大，(4)致密核心颗粒，在颗粒中心有一致密核心，在核心与颗粒外周之间有一透明或低电子密度区，总论(5)颗粒中有不规则晶体状核心，颗粒外有膜包绕(胰岛中的β细胞)。APUD颗粒在形态上必须注意与溶酶体相鉴别。APUD颗粒主要出现在以下肿瘤，(1)类癌，按其发生部位可分为三型：i．前肠类癌(胃、十二指肠、胸腺及支气管)，此类颗粒小而均匀，含有5-HTP或组织胺；ii中肠类癌(空肠、回肠、阑尾及右半结肠)，颗粒大，多形性，含有血清素；总论总论iii．后肠类癌(左半结肠及直肠)大圆形颗粒。95％的类癌发生在消化系统(胃、肠、胰、肝及胆囊)，其余5％发生在支气管，胸腺、卵巢，甲状腺或尾椎部畸胎瘤；(2)胰岛细胞瘤，具有α、β、γ三种类型颗粒：α颗粒有致密核心及亮晕的颗粒，β颗粒有晶体状核心颗粒(胰岛素瘤)，γ颗粒的大小及致密度不等。总论总论(3)嗜铬细胞瘤，有二种颗粒：一种颗粒大，圆形或椭圆形，中等电子密度，周围有很窄的亮带，具有肾上腺素的生化特性，另一种颗粒呈空泡状，并有一致密偏位核心，具有正肾上腺素的生化特性。(4)垂体腺瘤，甲状腺髓样癌及甲状旁腺瘤中，均可见小圆形质地致密的颗粒。(四)黑色素小体含黑色素的细胞可分为二类，一类是产黑色素细胞，另一类是载黑色素细胞,在产黑色素细胞内有黑色素小体，根据其发展过程可分为四期：第一期系细胞内粗面内质网合成的酪氨酸酶经高尔基复合体包装成多个小泡，此期内无黑色素，总论第二期小泡结构变成多层平行膜状结构，膜的间隔约10nm，此期内也无黑色素形成，第三期，在多层膜状结构上酪氨酸酶可以对酪氨酸或酪氨酸氧化中间产物DOPa起氧化作用形成黑色素，因此第三期的黑色素小体己具有黑色素的多层膜样结构。总论第四期，黑色素小体内全部酪氨酸酶为酪氨酸发生作用，产生大量黑色素颗粒，掩盖了黑色素小体的膜状结构。有的黑色素瘤细胞内虽有黑色素小体，但形成的黑色素很少，不能被光镜观察发现，此类肿瘤称无黑色素性黑色素瘤，在光镜下很易与其他低分化癌混淆。通过电镜观察在见黑色素小体，在确诊黑色素瘤上有很大意义。总论总论(五)粗面内质网肿瘤细胞内可具有不同数量的粗面内质网。由腺上皮细胞及合成外用性蛋白质机能旺盛的细胞来源的肿瘤，瘤细胞内的粗面内质网都很丰富或较丰富。其中以肝癌、腺皮质瘤、卵巢癌及浆细胞瘤特别显著。胃癌，肠癌、肺癌及乳腺癌中有时粗面内质网也很丰富，低分化或未分化的瘤细胞及小淋巴细胞型恶性淋巴瘤细胞中粗面内质网很少。总论(六)微丝很多肿瘤细胞中均具有微丝，其中最常见的是鳞状细胞癌。在细胞质可见由张力微丝组成张力原纤维散在分布。此点在鉴别鳞癌上有很大意义。此外在脑膜瘤、星形胶质细胞瘤、乳腺癌中的肌上皮细胞及膀胱移行细胞癌等肿瘤细胞内均可见大量微丝。此种微丝比张力微丝细，不成束，弥散分布。总论(七)微管在星形胶质细胞瘤、少突胶质细胞瘤、室管膜瘤、神经母细胞瘤及髓母细胞瘤内均可见不同数量的微管。微管常成束平行分布。总论(八)线粒体肿瘤细胞内线粒体的数量与起源组织细胞内线粒体数量有关。一般有不同程度减少，但也可有局部成堆聚集，或普遍增多的现象。其中最突出的是甲状腺、甲状旁腺及涎腺的嗜酸性细胞瘤，以及骨巨细胞瘤中的巨细胞，在胞质中均可见大量线粒体，几乎充塞全部细胞质，而其他细胞器极少。总论(九)溶酶体一般肿瘤中仅见个别细胞或少量细胞有溶酶体。但在某些肿瘤则比较多见。其中较为突出的是颗粒性肌母细胞瘤。在瘤细胞中出现大量溶酶体。此外在组织细胞型恶性淋巴瘤，肝癌及肠癌细胞内有时也可见较多的溶酶体。总论(十)核蛋白体在低分化癌、未分化癌及淋巴细胞源性肿瘤的细胞质中常有丰富或比较丰富的游离核蛋白体，其他细胞器少。总论(十一)脂质脂肪肉瘤、肾透明细胞癌及皮脂腺癌的癌细胞质中可见圆形脂质小滴。小滴周界清楚，内呈中等电子密度，均匀一致。有些癌细胞变性时可出现脂质。例如，变性的肝癌细胞中常出现脂质，周界不规则，内部结构不均匀。总论(十二)糖元肿瘤细胞中可有不同数量的糖元，有的肿瘤则比较显著。例如，肾透明细胞癌、肾母细胞瘤、睾丸精原细胞瘤及骨的尤文氏肉瘤的瘤细胞中均含丰富的糖元，可以作为尤文氏肉瘤与神经母细胞瘤，恶性淋巴瘤鉴别的要点。此外在鳞状细胞癌和肠癌中有时也可见丰富的糖元。总论(十三)微绒毛腺上皮细胞来源的肿瘤细胞表面在游离缘常可见多个微绒毛。可分两种：一种单纯由细胞质膜向外折叠突起，形如指套，绒毛中心除少量核蛋白体外，无其他结构。例如肾近曲小管上皮细胞及胃粘液细胞表面的微绒毛。另一种在绒毛中心有微丝组成的轴心，并可延伸至细胞质内，肠吸收细胞表面的微绒毛属此类。总论(十四)纤毛肿瘤细胞中共有纤毛者少见，室管膜瘤细胞表面较明显。在个别肺癌，鼻咽癌、垂体瘤、甲状旁腺腺瘤中个别瘤细胞偶尔可见纤毛。纤毛的横断面总论(十五)基板上皮组织来源的肿瘤细胞团块周围常可见有基板包绕。瘤细胞向外呈浸润性生长时，瘤细胞表面的足样突起基板伸向间质。间叶组织来源的肿瘤细胞周围一般无基板。神经鞘瘤及平滑肌肿瘤的瘤细胞周围常可见外板包绕。总论(十六)桥粒在上皮组织来源的肿瘤细胞间均可见到桥粒。其中以鳞状细胞癌最显著。桥粒及细胞质内的张力原纤维是判断鳞癌超微结构的主要依据。在其他类型的上皮，如腺上皮、柱状上皮及移行上皮，及实体