第26回日本臨床細胞学会関東連合会

脳腫瘍病理診断の要点
中里 洋一
群馬大学大学院医学系研究科病態病理学分野（2012年 9月 8日, 高崎市）

脳腫瘍
• 定義：頭蓋腔内に発生する腫瘍• 特徴– 発生頻度は低い。
– 腫瘍型が多い。
– 良性型～悪性型– びまん性に浸潤するものがある。
– 中枢神経機能を障害：痙攣発作、巣症状– 頭蓋内圧亢進、水頭症、脳脊髄液播種– 膠芽腫の累積生存率は、1年 55.2%, 5年 7.0%

脳腫瘍の診断と分類• 脳腫瘍の研究，治療には  診断が必要– 腫瘍型が多い： 133種類– 生物学的性質が多様： 良性～悪性腫瘍• 診断の根拠：分類体系– 形態の類似性，組織発生，悪性度• 分類の標準化– ＷＨＯ分類（2007年）– 脳腫瘍取扱い規約分類（2010年）

WNO Consensus Meeting

DKFZ in Heidelberg, Nov 17 & 18, 2006

WHO2007脳腫瘍取扱い規約

脳腫瘍の診断• 診断のtarget– 腫瘍か、非腫瘍か？
– どの細胞に由来する腫瘍か？
– 良性か、悪性か？

• 診断のmodality– 臨床的診断– 画像診断– 病理学的診断– 分子遺伝学的診断

病理学的診断• 病理形態学：「病気を細胞･組織･器官の形態異常として把握し解析する学問」• 形態学的診断の特徴
 形態の持つ情報量は極めて大きい ヒトの視覚情報処理（パターン認識）を利用
 静的情報なので繰り返して解析が可能

脳腫瘍病理診断:技術の進歩• 19世紀Macroscopy
Light microscopy• 20世紀HistochemistryElectron microscopy
Immunohistochemistry• 21世紀In situ hybridization
FISH, CGH, microdissection

脳腫瘍の病理診断の実際• 目的： 腫瘍か？、由来は？、悪性か？
• 検体の種類– 術中迅速／手術・生検／剖検

• 検索方法：– Light microscopy– Immunohistochemistry– (Electron microscopy)– Genetic analysis• 診断結果： 腫瘍名＋WHO grade

脳腫瘍の術中迅速診断• 迅速性と正確な診断が要求される。
• 組織標本（クリオスタット）と細胞標本（塗沫法、圧挫法）を併用する。
• 診断により手術方針が変更される腫瘍– glioblastoma vs malignant lymphoma vsmetastatic tumor vs abscess– germinoma vs mixed germ cell tumor

Oligodendroglioma, frozen section

Oligodendroglioma, smear preparation

GBM, frozen section

GBM, smear preparation

frozen section GBM

smear preparation

Lymphoma, frozen section

frozen section Lymphoma

smear preparation

Lymphoma, lymphoglandular bodyMeningioma, frozen section

Meningioma, smear preparation

Schwannoma

frozen section Schwannoma

smear preparation

脳腫瘍の術中迅速診断• 臨床情報、画像情報を吟味する。
• 凍結切片：細胞密度、組織構築に注目• 塗沫標本：核と細胞質の微細な形態• 診断時に術者と直接情報交換をする。
• 控えめな診断に留めてかまわない。
– “low grade glioma”– “high grade glioma”– “meningioma”

生検・手術例の診断• 光顕像が診断の基礎– 細胞密度、細胞形態、組織パターン• 免疫染色は診断精度を高める。
– 細胞特異抗原、遺伝子産物、増殖能• 電顕と遺伝子解析はオプショナル– 新規腫瘍型の確立には電顕が必須– 遺伝子解析には生材料の凍結保存を

Cellularity
LowModeratePilocytic a.
Subependym.

Diffuse astro.
Gangliogliom.
DNT
Schwannoma

Slightly highHigh

Oligodendrogl. Glioblastoma
Ependymoma Anaplastic
Meningioma
oligodendrogl.
Pituitary aden. Anaplastic
ependymoma

Very highMedulloblast.
PNET
Lymphoma
Germinoma

Normal cell

Tumor cell

Diagnosis
Diffuse astrocytoma
Anaplastic astrocytoma
Pilocytic astrocytoma
Subependymal giant cell
astrocytoma
Gliobalstoma
Oligodendroglioma
Anaplastic oligodendroglioma
Oligoastrocytoma
Anaplastic
oligoastrocytoma
Ependymoma
Anaplastic ependymoma

Normal Cell

Tumor cell

Diagnosis
Medulloblastoma
PNET
Atypical teratoid/rhabdoid
tumor
CNS neuroblastoma
Ependymoblastoma
Schwannoma
MPNST
Neurofibroma

Meningioma
Atypical meningioma
Anaplastic meningioma

Arrangement

Name

Papillary structure

Tumor
Choroid plexus papilloma
Papillary ependymoma
Myxopapillary ependymoma
Papillary meningioma
Schwannoma

Nuclear palisading

Meningioma
Whorl formation

Perivascular pseudorosette

Ependymoma
Astroblastoma
Astrocytoma
Glioblastoma

Arrangement

Name

Tumor
Germinoma

Two cell pattern

Stag horn vessels

Hemangiopericytoma
Solitary fibrous tumor
Mesenchymal chondrosarcomaEpendymoblasticrosette

Ependymoblastoma
ETANTR
Medulloepithelioma

Microvascularproliferation

Glioblastoma
Anaplastic oligodendroglioma
Anaplastic ependymoma

脳腫瘍の光顕像• 細胞密度： 5段階 → およその悪性度• 細胞形態： 類似性 → 組織由来を示唆
同上 ： 核異型 → gradeを示唆• 組織構築： 多種類ある
a. 腫瘍型に特異的なもの
b. いくつかの腫瘍型に出現するもの
c. 腫瘍の悪性度を示唆するもの

脳腫瘍と免疫染色• 神経組織特異抗原の存在• 免疫組織化学的方法の進歩• 抗体作製： モノクローナル抗体法• 脳腫瘍診断への応用– 細胞由来の同定– 細胞増殖能の評価– 遺伝子異常の推定

細胞特異マーカー
増殖マーカー
異常な遺伝子産物

診断に頻用する抗原• Glioma: GFAP, S-100P, Olig2, nestin, mIDH1• Neuronal, glioneuronal tumor: NFP, synaptophysin,NeuN, chromogranin A, Olig2• Embryonal tumor: INI-1• Nerve tumors: S-100P, Schwann/2E, vimentin• Meningioma: EMA, vimentin, D2-40, CD34
• Germ cell tumor: PLAP, c-Kit, Oct4, D2-40• Lymphoma: CD3, CD5, CD10, CD20, bcl-2• Hemangiopericytoma, SFT: CD34
• Proliferating cells: Ki-67

診断に頻用する抗原• Glioma: GFAP, S-100P, Olig2, nestin, mIDH1• Neuronal, glioneuronal tumor: NFP, synaptophysin,NeuN, chromogranin A, Olig2• Embryonal tumor: INI-1• Nerve tumors: S-100P, Schwann/2E, vimentin• Meningioma: EMA, vimentin, D2-40, CD34
• Germ cell tumor: PLAP, c-Kit, Oct4, D2-40• Lymphoma: CD3, CD5, CD10, CD20, bcl-2• Hemangiopericytoma, SFT: CD34
• Proliferating cells: Ki-67

GFAP• Glial fibrillary acidic protein• グリア細線維を構成する49kDaの蛋白• 局在：astrocyte• 腫瘍：astrocytoma,oligodendroglioma,
ependymoma, etc.
＊pleomorphic adenoma

Diffuse astrocytoma, WHO grade II

Oligodendroglioma, WHO grade IIEpendymoma, WHO grade II

Olig2• basic helix-loop-helix 転写因子, 32 kDa• 胎生期の神経組織に発現：乏突起膠細胞と神経細胞の発生・分化に関与している。
• 正常： oligodendroglia• 腫瘍： oligodendroglioma,
oligoastrocytoma, diffuse astrocytoma,
pilocytic astrocytoma, glioneuronal tumorsOlig2

Normal white matter

OligodendrogliomaOlig2 expression in human brain tumors
Histology
Total－++++++－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
oligodendroglial tumors
40081319
oligodendroglioma
160367
oligoastrocytoma
30012
anaplastic oligo.
160358anaplastic oligoastro.
502
12
astrocytic tumors
3561766
pilocytic astrocytoma
40211
fibrillary astrocytoma
100
721
anaplastic astrocytoma
81313
glioblastoma
135521
central neurocytoma
6
6000
schwannoma
1111000－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

Yokoo H. 2003

鑑別診断： DA vs OA vs Oligo
Glioblastoma
Anaplastic A.

Anaplastic O.

Gemistocytic

Fibrillary Diffuse
Astrocytoma
Protoplasmic

Pilocytic A.

OA.

Oligodendroglioma

Astrocytoma

Olig2 SI= 48.5%

Oligoastrocytoma

Olig2 SI= 64.0%

Oligodendroglioma

Olig2 SI= 94.3%

Olig2 Staining Index
9080807070606050504030402030

10200100

1p19qLOH(-)

1p19qLOH(+)

Suzuki A, 2012

DNT

Olig-2 in glioneuronal tumors

RGNT
Matsumura N, 2012

Isocitrate dehydrogenase (IDH)• Yan H, Parsons DW, et.al.
IDH1 and IDH2 mutations in gliomas.
N Engl J Med. 2009; 360(8):765-73.
• Capper D, ,von Deimling A.
Characterization of R132H mutation-specific
IDH1 antibody binding in brain tumors.
Brain Pathol. 2010;20(1):245-54.

Yan H, et al. 2009mIDH1R132H

Capper D, et al. Brain Pathol. 2010

脳腫瘍とIDH1/2• クエン酸回路の酵素、アイソザイム• ある種のグリオーマで点突然変異• Astrocytoma, oligodendroglioma, oligoastrocytoma, secondary glioblastoma• 変異部位は、IDH1の R132H (84%)• R132H変異のIDH1に対する抗体開発• mIDH1の免疫組織化学的検索が可能

Glioma vs Gliosis

Glioma vs Gliosis
Underlying Lesion

nmIDH1(+)

WT1(+)

P53(+)

Adjacent metastasis
Brain invasive meningioma
Vascular malformation
Ischemia
Hemorrhage
CNS malformationHippocampal sclerosis
Unspecific inflammatory infiltrates
Abscess
PMLMultiple sclerosis
Vasculitis

298221372910368300000000000020231023231125387414936421200 (0%)

20 (17%)76 (63%)

Total

Capper D, et al. Am J Surg Pathol. 2010

Glioma vs Gliosis

mIDH1R132H

Tumor marginの評価

H&E
mIDH1

INI1
• Integrase interactor 1 gene
• Syn. hSNF5, SMARCB1• Locus: 22q11.2• Biegel JA (1999) : AT/RTではINI1に変異が見られる。Cancer Res 59: 74-79• Judkins AR (2004) : INI-1蛋白の抗体を用いてAT/RTの診断が可能。 Am J SurgPathol. 28: 644-650

Atypical teratoid/rhabdoid tumor, H.E.

Atypical Teratoid/Rhabdoid Tumor

Rhabdoid cells with intracytoplasmic filamentous inclusion

EMA

INI-1

Schwann/2E• 有髄性シュワン細胞と末性髄鞘を特異的に認識するモノクローナル抗体• （コスモ・バイオ株式会社，Cat No.GU01M02ASA）

Schwann/2E ← Adjacent sections → EM

Schwannoma

Traumatic neuroma

Schwann/2E• 末梢神経腫瘍における局在 *Schwannoma
72/92 (78.3%)
Neurofibroma
0/12 (0)MPNST
0/6 (0)Traumatic neuroma
3/3 (100)• その他の脳腫瘍 **Glioma, meningioma, etc 0/339 (0)*Arai H, 1998, ** Ikota H. 2006

細胞増殖マーカー• Ki-67 (MIB-1)– Antigen: intranuclear proteins, 345 & 395 kDa– Positive for cells in late G1, S, G2 and M phaseof the cell cycle• DNA topoisomerase IIα• Proliferating cell nuclear antigen• Thymidine-H3, BrdUAtypical meningioma: MIB-1 staining

Ki-67 (MIB-1) index• 脳腫瘍のgradingに利用する試み– Astrocytoma– Oligodendroglioma– Ependymoma– Meningioma
MIB-1 LI in astrocytomas
Tanaka G. 2004

FISH/CISH による解析• 1p/19q codeletion

oligodendroglioma• EGFR amplification

glioblastoma• PTEN deletion

glioblastoma• CDKN2A deletion

glioma• BRAF rearrangement

pilocytic astro.

• 22q11.2 deletion

AT/RT• 19q13.42 amplification

ETANTRFISH analysis: oligodendroglioma cell and ganglion cell

1p36(green)
1q25(orange)

19p13 (green)
19q13 (orange)

Tanaka Y, 2011

Embryonal tumor with abundant neuropil and true rosettes

FISH
Case 1, ETANTR

Red:

RP11-634C1(19q13.42)
Green: RP11-451E20(19p13.11)

Case 2, ETANTR

Red:
RP11-381E3(19q13.42)
Green: RP11-451E20(19p13.11)

Nobusawa S, 2012

脳腫瘍の病理診断：要点• 臨床情報、画像、手術所見で絞り込む• 光顕像と免疫染色が決め手– 良い標本を （固定，包埋，薄切，染色）– 標本の全体像から組織像，細胞像へ– 間質の所見も役立つ： 血管増殖像，基質– 免疫染色は抗体の選択と使用法が重要– 増殖能の評価： Ki-67 (MIB-1), PHH3

• 細胞遺伝情報は有用、電顕は補助的

共同研究者• 平戸 純子• 横尾 英明• 伊古田勇人• 田中 優子• 信澤 純人• 松村 望• 新井 秀雄• 新井 基展• 永石 雅也• 鈴木 文• 狩野（新井）華子• 山崎 博子• 横田 眞知子• 礒田 浩二第26回日本臨床細胞学会関東連合会学術集会
COI開示
筆頭演者名： 中里 洋一
今回の演題に関して開示すべきCOIはありません。