当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华医学杂志》 > 1990年第2期
编号:10241707
青石棉诱发大鼠胸膜间皮瘤癌变过程的研究
http://www.100md.com 《中国医学杂志》 1990年第2期
     作者:方东 刘学泽 罗素琼 王朝俊

    单位:汕头大学医学院肿瘤病因研究室* 方东;1华西医科大学尘研究室 刘学泽 罗素琼;华西医学大学肿瘤研究所 王朝俊

    关键词:石棉类;胸膜;间皮瘤;动物,实验

    中华医学杂志900208

    提要 于56只Wistar大鼠右侧胸腔注射青石棉纤维液,9只出现胸膜间皮瘤;对照组34只大鼠(用生理盐水向胸腔内注射)无1只发生胸膜间皮瘤.间皮瘤癌前阶段表现为:间皮复层、结节或乳头状,石棉肉芽肿周围细胞成份不典型性增生。电镜下瘤组织中间充质细胞为上皮样或成纤维细胞样细胞转化,提示间皮瘤可能起源于间充质细胞。

    自1960年Wagner等[1]发现胸膜间皮瘤与接触石棉有关后,对间皮瘤的研究日益增多。但间皮瘤的形态发生过程至今尚不清楚,组织起源也存在争议。我们通过向大鼠胸腔注入青石棉的实验,探讨间皮瘤的癌变过程及组织起源,为间皮瘤的早期诊断、预防提供资料。
, 百拇医药
    材料和方法

    1.动物分组:Wistar大鼠90只,雌雄各半,随机分2组,实验组56只,对照组34只。实验组每只右侧胸腔内注入石棉纤维混悬液2ml/次。对照组每只右侧胸腔内注入加青霉素的无菌生理盐水2ml/次.选择不同时期(表1)分批处死,取肺脏、胸壁和膈肌等组织做病理检查。

    2.石棉纤维混悬液的配制:将云南大姚县青石棉研磨后,用生理盐水配成20mg/ml的混悬液,高压、蒸汽灭菌,每毫升加1万单位的青霉素。

    3.标本制备:光镜标本经20%福尔马林固定,石蜡包埋,常规切片,HE染色。电镜标本用3%戊二醛固定1周,换0.1mol/L磷酸缓冲液保存,制作时经饿酸再固定逐级丙酮脱水,环氧树脂618包埋,半薄切片定位后常规超薄切片和染色,TEM-100SX型电镜观察。

    表1处死大鼠的实验时期 大鼠
, 百拇医药
    时 期(月)

    1

    3

    6

    9

    12

    14

    16

    合计

    实验组

    5

    4(2)

    6

    12(1)
, 百拇医药
    10

    10

    9

    56

    对照组

    1

    3

    6

    7(1)

    10(2)

    7

    34

    注:括号内为自然死亡数

, http://www.100md.com     结 果

    一、实验组大鼠胸膜的病变(表2)

    1.胸膜增生性病变:肉眼可见不同程度胸膜增生,包括胸膜灰白粗糙、粘连、结节及斑片状增厚,以右侧为著,波及左侧,随着实验时间延长,病变范围扩大并且程度加剧。光镜下间皮和间皮下结缔组织增生,包括(1)间皮单层增生 。染尘后1月即可发生。增生细胞呈立方状,核圆,染色质均匀,核仁明显。(2)间皮复层增生。染尘3个月后可见到增生细胞达2~5层;6个月时增生细胞的核浓染,出现双核和多核巨细胞;9个月可见巨核、畸形核的增生细胞;12个月细胞多达10余层,表2 实验组大鼠各种病变发生情况(例) 实验

    时期

    (月)

    例数

    间皮增生
, 百拇医药
    间皮下结

    缔组织增生

    石棉肉芽肿

    间皮瘤

    单层

    复层

    结节或

    乳头状

    增生

    活跃

    斑痕化

    上皮型

    纤维型
, 百拇医药
    混合型

    1

    5

    5

    0

    0

    3

    5

    0

    0

    0

    0

    3

    4
, 百拇医药
    2

    1

    1

    3

    1

    3

    0

    0

    0

    6

    6

    6

    3

    1
, 百拇医药
    6

    2

    4

    0

    0

    0

    9

    12

    3

    1

    0

    4

    2

    5
, http://www.100md.com
    0

    0

    1

    12

    10

    5

    1

    2

    4

    7

    2

    1

    0

    1
, http://www.100md.com
    14

    10

    6

    6

    5

    5

    5

    1

    0

    1

    3

    16

    9

    5
, 百拇医药
    5

    2

    3

    2

    3

    0

    0

    2

    合计

    56

    32

    17

    11

    28
, http://www.100md.com
    24

    18

    1

    1

    7

    胞核大小不等,形状不规则,核浓染,相互间连接松弛,聚集成团,具有一定异形性。(3)结节或乳头状增生。最早出现于染尘3个月后,根据组织结构分为两种:一种由增生间皮细胞聚集构成,细胞呈多边形,大小不等,染色不均,核圆形或不规则形,染色质丰富,胞浆稀少;另一种为乳头状增生乳头状顶端间皮单层或复层立方状增生.轴心由多形增生的成纤维细胞以及胶原纤维、毛细血管构成.随着实验时间的延长,乳头状增生的异形性愈加明显(图1)。同一大鼠胸膜可见由单层向复层、结节或乳头状增生过渡的征象。各时期大鼠间皮下成纤维细胞增生,产生大量胶原纤维,其间可见巨噬细胞、尘细胞、淋巴细胞、嗜酸性白细胞和多核巨细胞。
, 百拇医药
    电镜观察了5例增生胸膜组织,可见增生间皮细胞单层排列,呈立方状,基膜完整,微绒毛增多,胞浆内含较多肿胀的线粒体和扩张的粗面内质网,多边形核,核仁肥大;间皮下增生结缔组织,由梭形和多边形细胞组成,前者散在分布,有细胞突,细胞突间形成原始连接,胞浆内含线粒体、核糖体、高尔基氏器、微丝及大量扩张的粗面内质网;后者成团排列,细胞间可见原始连接,细胞外可见基膜,胞膜形成微绒毛样突起,细胞内含有粗面内质网、线粒体等细胞器,微丝较少。

    图1 胸膜乳头状不典型性增生 HE×100

    2.胸膜石棉斑:肉眼可见大鼠右侧胸膜存在大小不等、斑块状病灶,多分布于右肺、右胸壁、右膈等部位,常与胸膜相粘连。在光镜下表现为棉异物肉芽肿,染尘后1个月,病灶中央由胶原纤维、浅褐色折光性石棉纤维组成,外周环绕增生的成纤维细胞和纤维细胞,并有巨噬细胞、嗜酸性白细胞、淋巴细胞及多核异物巨细胞浸润。3个月时,肉芽肿细胞成分减少,胶原纤维增多,玻璃样变。12个月后部分肉芽肿外周细胞成分增多,细胞形态多样,大小不等,核浓染,形状不规则(图2)。
, 百拇医药
    图2 胸膜石棉异物肉芽肿内细胞成份增生活跃 HE×100

    3.胸膜间皮瘤:最早发生于染尘后9个月,结节或斑块状、灰白色质硬,不活动,大小不等,常见于右肺、右壁和右隔,切面可见蓝色石棉纤维束块。光镜下早期表现为较小的瘤细胞团块,并有向胸膜下浸润的趋向。间皮瘤在光镜下可分为3种类型:(1)上皮型。细胞大小不等,形态多样,核圆或椭圆形,染色质粗大浓染,偶见核分裂象,核仁较大,胞浆稀少;腺管状,乳头状或片状排列(图3)。(2)纤维型。由大小基本一致的纺锤形细胞组成,束状或编织状排列,核浓染,长梭形,核仁不明显(图4)。(3)混合型。由上述两面种形态瘤细胞构成。在这三种类型共6例间皮瘤组织中查见石棉肉芽肿,肉芽肿外周增生活跃的细胞具有一定的异型性,逐渐过渡为上皮型或纤维型瘤细胞。

    图3 上皮型间皮瘤,瘤细胞散在分布核圆形,大小不一,染色质致密 HE×400
, 百拇医药
    图4 纤维型间皮瘤,瘤细胞呈

    纺锤形编织状排列,核浓染 HE×400

    电镜观察了4例间皮瘤的超微结构,可见瘤组织由以下几种形态的细胞构成:(1)上皮样细胞。多边形,散在分布,外周可见微绒毛,细胞间形成原始连接,胞浆含有粗面内质网、线粒体及微丝等细胞器,核较大,卵圆形,核仁大小不一,数量不等(图5)。(2)成纤维细胞样细胞。梭形,平行或交错排列,细胞内粗面内质网十分丰富,并有扩张和脱粒,微丝丰富,核呈长梭形,核仁大(图6)。(3)中间性细胞。梭形或多边形,表面有微绒毛,细胞内含丰富的粗面内质网,兼有上述两种类型细胞的特点,上皮样细胞有转向的趋向。(4)原始间充质细胞。卵圆或多边形,表面有短小突起,胞质和细胞器少,该细胞具有逐渐向上皮样细胞和成纤维细胞样细胞转化的趋势。

    图5 间皮瘤内上皮样瘤细胞,细胞表
, 百拇医药
    面可见微绒毛,细胞之间形成原始连接 ×4000

    图6 间皮瘤内成纤维细胞样瘤细胞 ×3500

    二、对照组大鼠胸膜的变化

    多数大鼠胸膜平滑,光镜下由单层扁平间皮细胞覆盖。电镜下间皮细胞相互嵌合,形成紧密连接和桥粒连接,表面有微绒毛,可见完整基膜,细胞内含粗面内质网等细胞器,核细长,1~2个核仁。7例大鼠局部胸膜轻度增厚,光镜下间皮细胞单层立方状增生,其中3例位于肺部炎性病灶表面。

    讨 论

    一、胸膜增生细胞的来源

    观察发现增生的间皮下结缔组织中细胞成分明显增多,其中梭形细胞含有微丝和丰富的粗面内质网,与成纤维细胞相似。多边形细胞可见微绒毛。基膜等上皮性结构,与间皮细胞相似,同时这两种细胞又具备原始间充质细胞的特征。提示间充质细胞有经梭形细胞、多边形细胞向成纤维细胞、间皮细胞分化的功能[2、3]。由此推测胸膜增生是由于石棉纤维刺激原始间充质细胞向间皮细胞或成纤维细胞分化增殖,形成间皮单层、复层、结节或乳头状增生。对照组发生的单层间皮细胞增生是由炎症所引起的,属于单纯反应性增生。
, 百拇医药
    二、胸膜石棉肉芽肿及增生性病变与间皮瘤的关系

    有学者通过给动物胸腔或腹腔注射石棉纤维,引起异物肉芽肿,晚期发生间皮瘤,进而推测石棉肉芽肿可能是间皮瘤的癌前疾患[4]。Shin等[5]人在癌前阶段观察到石棉肉芽肿周围成纤维细胞不典型性增生,认为石棉肉芽肿与纤维型间皮瘤密切相关。但也有学者认为石棉肉芽肿一旦形成,最终将发生纤维化,与间皮瘤发生无任何联系[6]。在本组资料中染尘后期部分石棉肉芽肿外周细胞成分增生活跃,此外在6例瘤组织中有石棉肉芽肿。这些肉芽肿外周细胞不典型性增生,逐渐向间皮瘤细胞过渡,提示石棉肉芽肿与间皮瘤的发生存在一定的联系。

    通过临床观察或动物实验发现间皮不典型性增生、核染色质增多浓染,以及出现双核、核分裂象和乳头状增生与间皮瘤的发生有密切联系[5~7]。本组资料中对照组仅少数大鼠由炎性刺激引起间皮单层增生,实验组大鼠间皮除单层增生外,还出现不典型性复层、结节或乳头状增生最后发展为间皮瘤.由此推测,间皮瘤的发生经过3个阶段:(1)单纯反应性增生,表现为间皮细胞单层立方状增生,(2)癌前阶段,表现为间皮复层、结节或乳头状以及石棉肉芽肿周围细胞成分不典型性增生。(3)间皮瘤发生。
, http://www.100md.com
    三、间皮瘤的起源问题

    对间皮瘤组织的超微结构观察,发现原始间充质细胞可逐渐向上皮样细胞转化,而且还可转变为成纤维细胞样细胞,揭示间皮瘤可能起源于间皮下结缔组织中的原始间充质细胞。一些学者用组织培养、电镜和免疫组织化学等方法对人类或实验性间皮瘤组织发生学的研究结果[8、9],也支持这个观点。

    参考文献

    1.Wagner E.Das tuberkelahniliche lymphadenoma.Arch Heilk 1970;11:497.

    2.Raftery AT.Regeneration of parietal and visceral peritoneum.A light microscopical study .Br J Surg 1973;60:293.
, http://www.100md.com
    3.Davis JMG.Ultrastructure of human mesotheliomas .J Natl Cancer Inst 1974;52:1715.

    4.Smith WE,,et al.Mesotheliomas inhamsters following intraperitoneal injection of asbestos .J Mt Sinai Hosp 1965;32:1.

    5.Shin ML.et al.Acute and chroic effects of intraperitoneal injection of two type of asbestos in rats with a study of the histopathogenesis and ultrastructure of resulting .mesotheliomas. Am J Pathol 1973;70:291.
, 百拇医药
    6.Davis JMG .Histogcnesis and fine structure of peritoncal tumors produced in animals by injections of asbestos .J Natl Cancer Inst 1974;52:1825.

    7.Herbert A.Gallagher PJ.Pleural biopsy in the diagnosis of malignant mesothelioma.Thorax1982;37:816.

    8.Alvarez-Fernadez E.Diez-Nau MD.Malignant fibrosarcomatous mesothelioma an benign pleural fibromal (localied fibrous mesothelioma) in tissue culture .Cancer 1979;43:1658.

    9.Klima M.et al.Sarcomatous type of malignant mesothelioma .Ultrasture Pathol 1983;4:349.

    * 广洲,邮政编码 515031

    (1989年5月15日收稿 同年10月球日修回), http://www.100md.com