
新辅助治疗已成为局部进展期食管鳞状细胞癌的标准治疗模式,随着免疫治疗在食管癌新辅助治疗中取得突破性进展,残余肿瘤的评估问题给病理医师的临床工作带来了新的任务,本文总结食管鳞状细胞癌新辅助治疗病理标本的评估相关问题,以期为临床实践提供参考,也为今后更进一步的研究奠定基础。
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食管癌是威胁人类健康的重要疾病之一。在中国,其发病率占恶性肿瘤的第6位,病死率占第5位[1]。经过数代人的探索,局部进展期食管癌术前新辅助治疗能够提高无疾病进展生存率,进而提高总生存率[2],因此,近年来,术前新辅助治疗已被广泛接受。新辅助治疗方案也在随时代进步不断推陈出新,随之而来也为临床病理带来一系列的课题,比如新辅助治疗形态学变化、疗效的评估、分级分期、预后的影响因素等,文献中也出现了不同阈值、不同层级的评估体系,为了更好地对食管鳞状细胞癌(简称鳞癌)新辅助治疗临床和病理进行全面了解,本文对该领域相关问题和研究现状进行综述。
新辅助治疗的目标是为了使肿瘤体积缩小、降低病理分期、消除微转移病灶、提高手术切除率,进而延长患者生存期。食管鳞癌的新辅助治疗手段主要包括:(1)新辅助放疗:是一种局部治疗手段,对以局部侵犯为主要表现的进展期食管癌有较好疗效。20世纪80年代的几项临床试验,均认为单独新辅助放疗不能提高患者的生存率。(2)新辅助化疗:目前已经成为英国等部分西方国家和日本局部晚期食管癌的标准治疗方案。代表性的英国医学研究委员会OEO2研究,新辅助化疗疗效优于单纯手术(中位生存时间为16.8个月对比13.3个月,2年生存率为43.0%对比34.0%,5年生存率为23.0%对比17.1%)[3]。但是,后续研究认为食管腺癌患者受益较明显,食管鳞癌中的作用尚不肯定。(3)新辅助放化疗:大多数研究数据显示新辅助放化疗可提高食管癌患者R0切除率、降低复发率,改善总体生存率。具有里程碑意义的CROSS研究,新辅助放化疗疗效优于单纯手术(中位生存时间为48.6个月对比24.0个月,3年生存率为58.0%对比44.0%,5年生存率为47.0%对比34.0%)[4]。2018年傅剑华教授牵头的一项前瞻性多中心、随机对照Ⅲ期临床研究NEOCRTEC5010,验证了与手术治疗相比,新辅助放化疗在食管鳞癌治疗中的优势(中位生存时间为100.1个月对比66.5个月,2年生存率为75.1%对比72.5%,3年生存率为69.1%对比58.9%)[5]。(4)新辅助免疫治疗:在免疫治疗时代,开启了食管癌免疫治疗的新篇章。著名的KEYNOTE-590研究,免疫联合化疗一线治疗晚期食管鳞癌疗效优于化疗(中位生存时间为12.6个月对比9.8个月,2年生存率为29.0%对比17.0%)[6],打破了近20年来晚期食管鳞癌治疗的僵局,成为未来食管鳞癌治疗的发展方向。基于免疫治疗在晚期食管鳞癌中取得的成功,激发了PD-1抗体联合化疗在食管鳞癌新辅助治疗中的探索,目前正在如火如荼地进行中。
影像学由于方便快捷、无创性,常在临床实践中用于评估肿瘤新辅助治疗反应。评估方法主要分为两种,一种是反映形态结构的解剖成像,如CT、磁共振成像(MRI)和超声内镜等;另一种是反映活体功能或代谢的功能成像,包括正电子发射断层显像(PET)和功能磁共振成像(fMRI)等。CT在食管鳞癌治疗中常用于测量肿瘤大小或长度的改变,是疗效评估常用的影像学方法。治疗后食管壁和周围组织常出现明显纤维化和水肿,可能干扰测量的准确性。MRI的优势在于具有较高的软组织分辨率和空间分辨率,磁共振弥散加权成像(DWI)可以测量人体内部水分子的弥散运动,能灵敏地显示肿瘤组织在治疗过程中或者治疗后微观环境的变化。超声内镜将超声与内镜检查结合,既能直接观察病灶、清楚显示食管壁层次和结构,又能通过内镜取得组织进行病理活检,同时没有辐射、经济实惠,是目前应用于临床的普检方法之一。正电子发射断层显像/X线计算机体层成像(PET-CT)利用肿瘤细胞摄取18F-脱氧葡萄糖核苷酸钠判断病灶代谢水平,结合CT与PET图像获取到兼有解剖信息与代谢信息的整合图像,可以更好地预测食管鳞癌新辅助治疗的疗效。单一的影像技术均存在着一定的自身局限性,难以获得肿瘤的全面信息,与病理评估结果尚存在一定的差异。联合使用不同模态的影像技术,可实现不同技术间的优势互补。2012年,荷兰学者Lambin等[7]首次正式提出影像组学的概念,从CT、MRI和PET中提取大量影像学特征,形成高通量数据集,分析得出评估方案,可应用于预测食管癌患者的治疗反应。随着人工智能技术的日臻成熟,依据影像组学建立的人工智能模型能够较好地评估食管鳞癌的新辅助治疗效果[8]。未来多模态影像技术将在新辅助治疗食管鳞癌的疗效评估方面具有较大的优势和应用前景,但尚需要进一步的大规模试验和验证。
1.病理形态特点(包括肿瘤和淋巴结):手术切除标本通常在新辅助治疗后3~4周获得,肉眼所见,可以分为两类:(1)治疗反应好,残余肿瘤往往不明显,瘤床和周围黏膜通常表现为瘢痕、溃疡、红肿或者黏膜皱襞消失不规则;(2)治疗反应差,肿瘤往往非常明显,表面有溃疡、管壁肿瘤组织容易观察。显微镜下的组织学改变主要表现为一个亚急性-慢性炎症反应,伴或不伴有肿瘤细胞成分。完全反应的情况下,肿瘤组织被纤维组织和纤维肉芽组织所替代。可见到吞噬含铁血黄素的组织细胞、泡沫样组织细胞、多核巨细胞反应,以及胆固醇沉积、营养不良性钙化等表现。泡沫样组织细胞被认为是最特异的细胞毒性药物反应,而其他间质反应(纤维化、炎性肉芽组织)也可出现在未治疗的组织中[9, 10]。以上组织学改变均可出现在伴有治疗反应的淋巴结中。若未达到完全反应,则病灶内残留不同程度、不同分布方式的肿瘤细胞成分。需要注意某些继发改变易误判为残留肿瘤的情况:(1)大量的无细胞角化物伴随多核巨细胞反应,易误诊为残留癌;(2)核不清楚的“鬼影”肿瘤细胞,不能代表肿瘤残留;(3)黏膜下腺体或导管的鳞状化生,出现治疗后的核不典型性,易误诊为浸润性癌残留。在前两种情况下,免疫组织化学广谱细胞角蛋白(CKpan)染色不能用于分辨残留肿瘤,因为角化物和“鬼影”细胞CKpan也可阳性,而异物巨细胞反应和炎性细胞浸润有助于鉴别。第三种情况下,黏膜下鳞状化生的腺体保持圆形、分叶状结构,缺乏间质促结缔组织反应;而鳞癌的浸润通常是参差不齐的、呈现不规则的生长模式,可协助鉴别。在淋巴结中,尚需要注意结节病、结核等肉芽肿病变与治疗反应的鉴别。免疫治疗后瘤床具有一些特殊的改变:(1)大量炎症反应的激活,如密集的淋巴细胞浸润和三级淋巴结构形成等;(2)组织修复表现,如新生血管形成等。这些形态改变最早报道于非小细胞肺癌[11],后续在泛肿瘤研究中陆续报道。虽然目前食管鳞癌中的研究尚缺乏,但我们整理的新辅助免疫治疗病例中也可发现这些改变。
2.肿瘤消退分级系统:随着食管癌临床治疗模式的变化,病理诊断随之改变,并提出了建设性的镜下描述方式和疗效分级系统,从1994年开始,已有十余种肿瘤消退分级(tumor regression grading)系统或肿瘤残留分级(tumor residual grading)系统,应用于食管癌新辅助治疗的研究。1994年Mandard等[12]首次提出用于新辅助治疗后食管癌肿瘤消退分级评估的5级系统:1级,无残留肿瘤;2级,少许残留肿瘤散在分布于纤维化间质中;3级,残余肿瘤少于纤维化间质;4级,残余肿瘤多于纤维化间质;5级,肿瘤无消退改变。1999年,日本食管疾病协会(JSED)提出4级系统。0级(ypV3):无效,无可分辨的治疗反应,残留肿瘤细胞比例66%~100%;1级(ypV2):轻微有效,残留肿瘤细胞的比例在1/3~2/3之间;2级(ypV1):中等有效,残留肿瘤细胞的比例在1%~33%;3级(ypV0):明显有效,无残留肿瘤细胞[13]。2005年,Chirieac等[14]提出食管癌评估的4级系统:A,无肿瘤残留;B,残留肿瘤比例1%~10%;C,残留肿瘤比例11%~50%;D,残留肿瘤比例大于50%。后续出现的关于肿瘤组织病理消退分级系统,包括5级、4级、3级和2级的分级系统,其分级的两个主要原则分别是:(1)残余肿瘤与纤维化改变的关系;(2)残余肿瘤占原瘤床的比例。如在Mandard等[12]分级基础上改进的美国癌症联合委员会(AJCC)/美国病理学家学院(CAP)[15]、Ryan系统[16]分级的依据是残余肿瘤与纤维化间的关系;Donington等[17]、Becker等[18]、Baldus等[19]、Swisher等[20]、Wu等[21]、Schneider等[22]、Hermann等[23]系统的依据是残余肿瘤占原瘤床的比例。关于选择什么分级系统,不同病理医师间缺乏共识。Westerhoff等[24]调查西方不同消化系统病理学家如何进行肿瘤消退评估,发现不同地区的病理学家选择的分级系统存在差异,在美国和加拿大,最常用AJCC/CAP系统;在欧洲,Mandard系统更常用;在日本和韩国,JSED系统最常用。一些研究对不同的分级系统进行了比较。Lerttanatum等[25]研究中,认为Schneider系统优于Mandard、Chirieac、Hermann和JSED系统。Wang等[26]研究中对JSED系统和Becker系统进行了比较,发现不同的系统存在不同的优势。需要指出的是,肿瘤消退分级(tumor regression grading)与肿瘤残留分级(tumor residual grading)的简写均为“TRG”,很大程度上会误导临床病理医师的判读工作。在用数字指代时,有的学者用逐渐增大的数字顺序代表反应效果越来越明显,而另一些学者则指代反应效果越来越差的现象。综上所述,我们认为在临床病理报告中,病理医师应客观记录残余肿瘤的百分比,这将更有助于临床医师感知治疗效果,避免对诊疗决策制定和病理医师之间的交流学习带来混淆和误判。而对原瘤床的识别与判断将影响评估结果,仍然是病理工作中的难题与挑战。
3.肿瘤细胞分化情况:治疗相关的改变包括核浓染、核多形性、胞质空泡变等,而传统WHO分级方法(主要依靠角化、细胞间桥、细胞异型性、核分裂象等)针对自然状态的食管癌细胞,不适宜用于新辅助治疗的食管癌进行准确的组织学分级。新近的研究提出利用肿瘤细胞芽和残余肿瘤巢大小评估细胞分离等级(cellular dissociation grades),可以反映肿瘤分化情况。肿瘤细胞芽现象评分:1分,无肿瘤芽;2分,低肿瘤芽(<5/HPF);3分,高肿瘤芽(≥5/HPF)。肿瘤巢大小评分:1分,大细胞巢(>15个细胞);2分,中间细胞巢(5~15个细胞);3分,小细胞巢(2~4个细胞);4分,单个细胞。两者得分总和即细胞分离等级得分(2~7分):2~3分为G1(高分化),4~5分为G2(中分化),6~7分为G3(低分化)。在食管鳞癌中研究发现,这种分级方法优于WHO分级方法[27],而且在头颈部、宫颈和肺等部位鳞癌中得到验证。Jesinghaus等[28]发现细胞分离等级分级,在食管鳞癌新辅助治疗前后标本中保持了较高的一致性,与肿瘤消退反应相对应。
4.肿瘤消退模式:在讨论病理完全消退患者是否可以免除手术切除食管这个问题之前,需要了解肿瘤残留在食管壁上的位置和肿瘤整体消退方向。依据残余肿瘤主体的位置将残留肿瘤分为4类:(1)Ⅰ型(浅层残留):残留肿瘤细胞位于黏膜层或黏膜层和黏膜下层;(2)Ⅱ型(中央残留):残余肿瘤细胞位于黏膜下层或黏膜下层和固有肌层;(3)Ⅲ型(深层残留):残余肿瘤细胞位于固有肌层或固有肌层和外膜层;(4)Ⅳ型(弥漫残留):残留肿瘤细胞分布在3层及以上[29]。Chao等[30]认为存在肌层或外膜层残留的食管鳞癌,大多数同时存在黏膜层和黏膜下层残留,肿瘤距离管腔的平均距离为0.5 mm。这意味着接受新辅助治疗的食管鳞癌患者,可以进行内镜活检判断治疗反应。相应,肿瘤的消退方向分为4类:(1)向管腔消退:固有肌层和外膜层的肿瘤细胞消退多,黏膜层和黏膜下层消退少;(2)背管腔消退:固有肌层和外膜层的肿瘤细胞消退少,黏膜层和黏膜下层消退多;(3)同心样消退:黏膜层和外膜层消退多,黏膜下层和固有肌层消退少;(4)随机样消退:各层次消退比例相似。Shapiro等[29]研究认为向管腔消退和同心样消退的模式更常见。而我们的研究中发现随机样消退模式更常见[31]。进一步的大规模研究验证,将有助于临床医师制定最佳的治疗和随访策略。
5.病理分期:第8版AJCC分期的创新之处在于对接受新辅助治疗且有病理活检的病例进行了单独分期,用ypTNM来评估新辅助治疗食管癌患者。(1)新辅助治疗引起的肿瘤纤维化致使食管壁各层次的界限显示不清,各解剖层次的标志物可能消失也增加了评估的难度。在第8版AJCC分期中,一些T分期进行了联合(N0+ypT0-2为ypⅠ期;N1+ypT0-2为ypⅢA期;N2+ypT0-3为ypⅢB期;N3+ypT1-4为ypⅣA期),这也突出了淋巴结评估的重要性[9]。(2)出现新辅助治疗后的病理类别:ypT0N0-3M0和ypTisN0-3M0。(3)未提及分化对肿瘤分期的影响。在403例接受新辅助治疗的食管鳞癌患者中,研究者发现依据第8版AJCC的ypTNM分期,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期5年总生存率分别是65%、44%、34%和16%;而依据第7版TNM分期,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期5年总生存率分别是58%、52%、22%和12%[32]。相比之下,第8版的ypTNM分期更能将不同预后的患者区分开来,有利于分层指导后续的治疗。
肿瘤消退分级被用于临床实践,作为食管鳞癌治疗反应的标志物、研究和临床试验的终点。病理完全消退和近完全消退被认为能够提示患者预后好[22]。对于病理完全消退患者,肿瘤是否会出现复发转移,是研究的热点。Leng等[33]对NEOCRTEC5010结果进行分析,发现43.2%获得病理完全消退的食管鳞癌患者中,复发率为13.9%,其中2.5%出现局部淋巴结转移,10.1%出现远处淋巴结转移(锁骨上和腹主动脉旁),1.3%出现局部和远处淋巴结转移。另有研究报道,43.2%获得病理完全消退的食管鳞癌患者中,5年总生存率和无病生存率分别为79.3%和77.0%[34]。Miyata等[35]在405例食管鳞癌的研究中,发现肿瘤消退分级不是影响患者预后的独立危险因素。Wang等[26]175例新辅助食管鳞癌数据中,肿瘤消退分级虽然在总体上反映了患者预后的差异,但是不能将全部患者的预后进行分层。肿瘤消退分级评估结果还受到病理医师经验以及手术标本处理等因素影响,它的预后意义目前尚存在争议。
食管癌新辅助治疗后,细胞分离等级G1肿瘤的总生存率和无病生存率分别是77.9%和83.9%,细胞分离等级G2为57.7%和52.2%,细胞分离等级G3为51.0%和45.5%,差异有统计学意义(P=0.038和0.003);而且在肿瘤残留<10%的患者中,细胞分离等级高分级同样提示预后较差[28]。Hashimoto等[36]发现不同的食管鳞癌残留模式能提示患者预后情况:Ⅲ型(深层残留)和Ⅳ型(弥漫残留)患者2年内胸膜播散和远处转移的比率明显高于Ⅰ型/Ⅱ型(22.8%对比7.1%,P=0.033),但是4种模式的2年总生存无明显差异(Ⅰ型88.0%、Ⅱ型86.9%、Ⅲ型74.1%、Ⅳ型81.3%,P=0.948)。ypTNM分期被认为是新辅助治疗食管鳞癌患者最强的预后因子,而且不会出现前述分级系统的歧义。我们175例食管鳞癌的研究中,ypⅠ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ期的5年无瘤生存率和总生存率分别是60.9%/67.0%,44.3%/52.1%,48.4%/43.2%和0[37]。
食管鳞癌新辅助治疗患者的预后研究中,淋巴结的病理评估受到较多的关注。研究报道在切除淋巴结数目少于20枚的食管鳞癌患者中,患者的临床分期的预后意义容易被低估[38]。也有研究指出少于28枚淋巴结ypN0患者中,ypT分期的预后意义不准确。尽管CAP指南中并没有指出新辅助治疗后标本淋巴结清扫的数目,但是美国国立综合癌症网络(NCCN)指南中推荐至少15枚淋巴结[39]。一些研究中发现淋巴结数目(≥15和<15)与预后没有显著的差异[40]。而一项基于1 373例病理完全消退食管鳞癌和食管腺癌的研究发现,清除淋巴结数目≥15枚的患者预后更好(66.7%对比51.1%)[41]。所以,关于淋巴结清除数量的预后价值,尚存在争议。相同T分期的患者中,新辅助治疗后淋巴结阳性的鳞癌患者预后更差[33]。有研究认为新辅助治疗后淋巴结阳性状态是食管鳞癌患者的独立预后因素[42]。除了清除淋巴结数量和阳性数量,阳性淋巴结的位置以及阴性淋巴结中存在治疗消退改变,也将预测后续食管鳞癌复发和患者预后,影响后续治疗模式和随访策略。
食管鳞癌中,病理完全消退的比例为28.9%~44.9%,影响病理完全消退反应的因素比较复杂。既往的研究认为肿瘤分化差、分期晚是治疗反应差的影响因素。Blum Murphy等[43]对911例新辅助食管鳞癌和食管腺癌患者的临床资料进行整理,发现相比高中分化患者病理完全消退率为31.9%,差分化患者仅18.5%;相比T1/T2期患者病理完全消退率37.3%,T3/T4期患者仅22.1%;病理完全消退患者倾向于年轻、T分期较早(T1/T2)的患者。Lin等[44]提出基于性别、临床T分期、分化、PET的SUV值及活检结果的nomogram能够预测病理完全消退。
一些研究认为延长新辅助治疗和手术治疗的时间间隔,能提高患者的病理完全消退比例。新辅助治疗导致细胞死亡,激活体内特异的免疫反应,进而增强机体的免疫监控和肿瘤消除能力。因而延长两者的时间间隔,能为免疫系统提供更多的时间来抵抗肿瘤,以提高病理完全消退率。但是具体的间隔时间,目前尚存在争议。NCCN和JSED推荐放化疗后3~4周来评估肿瘤反应情况,一些研究发现7~12周后评估肿瘤治疗反应最佳。
免疫微环境被认为与食管鳞癌放化疗疗效存在紧密的关系。Zhang等[45]研究中发现基于4个基因(SERPINE1、MMP12、PLAUR和EPS8)的免疫相关特征评分是病理完全消退的独立影响因子。也有研究指出治疗前活检标本中较高CD4和CD8阳性淋巴细胞浸润、PD-L1高表达的患者更容易获得病理完全消退。研究认为新辅助放化疗前后绝对淋巴细胞计数、中性粒细胞与淋巴细胞比率和血小板与淋巴细胞比率与病理完全消退状态密切相关。有学者认为肠道微生物的类型和比例将影响新辅助治疗的治疗反应。也有研究认为分子标志物如p53、干细胞标志物CD44、Nampt等能预测食管鳞癌新辅助治疗的疗效。然而,目前尚缺乏预测新辅助治疗反应的可靠分子标志物。
综上所述,术前新辅助治疗已经成为局部进展期食管鳞癌的标准治疗模式。伴随而来数十种残余肿瘤评估体系以及反方向的定义方式(如tumor regression grading和tumor residual grading均可简写为TRG,却代表相反的含义),以及数字大小顺序和指代的意义相矛盾,为临床病理医师的应用和理解带来不小的困惑与挑战,临床病理报告中标注明确数值的残余肿瘤百分比或者更简化明了的分级系统,可能会缓解这个问题。ypTNM分期更加客观地反映残余肿瘤在食管壁和淋巴结中的分布情况,探索如何将其与肿瘤治疗反应相结合将更准确地预测患者预后。总而言之,临床病理医师在日常工作中提高对食管鳞癌治疗后相应组织学改变的认识,作出准确的病理评估,将为后续临床决策制定和分子机制研究提供更可靠的证据。
所有作者声明无利益冲突
蒋冬先, 侯英勇. 食管鳞状细胞癌新辅助治疗的临床病理评估问题[J]. 中华病理学杂志, 2023, 52(1): 95-100. DOI: 10.3760/cma.j.cn112151-20220511-00394.
1.食管癌新辅助治疗后引起一些病理形态的改变,哪些继发改变易误判断为肿瘤残留()
A.大量的无细胞角化物伴随多核巨细胞反应
B.核不清楚的“鬼影”肿瘤细胞
C.以上都是
2.针对食管癌新辅助治疗后,残留肿瘤评估的肿瘤消退分级系统,哪个评估系统主要是依据残余肿瘤与纤维化改变的关系()
A.Becker系统
B.JSED系统
C.Mandard系统
3.细胞分离等级得分中,相当于高分化的是()
A.2~3分
B.4~5分
C.8~9分
4.第8版AJCC分期的创新之处在于对接受新辅助治疗且有病理活检的病例进行了单独分期,用哪个分期来评估新辅助治疗食管癌患者()
A.pTNM
B.TNM
C.ypTNM
5.新辅助治疗食管癌患者,已报道的预后影响因素有()
A.肿瘤消退分级
B.肿瘤残留模式
C.以上都是





















