兒童鄰近膝關節(jié)骨肉瘤侵犯骨骺的組織形態(tài)學研究

曹斌 王臻 郭征 李靖 栗向東 范宏斌

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兒童鄰近膝關節(jié)骨肉瘤侵犯骨骺的組織形態(tài)學研究

曹斌 王臻 郭征 李靖 栗向東 范宏斌

【摘要】目的 觀察骨肉瘤對骨骺及骺板的侵犯方式及機制。方法 對 6 例骨肉瘤標本行顯微 CT 掃描和組織形態(tài)學觀察后，對骺板厚度及血管進行計量，并作統(tǒng)計學分析。病例年齡 7～14 歲，男 2 例，女4 例。股骨遠端 4 例，脛骨近端 2 例；6 例均為 Enneking II B 期和 San-Julian III 型。結果 股骨骨骺厚度：侵襲組平均厚度明顯低于未侵襲組 ( 1.60±1.03) mm，( 1.03±0.45) mm。同一標本破壞區(qū)域骺板厚度低于未破壞區(qū)域 [ 3 號標本：( 0.99±0.51) mm，( 2.16±0.50) mm；5 號標本：( 0.78±0.25) mm，( 1.33±0.41) mm ]，差異有統(tǒng)計學意義 ( t＝4.74，P＝0.001) ( t＝6.59，P＝0.001)；破壞區(qū)域血管數(shù)目高于未破壞區(qū)域 [ 3 號標本：( 2.32±1.32) 個，( 0.82±0.85) 個；5 號標本：( 1.80±1.19) 個，( 0.65±0.67) 個 ]，差異均有統(tǒng)計學意義( t＝4.46，P＝0.000) ( t＝3.74，P＝0.001)。形態(tài)學觀察共有 4 類表現(xiàn)：( 1) 骺板鈣化層消失；( 2) 篩孔樣破壞；( 3) 啞鈴狀破壞；( 4) 全層溶解；結論 腫瘤侵襲骺板使其平均厚度變薄，腫瘤組織邊緣的血管反應能促進對骺板的破壞。侵犯骺板的方式存在多樣性，骺板有選擇性穿孔的現(xiàn)象。

【關鍵詞】骨肉瘤；骨骺；膝關節(jié)；顯微 CT；生長面；骨腫瘤

膝關節(jié)周圍是骨肉瘤的好發(fā)部位，多見于骨骺未閉合的兒童及青少年。隨著新輔助化療和影像學的發(fā)展，保肢手術已成為主要的治療手段，國外報道保肢率達 70%～80%[1]，在保肢手術中如何能有效地保留骨骺，從而保留患肢關節(jié)功能及生長機能，是目前骨腫瘤外科面臨的新課題[2]。隨著影像學技術的發(fā)展，術前發(fā)現(xiàn)骨骺被腫瘤侵襲占很大比例，Manfrini 等[3]報道 85%～90%，Norton 等[4]報道80%。目前發(fā)現(xiàn)骨肉瘤侵犯骨骺的方式是以緊貼骺板橫向浸潤生長為主，腫瘤組織可使受侵犯骺板變薄，或穿越骺板侵犯骨骺，發(fā)生機制主要以血管的再生或再通有關[5]，骨肉瘤組織對骨骺的侵犯是否有多種方式或存在不同的病理分期研究較少，本研究通過對骺板未閉合的骨肉瘤標本進行顯微 CT 掃描觀察和組織形態(tài)學觀察，觀察腫瘤組織浸入骨骺的機制和方式做進一步的探討。

資料與方法

一、材料

1. 一般資料：取 6 例骨骺未閉合的普通型骨肉瘤標本，股骨遠端 4 例，脛骨近端 2 例，男 2 例，女 4 例；年齡 7～14 ( 11.5±2.5) 歲，術前采用一線化療方案 ( 洛鉑＋阿霉素，異環(huán)磷酰胺交替使用) 2～4 個周期。均行瘤段切除定制人工假體置換術，外科分期均為 Ennekingg II B 期，影像學分期均為San-Julian III 期 ( 表 1)。

2. 實驗主要試劑：蘇木精、伊紅染液 ( sigma，美國)，4% 多聚甲醛液，脫鈣液 ( 鹽酸 40 ml、甲酸40 ml、自來水 500 ml)。

3. 實驗主要儀器：顯微 CT ( GE Healthcare Locus SP)、Micview 分析處理軟件 ( GE)、HD-300生物組織自動脫水機、Leica RM2255 石蠟切片機、BM-IX 生物組織包埋機、CS-VI 型推片烤片機、顯微鏡 ( DMLA，Leica) 及圖像采集系統(tǒng) ( NISElementsF 3.2，Nikon)。

二、研究方法

1. 顯微 CT 掃描：標本經(jīng)固定后 24～36 h，修剪成 4 cm×4 cm×3 cm 大小，裝入大號量杯 ( 口徑44 mm) 掃描，選用美國通用公司 GE Healthcare Locus SP 顯微 CT，選用 40 μm 分辨率掃描。分析處理軟件為 Micview 三維重建處理軟件。

2. 骨標本的制備、組織學觀察及圖像分析：( 1)根據(jù)掃描結果對標本進行矢狀位及冠狀位連續(xù)切取組織塊，厚約 5 mm，每個標本可切取 8 個組織塊，肉眼觀察腫瘤的侵襲，編號并拍照；( 2) 將標本脫鈣后，用刀片修剪成 40 mm×26 mm 規(guī)格大小，每個組織塊常規(guī)切片 ( 厚度 4 μm)，蘇木精－伊紅 ( HE) 染色。顯微鏡觀察，進行 16～200 倍的顯微照相，編號、采集存盤。使用 Adobe photoshop 7.0 軟件對采集的圖片 ( 6～30 張) 進行自動整合獲得全景圖片。

3. 組織計量學指標采集：( 1) 骺板厚度的測量：從每個標本中 8 個組織塊中隨機抽取一張切片進行骺板厚度的測量。骺板的厚度包括生發(fā)層、增殖層、肥大層 ( 本組病例鈣化層均消失)。其中 2 例標本存在骺板部分破壞，對破壞區(qū)和未破壞區(qū)的骺板厚度進行了分組測量。測量步驟：每個切片均在 50 倍視野下進行顯微拍照。將所得圖像導入測量軟件視窗，調整出軟件測量參數(shù)，設置圖片的數(shù)字化比例尺，對既定指標測量，測量的間隔距離為1 mm，測量時應平行于細胞柱方向；( 2) 血管計數(shù)采集：對 2 例標本存在骺板部分破壞，用目鏡內(nèi)裝有 A100 單方格網(wǎng)尺在 100 倍視野下對破壞區(qū)和未破壞區(qū)的骺板中血管數(shù)目進行計數(shù)。

三、統(tǒng)計學處理

采用 SPSS 18.0 ( SPSS 公司，美國) 軟件進行統(tǒng)計學分析，骺板厚度、血管數(shù)目符合正態(tài)分布，用±s 描述，組間的均數(shù)比較采用成組設計 t 檢驗，檢驗水準 α 值取雙側 0.05。

結 果

一、組織計量學結果

1. 標本的一般資料及骺板平均厚度 ( 表 1)。

表1　一般資料及骺板平均厚度 ( n = 40，? ±s)Tab.1 General information and the average thickness of epiphyseal plate ( n = 40,±s)

表1　一般資料及骺板平均厚度 ( n = 40，? ±s)Tab.1 General information and the average thickness of epiphyseal plate ( n = 40,±s)

注：5 號標本骺板全層結構消失，無法測量數(shù)值Notice: Full-layer structures of the epiphyseal plate of No.5 specimen disappeared, can not be measured

編號　　性別　　年齡 ( 歲)　　診斷　　部位　　影像學分型　　骺板是否中斷　　骺板厚度 ( mm) 1 女11　　骨肉瘤　　右股骨　III　　否　1.30±0.45 2 女14　　骨肉瘤　　右股骨　III　　否　0.76±0.24 3 男13　　骨肉瘤　　左脛骨　III　　是　0.82±0.28 4 女7骨肉瘤　　右股骨　III　　是　2.09±1.20 5 女13　　骨肉瘤　　右脛骨　III　　是　　未測6 男11　　骨肉瘤　　右股骨　III　　是　1.11±0.45

2. 骺板中斷組與未中斷組股骨骺板厚度比較：骺板中斷組：5.0～0.4 ( 1.60±1.03) mm；未中斷組范圍：2.6～0.4 ( 1.03±0.45) mm。

3. 同一標本骺板厚度及血管數(shù)目比較 ( 表 2，3)：其中 2 例標本存在骺板部分破壞，對破壞區(qū)和未破壞區(qū)的骺板厚度進行了分組測量。

表2　3 號標本骺板厚度及血管數(shù)目 ( ? ±s)Tab.2 Thickness and the number of blood vessels of No. 3 specimens (±s)

表2　3 號標本骺板厚度及血管數(shù)目 ( ? ±s)Tab.2 Thickness and the number of blood vessels of No. 3 specimens (±s)

組別　　骺板厚度 ( mm) ( n = 16)血管計數(shù) ( 個) ( n = 22)破壞區(qū)　0.99±0.51　2.32±1.32未破壞區(qū)　2.16±0.50　0.82±0.85統(tǒng)計值　t = 6.59 P = 0.001 t = 4.46 P = 0.000

二、組織形態(tài)學結果

發(fā)現(xiàn)四類形態(tài)學圖像：A 類為干骺端腫瘤組織與骺板緊密接觸，骺板連續(xù)性存在，鈣化層消失 ( 圖 2)；B 類為篩孔樣破壞：骺板區(qū)呈多孔狀的破壞，骺板破壞區(qū)并沒有腫瘤組織，由紅骨髓組織通過 ( 圖 3)；C 類為啞鈴狀破壞：腫瘤呈單孔樣突破骺板，在骨骺內(nèi)形成類圓形的病灶，骨骺內(nèi)病灶對骺板雙側進行蟲蝕樣破壞，伴有毛細血管增生，形成“啞鈴狀”的侵襲方式，狹窄處正是骺板穿孔的部位 ( 圖 4)。D 類為全層溶解：腫瘤均勻突破骺板，骺板結構消失，僅在腫瘤組織內(nèi)可見殘留的軟骨島 ( 圖 5)。

另外在 3 號標本的顯微 CT 掃描中發(fā)現(xiàn)骺板中發(fā)現(xiàn)高密度組織 ( CT 值 2100) 橫穿骺板、結合 CT圖像得到了與掃描層面相符合病理大切片，發(fā)現(xiàn)為無細胞結構的死骨組織，周圍伴行有淋巴管樣組織，此外在其它切片也觀察到類似現(xiàn)象 ( 圖 6)。

表3　5 號標本骺板厚度及血管數(shù)目 (±s)Tab.3 Thickness and the number of blood vessels in No.5 specimens (±s)

表3　5 號標本骺板厚度及血管數(shù)目 (±s)Tab.3 Thickness and the number of blood vessels in No.5 specimens (±s)

組別　　骺板厚度 ( mm) ( n = 15)血管計數(shù) ( 個) ( n = 20)破壞區(qū)　0.78±0.25　1.80±1.19未破壞區(qū)　1.33±0.41　0.65±0.67統(tǒng)計值　t = 4.74 P = 0.001 t = 3.74 P = 0.000

圖1　骺板測量及血管計數(shù) a：骺板未破壞區(qū)厚度 ( HE × 50)；b：破壞區(qū)厚度 ( HE × 50)；c：骺板破壞區(qū)血管計數(shù) ( HE × 200)；d：未破壞區(qū)血管計數(shù) ( HE × 100)Fig.1 Thickness and vascular count of epiphyseal plate a: The thickness of the epiphyseal plate in not damaged area ( HE × 50); b: The thickness of the epiphyseal plate in damage area ( HE × 50); c: The number of vascular damage area epiphyseal plate ( HE × 200); d: The number of vascular counts in not damaged area epiphyseal plate ( HE × 100)

圖2　1 號標本骺板圖組 a：術前 MRI T1 像；b：顯示腫瘤組織與骺板接觸 ( HE × 50)；c：骺板鈣化層消失 ( HE × 100)圖3　6 號標本骺板破壞圖組 a：MRI T1 像顯示股骨遠端病灶邊緣有等信號影侵入骨骺；b：實體顯示腫瘤與破壞區(qū)骺板間隔髓內(nèi)組織；c：骺板呈多孔樣破壞，有增生的骨髓組織通過，未見腫瘤細胞 ( HE × 100)；d：骺板呈多孔樣破壞，有增生的骨髓組織通過，未見腫瘤細胞 ( HE × 16)Fig.2 Figure group of No.1 specimens a: MRI T1images before operation; b: Osteosarcoma in contact with the epiphyseal plate ( HE × 50); c: Calcified layer of epiphyseal plate disappears ( HE × 100)Fig.3 Figure group of No. 6 specimen a: MRI T1Image display medium signal in violation of epiphyseal in the distal femoral; b: Boundary of the Osteosarcoma and the invaded area of the epiphyseal plate was not fully contact; c: Epiphyseal plate present cellular damage, bone marrow tissue through the perforated area, but did not see the tumor cells ( HE × 100); d: Epiphyseal plate present cellular damage, bone marrow tissue through the perforated area, but did not see the tumor cells ( HE × 16)

在此標本上還發(fā)現(xiàn)了骺板內(nèi)呈水平方向走形的血管組織 ( 圖 7)。

圖4　3 號標本骨骺內(nèi)病灶圖組 a：MRI T1 像顯示低信號侵入骨骺；b：實體骨骺內(nèi)病灶；c：顯微 CT 骨骺內(nèi)病灶；d：合成病灶全景圖 ( HE × 16)；e：骺板呈單孔樣破壞，骺板兩側 ( 生發(fā)層、肥大層) 均有破壞 ()，增生的血管位于生發(fā)層 () ( HE × 100)Fig.4 Figure group of No.3 specimen a: MRI T1Image display low signal get into epiphyses; b: Epiphyseal lesion in the specimens; c: Epiphyseal lesion in the Micro-CT; d: Features of lesions panorama consistent with MRI and Micro-CT ( HE × 16); e: The green circle enlarge figure, the lesion of the epiphyseal plate appears as a single-hole, on both sides of the epiphyseal plate were damaged (), hyperplastic blood vessels in the germinal layer () ( HE × 100)

圖5　5 號標本骺板破壞圖組 a：X 線正位顯示骨骺內(nèi)未見病灶；b：MRI T1 像顯示骨骺內(nèi)低信號；c：實體可見骺板消失；d：骺板結構消失( HE × 16)；e：?區(qū)放大，病灶內(nèi)可見殘留的軟骨島 ( HE × 200)Fig.5 Figure group of No.5 specimen a: X-ray showed no lesions in the epiphyses; b: MRI T1 image display low signal getting into epiphyses; c: Physical specimen showed epiphyseal plate disappearance; d: Histological structure of epiphyseal plate was completely damaged, there is only residual cartilage island ( HE × 16); e: The ?circle shows enlarged figure, the cartilage island in osteosarcoma tissue ( HE × 200)

圖6　3 號標本骨橋圖組 a：實體可見骨骺結構正常，骺板內(nèi)骨橋 (?)；b ~ c：顯微 CT 斷層及 3 D 重建可見骺板內(nèi)骨橋組織，CT 值2100；d：骨橋組織位于骺板內(nèi)；e：綠圈放大區(qū)，無細胞結構的骨橋，周圍有血管增生 ( HE × 50)圖7　3 號標本血管圖組 a：冠狀位切片可見骺板內(nèi)管腔樣組織 ( HE × 16)；b：?區(qū)顯示為動脈管腔樣結構 ( HE × 100)；c：?區(qū)可見管腔內(nèi)有紅細胞通過 ( HE × 200)Fig.6 Figure group of bony bridge a: Physical specimen showed normal epiphyseal structure, bony bridge formed within the epiphyseal plate (); b - c: Image of bony bridgein Micro CT and 3-dimensional structure ( CT values = 2100); d: Pathological histology showed bony bridge is located in the epiphyseal plate ( HE × 16); e: The green circle shows enlarged figure, No cells within the bony bridge, angiogenesis around bony bridge ( HE × 50)Fig.7 Figure group of blood vessels in epiphyseal plate a: Blood vessels of the Epiphyseal plate in coronary pathological slices ( HE × 16); b: structure of the artery (, HE ×100); c: Red blood cells through the lumen (, HE × 200)

討 論

近年來的臨床觀察結果表明骺板不能對腫瘤組織起到絕對的屏障作用。Ennenking 等[6]對 24 例骺板未完全閉合的骨肉瘤進行了觀察，發(fā)現(xiàn)骨骺被腫瘤侵犯為 70.8%；Siomn 和 Bos[5]報道為 88.5%；Ghandur-Mnaymneh 等[7]的報道為 85.7%；Jose 等[8]報道的概率為 50%，并對傳統(tǒng)的“骺板屏障”觀點的正確性提出了質疑，認為骺板被干骺端骨肉瘤的侵襲只是時間問題。本研究中同時期兒童骨肉瘤發(fā)生骺板侵犯的概率為 83.3% ( 10 / 12)，與文獻報道相近。在對以往的骨骺受到侵襲病例中多數(shù)作者均發(fā)現(xiàn)骺板有著不同程度的變薄[4,9-10]，但缺乏具體的測量，缺少統(tǒng)計學結果。本次研究中，將侵犯組與未侵犯組的厚度 ( 股骨遠端) 進行統(tǒng)計學分析，發(fā)現(xiàn)侵襲組骺板平均厚度明顯高于未侵襲組，推斷侵犯組的骺板平均厚度較大。在同一標本上骺板破壞區(qū)域的血管數(shù)目明顯高于未破壞區(qū)域，腫瘤侵襲使骺板厚度變薄。目前主要有兩種理論來解釋骨肉瘤在擴散中如何跨越骺板[6]。第一種認為在干骺端與骨骺間存在生理性穿越骺板的血管，骨肉瘤正是通過此通道侵襲骨骺[4,8]，對于這些血管是否存在具有爭議。于秀淳等[11]通過動脈造影檢查證明了骨肉瘤穿越骺板有血管的再通和異常增生，同時發(fā)現(xiàn)在病變區(qū)和骺板。骨骺瘤染區(qū)間有異常的血管相連。本次研究沒發(fā)現(xiàn)有血管組織貫穿骺板，但發(fā)現(xiàn)與骺板平行的血管組織，其中包括靜脈及小動脈。第二種理論認為腫瘤組織邊緣強烈的血管反應能促進骨肉瘤的擴散，Jose 等[8]觀察到腫瘤周圍間質的血管增生促進了其對骺軟骨細胞柱的滲入。本研究支持這一理論，觀察到在骺板穿孔處出現(xiàn)異常增多的血管組織，與未穿孔區(qū)比較，二者差異有統(tǒng)計學意義( t＝4.74，P＝0.001)。

在第 2 種篩孔樣破壞病例中，發(fā)現(xiàn)術前 MRI T1加權像上骨骺內(nèi)出現(xiàn)等信號，經(jīng)病理證實為紅骨髓組織 ( 可見大量紅細胞及淋巴細胞)，沒有腫瘤細胞，與腫瘤組織緊密接觸的骺板未出現(xiàn)穿孔，在腫瘤邊緣與穿孔骺板之間為增生的骨髓組織，腫瘤組織被阻擋在骨髓區(qū)域之外。Hoffer 等[9]通過對40 例骨肉瘤患者進行 T1WI、STIR 以及動態(tài)增 MR ( DEMRI) 檢查，在骨骺受侵犯 T1WI 表現(xiàn)為過渡信號 ( 介于腫瘤與正常組織) 時，則可能為水腫、造血性紅髓或新生血管影。Ryan 等[12]發(fā)現(xiàn)在骨肉瘤患者使用化療和粒細胞刺激因子后會出現(xiàn)骨髓逆轉現(xiàn)象，即骨骺內(nèi)黃骨髓可轉化為紅骨髓，從而在 MRI出現(xiàn)假陽性的骨髓轉移情況。鄧志平等[13]對新輔助化療后骨肉瘤的 MRI 觀察中發(fā)現(xiàn)病灶骨干端及對側肢體的髓腔內(nèi)的異常信號，對異常信號區(qū)取材經(jīng)病理證實為增生的骨髓組織，無腫瘤組織，考慮與骨髓逆轉換有關。張慶喜[10]等在對骨肉瘤反應區(qū)的研究中認為反應區(qū)可分為腫瘤反應區(qū)和髓內(nèi)骨膜反應區(qū)，骨膜反應區(qū)的構成主要以紅細胞為主。在對基于上述研究，認為紅骨髓的出現(xiàn)可能與骨髓逆轉或反應區(qū)有關，逆轉換可能出現(xiàn)的病灶的骨干側，也可能出現(xiàn)在關節(jié)側。骺板穿孔并不在與腫瘤接觸的區(qū)域，而是選擇性地出現(xiàn)在骨髓逆轉換區(qū)或反應區(qū)有待于進一步研究。

Jesus-Garcia 等[14]在研究中發(fā)現(xiàn)骨肉瘤侵蝕骨骺是通過骺板的中央部侵蝕骨骺，其發(fā)生是腫瘤通過已存在的管道侵蝕骨骺；本研究第 3 種啞鈴狀破壞形態(tài)學表現(xiàn)與之相符，即中心型呈錐狀突破骺板侵入骨骺，發(fā)現(xiàn)侵犯區(qū)的骺板并不是均勻破壞，而是呈單孔樣突破骺板，在骨骺內(nèi)形成類圓形的病灶，而后在骺板兩側破壞，形成“啞鈴狀”的侵襲方式，“啞鈴”腰部正是骺板穿孔的部位。基于以上現(xiàn)象提出假設：骺板穿孔具有選擇性，骺板對腫瘤組織有屏障作用，與肥大層致密的軟骨細胞有關，穿越到骨骺內(nèi)病灶對骺板生發(fā)層的破壞，其較為稀疏的軟骨細胞有關，隨著腫瘤組織進一步侵犯骺板，骺板選擇性穿孔的原因，有待于進一步研究。

第 4 種為骺板全層破壞，MRI 表現(xiàn)為干骺端腫瘤組織呈中心型侵入，骨骺中心可見腫瘤組織的低信號，病理切片顯示骺板結構消失，腫瘤組織內(nèi)可見殘留的軟骨島，這與 Jose 等[8]在骺板對干骺端骨肉瘤屏障作用的組織學研究結果一致。

在病例 3 中骨骺未侵犯的骺板中發(fā)現(xiàn)存在類骨樣組織 ( CT 值 2100)，進一步觀察顯示無細胞結構的死骨組織，周圍伴行有血管組織，考慮為骺板間的骨橋。呂學敏等[15]在骨骺損傷的動物模型中經(jīng)顯微 CT 觀察到損傷的骺板中有骨橋形成，并在骨橋形成區(qū)發(fā)現(xiàn)有血管內(nèi)皮細胞生長因子 ( VEGF) 的增強表達，提示 VEGF 表達增強可能是啟動骺板內(nèi)骨橋形成的關節(jié)步驟，3 號標本的骨橋周圍明顯的血管反應與其相關，骨橋的形成可能參與腫瘤侵犯骺板的過程。

本研究結果顯示骺板穿孔區(qū)域骺板厚度與未穿孔區(qū)厚度有差異性，骺板穿孔區(qū)血管數(shù)目與未穿孔區(qū)血管數(shù)目有差異性，這種差異性均有統(tǒng)計學意義。侵犯骺板的方式存在著多樣性 ( 啞鈴狀、骺板自發(fā)穿孔、全層溶解)，在腫瘤侵犯骺板過程中骺板有選擇性穿孔的現(xiàn)象，認為骺板對腫瘤組織有一定的屏障作用，腫瘤侵襲骺板使其平均厚度變薄，腫瘤組織邊緣的血管反應能促進骨肉瘤對骺板的破壞?；谏鲜鲇^察認為骨肉瘤組織對骨骺的侵犯可能存在不同的病理分期：( 1) 接觸期：腫瘤組織與骺板緊密接觸，被骺板阻擋后主要以橫向浸潤為主，在此過程中侵犯骺板的鈣化層或肥大層；( 2)穿孔期：隨著腫瘤邊緣強烈的血管反應，骺板出現(xiàn)選擇性穿孔，腫瘤組織或增生的骨髓組織穿越骺板；( 3) 全層溶解期：干骺端及骨骺病灶對骺板兩側進一步侵犯，骺板逐漸消失，殘留部分軟骨島。

限于在體研究方法的局限性，本實驗中使用了形態(tài)學觀察方法，對此過程中可能發(fā)生的生物分子的調控缺乏深入的研究，在觀察到腫瘤組織對骨骺的侵犯可能需要更為微觀的觀察方法才能準確認識，骨骺出現(xiàn)的選擇性穿孔的機制和骨橋的形成仍需更為深入的認識。另外本研究樣本量較少，有待于后續(xù)研究增加樣本量進行統(tǒng)計學的檢驗。

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( 本文編輯：李貴存)

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A histomorphological study on epiphyseal involvement caused by osteosarcoma around the knee joint in children CAO Bin, WANG Zhen, GUO Zheng, LI Jing, LI Xiang-dong, FAN Hong-bin. Department of Orthopedic Oncology, Xijing Hospital, The Fourth Military Medical University, Xi’an, Shanxi, 710032, PRC

【Abstract】Objective To observe and analyze the forms and mechanism of osteosarcoma infringing on epiphyses and growth plate. Methods Specimens of osteosarcoma from 6 cases with osteosarcoma ( 2 were male and 4 were female) were observed from 2013 to 2014 through optical microscope and micro-CT scans; the thickness and blood vessels of the growth plate were measured and a statistical analysis was performed. The average age of the patients was 11.5 years ( range: 7 - 14 years). Four cases had distal femoral and 2 cases had proximal tibial osteosarcoma. All cases were of Enneking stage II B stage and San Julian type III. Results Histomorphometry: the mean thickness of the femur epiphyses with invasion was significantly lower than that without invasion in the same specimen ( 1.60 ±1.03) mm, ( 1.03 ±0.45) mm ( t = -3.17, P = 0.002). The mean thickness of the epiphyseal plate with invasion was significantly lower that without invasion in the same specimen [ No.3 specimen: ( 0.99 ±0.51) mm, ( 2.16 ±0.50) mm; No.5 specimen: ( 0.78 ±0.25) mm, ( 1.33 ±0.41) mm ] ( t = 4.74, P = 0.001) ( t = 6.59, P = 0.001). The number of blood vessels in areas with invasion was larger than that in areas without invasion in the same specimen [ No.3 specimen: ( 2.32 ±1.32), ( 0.82 ±0.85); No.5 specimen: ( 1.80 ±1.19), ( 0.65 ±0.67) ] ( t = 4.46, P = 0.000) ( t = 3.74, P = 0.001). There were four forms of changes in histomorphological observation: ( 1) the calcified layer of epiphyseal plate disappeared; ( 2) sieve-pore-like invasion; ( 3) dumbbell-like invasion; ( 4) the full-layer lysis. Conclusions The thickness of the epiphyseal plate becomes thin in areas of osteosarcoma invasion. Vascularizing reaction on the edge of the osteosarcoma tissue can accelerate the invasion. There is a diversity and selective perforation phenomenon in the process of damage to the epiphyseal plate. The epiphyseal plate has a barrier effect against the growth of osteosarcoma into the epiphyses.

【Key words】Osteosarcoma; Epiphyses; Knee joint; Micro-CT; Growth plate; Bone neoplasms

( 收稿日期：2015-05-07)

Corresponding author:WANG Zhen, Email: wangzhen@fmmu.edu.cn

通信作者：王臻，Email: wangzhen@fmmu.edu.cn

DOI:10.3969/j.issn.2095-252X.2016.02.013
作者單位：710032 西安，第四軍醫(yī)大學西京醫(yī)院骨腫瘤科

中圖分類號：R738.1