1、胸上段食管癌容积旋转调强和静态调强与三维适形放疗计划的剂量学比较张瑞 习勉 李巧巧 赵磊 黄晓波 何立儒 胡永红 刘孟忠【摘要】 【目的】 比较容积旋转调强(VMAT)?静态调强(sIMRT)与三维适形放疗 (3DCRT) 技术在胸上段食管癌的剂量学差异?【方法】 选取7 例局部晚期胸上段食管癌患者,分别制定 3DCRT?7 野 sIMRT 和 360 度单弧 VMAT 3 套放疗计划,处方剂量统一为 60 Gy/30F?比较靶区?危及器官的剂量体积参数,加速器的总机器跳数(MU)和有效治疗时间(TT)等? 【结果】VMAT 与 IMRT 的靶区剂量分布基本一致,均优于 3DCRT?对于正常组
2、织,三组计划中肺?心脏的受照剂量均无明显差异,但 IMRT 与 VMAT 可较 3DCRT更好的保护脊髓?3DCRT?IMRT?VMAT 的 MU 分别为 537 92?601 122?682 139,有效治疗时间(min)分别为 3.9 0.3?6.0 0.7?4.7 0.7 (P 0.05)?【结论】 与 3DCRT 相比,VMAT 与 IMRT在胸上段食管癌均有一定的剂量学优势,但 VMAT 较 IMRT 可显著提高治疗效率? 【关键词】 放射治疗; 食管肿瘤; 容积旋转调强; 静态调强; 剂量学Abstract: 【Objective】 A planning study was per
3、formed to compare volumetric modulated arc therapy (VMAT), static intensity-modulated radiotherapy (sIMRT), and three-dimensional conformal radiotherapy (3DCRT) for upper thoracic esophageal cancer. 【Methods】 Seven patients with loco-regionally advanced upper thoracic esophageal cancer were included
4、. Based on the identical CT and planning target volume (PTV), three plans (3DCRT, sIMRT with seven fields, VMAT with a single arc) were generated. Dose prescription was set to 60Gy in 30 fractions. Dose volume histograms, MU and delivery time were evaluated to assess plan quality. 【Results】 In compa
5、rison to 3DCRT, both VMAT and IMRT provided a systematic improvement in PTV coverage. For normal tissues, equivalent sparing of lung and heart were achieved with three plans. However, IMRT and VMAT showed a superior sparing compared with 3DCRT for spinal cord. The MU/fraction was as follows: 537 92
6、for 3DCRT, 601 122 for IMRT, and 682 139 for VMAT. Effective treatment time for 3DCRT, IMRT and VMAT were (3.9 0.3) min,(6.0 0.7) min and (4.7 0.7)min, respectively (P 0.05). 【Conclusions】 Compared with 3DCRT, IMRT and VMAT showed better dosimetric quality and superior spinal cord sparing. However,
7、VMAT improved delivery efficiency significantly than IMRT.Key words: radiotherapy; esophageal neoplasm; volumetric modulated arc therapy; intensity-modulated radiotherapy; dosimetry滑膜肉瘤是一种显示一定程度上皮分化的间叶组织梭形细胞肿瘤,占软组织肉瘤的 5% 10%,主要发生于年轻人?组织学可分为双相型和单相型,且两种类型都可能存在低分化的成分,由于发病部位广泛1-2,免疫组化缺乏特异的抗体,经常造成病理鉴别诊断的
8、困难?细胞和分子遗传学研究发现,在 90%的滑膜肉瘤中存在特异性的染色体易位 t(X; 18)(p11.2; q11.2)3,并产生融合性基因 SYT-SSX?我们采用 FISH 方法对病理学确诊滑膜肉瘤?高度疑为滑膜肉瘤及非滑膜肉瘤共 168 例肿瘤石蜡包埋组织 SS18 易位基因进行检测,探讨其对滑膜肉瘤的诊断和鉴别诊断价值?1 材料与方法1.1 材 料收集中山大学附属肿瘤医院病理科 2005-2011 年间确诊为滑膜肉瘤 75 例,高度疑为滑膜肉瘤 33 例,其中手术标本 87 例,活检或穿刺标本21 例;非滑膜肉瘤 60 例,包括恶性纤维组织细胞瘤 8 例?纤维肉瘤 8 例?上皮样肉瘤
9、 8 例?恶性周围神经鞘膜瘤 8 例?恶性黑色素瘤 4 例?肉瘤样癌 4例?多形性脂肪肉瘤 4 例?尤文氏肉瘤 4 例?平滑肌肉瘤 4 例?上皮样血管内皮瘤 4 例?低分化癌 4 例?所有标本均为 40 g/L 多聚甲醛液固定?石蜡包埋?HE 染色重新阅片?免疫组织化学采用 EnVision 两步法,所用抗体CK?EMA?Vim?S-100?CD99 购自福州迈新生物技术开发有限公司?1.2 FISH 检测LSI SS18 Dual Color Break-Apart Rearrangement Probe (Vysis, Abbott Laboratories Inc)探针为双色断裂分离探针
10、,在基因的5端设计一个长 650 kb 探针,用橘红色标记;在基因 3端设计一个长 1 040 kb 探针, 用绿色标记?标本处理:切取 5 m 石蜡切片于 60 烤片过夜,常规脱蜡至水化?在 EDTA-Tris 溶液(pH=7.0)中煮片 20 min,再于蛋白酶 K 溶液中 37 消化 8 min,依次经 70 mL/L?850 mL/L?无水乙醇脱水后,自然干燥?FISH :取 PathVysion SSX18 探针试剂盒 7 L 探针混合液滴于已处理的组织标本上,盖上盖玻片,水泥胶封片?将玻片放入原位杂交仪(thermoBrite hybridizer),80 共变性 5 min 后,
11、37 杂交过夜?次日取出玻片,去掉水泥胶,在 2SSC 及 2SSC/0.1%NP40 溶液中各洗涤 7 min,自然干燥?DAPI 复染,在 OLMPUS BX 51 荧光显微镜下观察,通过 Video Test FISH 2.0 软件进行图像合成?结果判读:观察肿瘤细胞信号时选择核边界完整?细胞核孤立无重叠?杂交信号清晰的细胞核?将组织切片分为四个象限,每个象限随机计数 100 个细胞?橘色信号与绿色信号的距离不小于单个信号直径的 2 倍时,视为分离信号;细胞核内出现成对橘色和绿色信号, 同时橘色和绿色信号非常接近(橘?绿信号之间的距离小于单个信号直径的 2 倍)或重叠形成黄色信号视为正常
12、;如果一个细胞核中存在 1 对融合信号与 1 对分离信号, 则为 SS18 基因易位阳性细胞?计算每个病例的阳性细胞百分率,根据 60 例非滑膜肉瘤的 SS18 基因易位阳性细胞百分率,计算均数+3 倍标准差,得到判断融合基因是否存在的阈值?2 结 果2.1 临床病理及免疫组织化学染色结果108 例肿瘤病例中 75 例确诊为滑膜肉瘤,33 例高度疑为滑膜肉瘤?男性 67 例,女性 41 例?年龄最大 74 岁,最小 13 岁,平均 36 岁?肿瘤发生部位以四肢最多见,共 78 例(上肢 43 例,下肢 35 例),头颈部 9 例,腹壁 5例,肺 5 例?肾 2 例,余散在发生部位 9 例?肿瘤
13、直径大小 2.5 8 cm,平均4.2 cm?在 75 例确诊滑膜肉瘤中,单相型 53 例?双向型 13 例?低分化型 9例;CK 和 EMA 的阳性率分别为 62.7%(47/75)和 88.0%例(66/75)?33 例高度疑为滑膜肉瘤中,组织学上可能为单相型 16 例?可能为双向型 3 例?可能为低分化型 14 例?CK 和 EMA 的阳性率分别为 45.5%(15/33)和39.4%(13/33),S-100?CD99 阳性率为 21.2%(7/33)?45.5%(15/33)?Vim 在全部病例中阳性表达,2.2 FISH 结果在进行检测的 168 例样本中,1 例确诊滑膜肉瘤及 2
14、 例疑似滑膜肉瘤标本因杂交信号弱无法判读;其余 165 例,129 例(78.2%)可见两对杂交信号,36 例(21.8%)部分肿瘤细胞可见两对以上杂交信号(即多拷贝数),其中滑膜肉瘤 20 例,滑膜肉瘤疑似病例 7 例,非滑膜肉瘤 9 例?60 例非滑膜肉瘤,SS18 基因易位阳性细胞百分率为 1% 10%(5.31 2.41)%(图 1A),以 Mean 3SD 为阈值,即将阳性细胞百分数大于 13%(5.31% + 3 2.41%)作判断病例呈 SS18 基因易位阳性的标准?在 105 例滑膜肉瘤病例中 85 例(81.0%)可检测到 SS18 易位基因(其中 65 例 SS18 基因为
15、二体性,20 例为多拷贝数),存在分离信号的阳性细胞百分率从 16%92%不等,但 73 例阳性细胞百分率均在 70%以上?在 74 例确诊滑膜肉瘤样本中 63 例(85.1%)可检测到 SS18 易位基因(图 1B),其中双相型滑膜肉瘤中上皮样细胞和梭形细胞均可观察到分离信号;余 11 例判读为阴性的病例中 7 例分离信号细胞比例10%(其中1 例无分离信号),4 例存在分离信号细胞比例为 10%13%,综合 HE 切片及免疫组化结果,仍诊断为滑膜肉瘤?31 例疑为滑膜肉瘤样本中 22 例(71.0%)检测到 SS18 易位基因,并最终确诊为滑膜肉瘤,余 9 例经重新结合 HE 及免疫组化观
16、察后考虑为纤维肉瘤 4 例?低分化癌 2 例及 PNET 1 例?2.3 FISH 结果与免疫组化染色结果的关系在 FISH 检测阳性的 85 例滑膜肉瘤中,CK 和 EMA 的阳性率分别为56.5%(48/85)和 77.7%(66/85)?FISH 检测阴性的 20 个病例中,CK 和 EMA的阳性率均为 55.0%(11/20)?3 讨 论病理诊断过程中,免疫组化染色上皮标志物(如 CK 或 EMA)和间叶标志物(如 Vim)的组合搭配经济?有效,在一定程度上有利于滑膜肉瘤的诊断和鉴别诊断?但是,除双相型滑膜肉瘤外,CK 和 EMA 在单相型及低分化型滑膜肉瘤中表达较低甚至不表达,Vim
17、 在部分低分化癌及几乎全部的软组织肿瘤中阳性表达,对鉴别没有意义?本研究无选择性收集 108 例可能为滑膜肉瘤病例,除 75 例经病理学专家反复阅片并结合形态学及免疫组化染色可以确诊外,余 33 例高度疑为滑膜肉瘤,其中 Vim 全部阳性,CK 和 EMA的阳性率分别为 45.5%和 39.4%,无法与纤维肉瘤?PNET?低分化癌等恶性肿瘤进一步鉴别?细胞和分子遗传学研究显示,在 90%的滑膜肉瘤中存在特异性的染色体易位 t(X;18)(p11.2; q11.2)3,并产生融合性基因 SYT-SSX4?由于滑膜肉瘤中存在即 SSX1-?SSX2-及 SSX4-三种不同的融合亚型5-7,根据研究
18、,只有滑膜肉瘤发生发展才能特异性的出现 SS18 基因的易位,从而形成蛋白?所以在本研究中采用 FISH 技术,特异性的针对 SS18 基因,使用分离型探针涵盖不同的亚型,更加全面地获取到基因断裂结果;加之,实验过程关键点易调整控制?标本大小及保存年限要求不高?结果直观且不存在非特异性等优势,FISH 较之传统的 Southern blot 和 RT-PCR 法从石蜡包埋组织中检测染色体易位更方便于临床病理诊断?本研究收集的 108 例样本仅 3 例因杂交信号较弱,无法分析,其余通过荧光显微镜均可见完整组织细胞形态及清晰的杂交信号,且单例检测时间仅需 1 2 d,检测效率高?本研究中 74 例
19、确诊的滑膜肉瘤中 85.1%的病例可以检测到 SS18 基因易位,与 Amary 等8报道的结果(86%)相近,比成凡宇等9报道的结果(78.5%)略高;对于基因易位检测阴性的 11 例(14.9%),我们复查其 HE 及免疫组化切片,由于镜下形态较典型,免疫标记也符合滑膜肉瘤,仍诊断为滑膜肉瘤?有研究者把90%细胞核出现易位信号定义为 SS18 基因易位阳性病例7,而在我们的检测中发现排除正常细胞的干扰,存在易位信号的阳性细胞百分率从 16%92%不等,虽然绝大部分阳性细胞百分率大于 70%,但 Amary8?Sun10等也同样发现部分 SS 易位信号比例较低的情况,考虑是由于肿瘤的遗传异质
20、性所导致?本研究确诊的 74 例滑膜肉瘤中有 11 例 FISH 未能检测出 SS18 的分离信号?分析原因一是肿瘤基因的复杂性,当参与融合的基因较为不在商业化探针标记的范围内时,二是阳性判断标准的难以确定,国际上至今没有指定规范化的 FISH 结果阳性的判读标准?Sun 等10通过计算制定了能兼顾特异性和敏感性的 SSR 值和阈值,认为超过 15%或 Ratio16.39%的细胞出现分离信号即可判读为阳性;成凡宇9及 Amary8又根据各自观察情况分别采用 90%及 20%的标准?本实验室通过固定切片人员及计数人员,以 60 例非滑膜肉瘤 SS18 基因分离信号百分率为依据,根据 Sun 等
21、10的计算方式,建立本实验室的观察阈值,我们认为对检测结果的质量控制具有较高的可信度,而在检测为阴性的病例中有 4 例分离信号细胞百分率为10% 13%,较为接近阈值,根据严格质量控制,最终判读为阴性,因而实验室的检测数据及判读经验均需进一步积累?所以 FISH 检验阴性的病例应结合形态学?免疫组化及临床资料的综合分析?【参考文献】Hartel PH, Fanburg-Smith JC, Frazier AA, et al. Primary pulmonary and mediastinal synovial sarcoma: a clinicopathologic study of 60 c
22、ases and comparison with five prior seriesJ. Mod Pathol, 2007,20(7): 760-769.Hing SN, Marshall L, Al-Saadi R, et al. Primary pericardial synovial sarcoma confirmed by molecular genetic studies: a case report J. J Pediatr Hematol Oncol, 2007,29(7): 492-495.Clark J, Rocques PJ, Crew AJ, et al. Identif
23、ication of novel genes, SYT and SSX, involved in the t(X;18)(p11.2;q11.2) translocation found in human synovial sarcoma J. Nat Genet, 1994, 7(4): 502-508.Crew AJ, Clark J, Fisher C, et al. Fusion of SYT to two genes,SSX1 and SSX2,encoding proteins with homology to the Kruppel-associated box in human
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