Тип и степень рака обычно ясны, когда клетки рассматриваются под микроскопом после обычной обработки и окрашивания, но это не всегда так. Иногда патологу необходимо использовать другие процедуры для постановки диагноза.

Гистохимические пятна

В этих тестах используются различные химические красители, которые связываются с определенными химическими веществами, обнаруженными в раковых клетках. Например, пятно муцикармина притягивается слизью. Под микроскопом капли слизи внутри клетки, подвергшейся воздействию этого красителя, будут казаться розово-красными. Если патологоанатом подозревает аденокарциному (железистый вид рака) в образце легкого, это окрашивание может помочь. Поскольку аденокарциномы могут образовывать слизь, обнаружение розово-красных пятен в клетках рака легких укажет патологу на то, что диагноз - аденокарцинома.

Другие виды специфических красителей используются в лаборатории для идентификации микроорганизмов (микроорганизмов), таких как бактерии и грибки, в тканях, а также для выявления различных типов опухолей. Это очень важно, поскольку больные раком могут заразиться инфекциями в результате лечения или в результате самой болезни. Это также имеет решающее значение для диагностики рака, поскольку при некоторых инфекционных заболеваниях образуются образования, которые можно принять за рак, пока гистохимические пятна не покажут, что пациент страдает от инфекции, а не от рака.

Иммуногистохимические окраски

Иммуногистохимический (IHC) или окраска иммунопероксидазой — еще один класс специфических тестов, которые могут быть очень ценными. Основная идея этой стратегии заключается в том, что иммунный белок, называемый антителом, связывается с определенными молекулами в клетке или в ней, называемыми антигенами. Антитела идентифицируют и прикрепляются к специфичным для них антигенам. Нормальные клетки и злокачественные клетки имеют свои собственные антигены. Если клетка имеет специфический антиген, к ней будет привлечено антитело, соответствующее этому антигену. Чтобы увидеть, притянулись ли к клеткам антитела, вводятся химические вещества, которые заставляют клетки менять цвет только при наличии определенного антитела (и, следовательно, антигена).

Наш организм обычно вырабатывает антитела, которые распознают антигены микробов и помогают защитить нас от инфекций. Антитела, используемые при окрашивании ИГХ, различны. Они созданы в лаборатории для распознавания антигенов, которые связаны с раком и другими заболеваниями.

ИГХ-окрашивание весьма полезно при диагностике конкретных злокачественных новообразований. Например, в обычно обрабатываемой биопсии лимфатического узла могут быть клетки, которые явно напоминают раковые, но патологоанатом может быть не в состоянии сказать, начался ли рак в лимфатическом узле или распространился на лимфатические узлы из других частей тела. Лимфома был бы диагноз, если бы рак начался в лимфатическом узле. Это может быть метастатический рак, если рак начался в другом месте тела и распространился на лимфатический узел. Эта разница имеет решающее значение, поскольку варианты лечения различаются в зависимости от типа рака (а также некоторых других факторов).

Для ИГХ-тестов используются сотни антител. Некоторые из них весьма специфичны, то есть реагируют только на один тип рака. Другие могут реагировать с несколькими типами рака, поэтому необходимо протестировать несколько антител, чтобы определить, какой это тип рака. Рассматривая эти результаты, а также внешний вид рака после обработки образца биопсии, его местоположение и другую информацию о пациенте (возраст, пол и т. д.), часто можно классифицировать рак таким образом, чтобы помочь выбрать лучшее лечение. .

Окрашивание ИГХ чаще всего используется для классификации клеток, однако их также можно использовать для обнаружения или идентификации раковых клеток. Хотя значительное количество раковых клеток переместилось в близлежащий лимфатический узел, патолог может легко идентифицировать эти клетки с помощью обычных красителей, рассматривая лимфатическую ткань под микроскопом. Однако, если узел содержит лишь несколько раковых клеток, отличить клетки с помощью обычных красителей может быть сложно. Пятна IHC могут помочь в этой ситуации. После того как патологоанатом определил тип злокачественного новообразования, которое необходимо исследовать, он или она может выбрать одно или несколько антител, которые, как было показано, реагируют с этими клетками. Добавляется больше химических веществ, чтобы раковые клетки изменили цвет и четко отличались от окружающих их нормальных клеток. Окрашивание ИГХ обычно не используется для исследования тканей после диссекции лимфатических узлов (при котором удаляется большое количество узлов), но иногда их используют при биопсии сторожевых лимфатических узлов.

Другое специализированное использование этих пятен — помочь отличить лимфатические узлы, содержащие лимфому, от тех, которые опухли из-за увеличения количества нормальных лейкоцитов (обычно в ответ на инфекцию). На поверхности лейкоцитов присутствуют определенные антигены, называемые лимфоциты. Доброкачественная (нераковая) ткань лимфатического узла содержит множество различных типов лимфоцитов с различными антигенами на их поверхности. Напротив, рак, такой как лимфома, начинается с одной аномальной клетки, поэтому раковые клетки, растущие из этой клетки, обычно имеют химические особенности первой аномальной клетки. Это особенно полезно при диагностике лимфомы. Если большинство клеток в биопсии лимфатического узла имеют на поверхности одинаковые антигены, этот результат подтверждает диагноз лимфома.

Некоторые ИГХ-окрашивания могут помочь распознать определенные вещества в раковых клетках, которые влияют на прогноз пациента и/или на то, принесет ли он пользу определенным лекарствам. Например, ИГХ обычно используется для проверки наличия рецепторов эстрогена на клетках рака молочной железы. Пациенты, клетки которых имеют эти рецепторы, вероятно, получат пользу от гормональных препаратов, которые блокируют выработку или действие эстрогенов. ИГХ также может помочь определить, какие женщины с раком молочной железы могут получить пользу от препаратов, которые блокируют стимулирующий рост эффект аномально высоких уровней белка HER2.

Электронная микроскопия

Типичный медицинский лабораторный микроскоп использует луч обычного света для изучения образцов. Более крупный и гораздо более сложный инструмент, называемый электронный микроскоп использует пучки электронов. Увеличительная сила электронного микроскопа примерно в 1,000 раз больше, чем у обычного светового микроскопа. Такая степень увеличения редко требуется для принятия решения о том, является ли клетка раковой. Но иногда это помогает найти очень мелкие детали структуры раковых клеток, которые дают подсказку о точном типе рака.

Под стандартным световым микроскопом некоторые случаи меланомы, крайне опасного рака кожи, могут выглядеть как другие виды рака. В большинстве случаев эти меланомы можно идентифицировать с помощью ИГХ-окрашивания. Если такие тесты ничего не выявляют, можно использовать электронный микроскоп для поиска микроскопических структур, называемых меланосомами, внутри клеток меланомы. Это помогает определить тип рака и выбрать лучший вариант лечения.

Проточной цитометрии

Проточная цитометрия часто используется для тестирования клеток костного мозга, лимфатических узлов и образцов крови. Это очень точный метод определения точного типа лейкемии или лимфомы у человека. Это также помогает отличить лимфому от нераковых заболеваний лимфатических узлов.

Образец клеток из биопсии, цитологического образца или образца крови обрабатывается специальными антителами. Каждое антитело прикрепляется только к определенным типам клеток, имеющим соответствующие ему антигены. Затем клетки подвергаются воздействию лазерного луча. Если в клетках теперь есть эти антитела, лазер заставит их излучать свет, который затем измеряется и анализируется компьютером.

При анализе случаев подозрения на лейкемию или лимфому с помощью проточной цитометрии используются те же принципы, которые описаны в разделе иммуногистохимии:

• Поиск одни и те же вещества на поверхности большинства клеток в образце позволяет предположить, что они произошли из одной аномальной клетки и, скорее всего, являются раковыми.
• Нахождение нескольких различные типы клеток с различными антигенами означает, что образец с меньшей вероятностью содержит лейкемию или лимфому.

Проточная цитометрия также может использоваться для измерения количества ДНК в раковых клетках (так называемая проточная цитометрия). плоидности). Вместо использования антител для обнаружения белковых антигенов клетки можно обрабатывать специальными красителями, которые реагируют с ДНК.

• Если есть нормальное количество ДНК, говорят, что клетки диплоид.
• Если количество ненормальное, клетки описываются как анеуплоидный. Анеуплоидный рак большинства (но не всех) органов имеет тенденцию расти и распространяться быстрее, чем диплоидный.

Другим применением проточной цитометрии является измерение фракции S-фазы, которая представляет собой процент клеток в образце, находящихся на определенной стадии клеточного деления, называемой синтез or S фаза. Чем больше клеток находится в S-фазе, тем быстрее растет ткань и тем более агрессивным может быть рак.

Цитометрия изображений

Как и проточная цитометрия, в этом тесте используются красители, которые реагируют с ДНК. Но вместо того, чтобы суспендировать клетки в потоке жидкости и анализировать их с помощью лазера, цитометрия изображений использует цифровую камеру и компьютер для измерения количества ДНК в клетках на предметном стекле микроскопа. Как и проточная цитометрия, цитометрия изображений также может определять плоидность раковых клеток.

Генетические тесты

Цитогенетика

Нормальные клетки человека имеют 46 хромосом (частей ДНК и белка, которые контролируют рост и функционирование клеток). Некоторые виды рака имеют одну или несколько аномальных хромосом. Распознавание аномальных хромосом помогает идентифицировать эти типы рака. Это особенно полезно при диагностике некоторых лимфом, лейкозов и сарком. Даже когда тип рака известен, цитогенетические тесты могут помочь предсказать прогноз пациента. Иногда тесты могут даже помочь предсказать, на какие химиотерапевтические препараты рак может реагировать.

В раковых клетках можно обнаружить несколько типов хромосомных изменений:

• A транслокация означает, что часть одной хромосомы оторвалась и теперь находится на другой хромосоме.
• An инверсия означает, что часть хромосомы перевернута (теперь в обратном порядке), но все еще прикреплена к правой хромосоме.
• A удаление указывает на потерю части хромосомы.
• A дублирование происходит, когда часть хромосомы была скопирована и в клетке обнаружено слишком много ее копий.

Иногда в раковых клетках может быть приобретена или потеряна целая хромосома.

Для цитогенетического тестирования раковые клетки выращивают в лабораторных чашках в течение примерно 2 недель, прежде чем их хромосомы можно будет рассмотреть под микроскопом. По этой причине для получения результатов обычно требуется около 3 недель.

Флуоресцентная гибридизация in situ

FISH, или флуоресцентная гибридизация in situ, аналогична цитогенетическому тестированию. Он может обнаружить большинство хромосомных изменений, видимых под микроскопом в ходе рутинных цитогенетических тестов. Он также может обнаружить изменения, которые слишком малы, чтобы их можно было обнаружить с помощью традиционного цитогенетического тестирования.

FISH использует флуоресцентные красители, которые связаны с фрагментами ДНК, которые соединяются только с определенными участками хромосом. FISH может обнаруживать хромосомные изменения, такие как транслокации, которые полезны при классификации определенных типов лейкемии.

Обнаружение определенных хромосомных изменений также важно для определения того, могут ли определенные таргетные препараты помочь пациентам с некоторыми типами рака. Например, FISH может показать, что копий слишком много (это называется усиление) гена HER2, который может помочь врачам выбрать лучшее лечение для некоторых женщин с раком молочной железы.

В отличие от стандартных цитогенетических тестов, для FISH нет необходимости выращивать клетки в лабораторных чашках. Это означает, что результаты FISH будут доступны гораздо раньше, обычно в течение нескольких дней.

Молекулярно-генетические тесты

Другие тесты ДНК и РНК можно использовать для обнаружения большинства транслокаций, обнаруженных цитогенетическими тестами. Они также могут обнаружить некоторые транслокации, затрагивающие части хромосом, слишком маленькие, чтобы их можно было увидеть под микроскопом с помощью обычного цитогенетического тестирования. Этот тип расширенного тестирования может помочь классифицировать некоторые лейкемии и, реже, некоторые саркомы и карциномы. Эти тесты также полезны после лечения, чтобы обнаружить небольшое количество оставшихся раковых клеток лейкемии, которые можно не заметить под микроскопом.

Молекулярно-генетические тесты также могут выявить мутации (аномальные изменения) в определенных областях ДНК, которые контролируют рост клеток. Некоторые из этих мутаций могут повысить вероятность роста и распространения рака. В некоторых случаях выявление определенных мутаций может помочь врачам выбрать методы лечения, которые с большей вероятностью подействуют.

Некоторые вещества, называемые антигенные рецепторы находятся на поверхности клеток иммунной системы, называемых лимфоцитами. Нормальная ткань лимфатического узла содержит лимфоциты с множеством различных антигенных рецепторов, которые помогают организму реагировать на инфекцию. Но некоторые типы лимфомы и лейкемии начинаются с одного аномального лимфоцита. Это означает, что все эти раковые клетки имеют один и тот же антигенный рецептор. Лабораторные тесты ДНК генов рецепторов антигенов каждой клетки являются очень чувствительным способом диагностики и классификации этих видов рака.

Полимеразная цепная реакция (ПЦР): Это очень чувствительный молекулярно-генетический тест для обнаружения определенных последовательностей ДНК, например, встречающихся при некоторых видах рака. ПЦР с обратной транскриптазой (или ОТ-ПЦР) — это метод, используемый для обнаружения очень небольших количеств РНК. РНК — это вещество, родственное ДНК, которое необходимо клеткам для выработки белков. Для каждого белка в нашем организме существуют определенные РНК. RT-PCR можно использовать для поиска и классификации раковых клеток.

Преимущество RT-PCR заключается в том, что с его помощью можно обнаружить очень небольшое количество раковых клеток в образцах крови или тканей, которые не были бы пропущены другими тестами. RT-PCR обычно используется для обнаружения определенных видов лейкозных клеток, которые остаются после лечения, но его ценность для более распространенных типов рака менее очевидна. Недостаток заключается в том, что врачи не всегда уверены, означает ли наличие нескольких раковых клеток в кровотоке или лимфатическом узле, что у пациента действительно разовьются отдаленные метастазы, которые вырастут настолько, чтобы вызвать симптомы или повлиять на выживаемость. При лечении пациентов с наиболее распространенными типами рака до сих пор не ясно, должно ли обнаружение нескольких раковых клеток с помощью этого теста быть фактором при выборе вариантов лечения.

RT-PCR также можно использовать для подклассификации раковых клеток. Некоторые тесты RT-PCR измеряют уровни одной или даже нескольких РНК одновременно. Сравнивая уровни важных РНК, врачи иногда могут предсказать, будет ли рак более или менее агрессивным (вероятно, будет расти и распространяться), чем можно было бы ожидать, исходя из того, как он выглядит под микроскопом. Иногда эти тесты могут помочь предсказать, будет ли рак реагировать на определенные методы лечения.

Микрочипы экспрессии генов: Эти крошечные устройства в некотором смысле похожи на компьютерные чипы. Преимущество этой технологии заключается в том, что можно одновременно сравнивать относительные уровни сотен или даже тысяч различных РНК из одного образца. Результаты показывают, какие гены активны в опухоли. Эта информация иногда может помочь предсказать прогноз пациента (перспективу) или реакцию на определенное лечение.

Этот тест иногда используется, когда рак распространился на несколько частей тела, но врачи не уверены, где он начался. (Это называется раком неизвестной первичной опухоли.) Структура РНК этих видов рака можно сравнить с структурами известных типов рака, чтобы увидеть, совпадают ли они. Знание того, где начался рак, полезно при выборе лечения. Эти тесты могут помочь сузить тип рака, но они не всегда могут с уверенностью определить точный тип рака.

секвенирование ДНК: В течение последних нескольких десятилетий секвенирование ДНК использовалось для выявления людей, унаследовавших генетические мутации, которые значительно повышают риск развития определенных типов рака. В этом случае при тестировании обычно используется ДНК из клеток крови либо пациентов, у которых уже есть определенные виды рака (например, рак молочной железы или рак толстой кишки), либо крови их родственников, у которых нет известного рака, но которые могут подвергаться повышенному риску.

Врачи начали использовать секвенирование ДНК некоторых видов рака, чтобы предсказать, какие таргетные препараты с наибольшей вероятностью подействуют у отдельных пациентов. Эту практику иногда называют персонализированной онкологией или прецизионной онкологией. Сначала секвенирование ДНК проводилось только для одного гена или для нескольких генов, которые, как было известно, чаще всего поражались при определенных типах рака. Недавний прогресс позволил секвенировать гораздо больше генов или даже все гены рака (хотя это до сих пор не делается регулярно). Эта информация о последовательности иногда показывает неожиданные мутации в генах, которые поражаются реже, и может помочь врачу выбрать препарат, который в противном случае не рассматривался бы, и избегать других лекарств, которые вряд ли будут полезны.