Chọc hút tuyến giáp bằng kim nhỏ và xét nghiệm phân tử có giá trị trong chẩn đoán và điều trị

Y Hoïc TP. Hoà Chí Minh * Taäp 15 * Phụ bản Soá 2 * 2011 Toång quan Chuyên Đề Giải Phẫu Bệnh 1 CHỌC HÚT TUYẾN GIÁP BẰNG KIM NHỎ VÀ XÉT NGHIỆM PHÂN TỬ CÓ GIÁ TRỊ TRONG CHẨN ĐOÁN VÀ ĐIỀU TRỊ THYROID FINE NEEDLE ASPIRATION AND REFLEX MOLECULAR TESTING OPTIONS OF POTENTIAL VALUE IN DIAGNOSIS AND MANAGEMENT Lewis A. Hassell, S. Terence Dunn, Elizabeth M. Gillies** Tổng quan: Theo tiêu chuẩn của hệ thống Bethesda, tế bào học tuyến giáp có một tác động tích cực trong việc nghiên cứu và quản lý bệnh nhân có nhân giáp. Tuy nhiên vẫn còn tồn tại một số khó khăn trong chẩn đoán các trường hợp "tổn thương dạng nang" nói chung và "tổn thương dạng nang với tế bào không điển hình có ý nghĩa không xác định" nói riêng. Phương pháp: Theo y văn, cần đánh giá lại các bất thường ở mức độ phân tử của tổn thương tuyến giáp. Một số dấu ấn có giá trị để phân biệt những trường hợp không điển hình từ các mẫu chọc hút tế bào bằng kim nhỏ cần được đặt ra. Cụ thể a) mẫu không được chẩn đoán; b) những trường hợp tế bào không điển hình có ý nghĩa không xác định và c) tổn thương dạng nang. Cần kiểm tra độ nhạy của các xét nghiệm phân tử tương ứng. Kết quả: Đánh giá đột biến gen RAS trong các mẫu tế bào học nang tuyến giáp không ghi nhận đột biến. Kết quả này có giá trị phát hiện các tổn thương dạng nang (trong đó có carcinôm). Những trường hợp tế bào không điển hình có ý nghĩa không xác định, bao gồm cả carcinôm dạng nhú có thể được phát hiện qua một số xét nghiệm phân tử như BRAF, RET/PTC, PAX8/PPAR và RAS. Một số dấu ấn khác có độ nhạy cao cũng được kiểm tra. Kết luận: Kết hợp tế bào học tuyến giáp và các xét nghiệm phân tử góp phần làm tăng tần suất chẩn đoán bệnh lý tuyến giáp. Tuy nhiên, một số trường hợp tế bào không điển hình âm tính với các dấu ấn phân tử có thể dẫn đến bỏ sót một số trường hợp ác tính. Background: The Bethesda system for standardized reporting of thyroid cytology has had a significant positive impact in improving clarity of communication and management of patients evaluated for thyroid nodules. Problematic areas still exist in the triage of some of these samples, particularly those in the categories of “follicular lesion with atypia of uncertain significance” and “follicular lesion” categories. Methods: The literature on molecular and genetic abnormalities in thyroid lesions is reviewed. Potentially useful markers or abnormalities for distinguishing currently problematic categories of FNA cytology samples have been identified for several settings, specifically a) non-diagnostic samples; b) atypia of uncertain significance; and c) follicular lesions. The sensitivity of the respective molecular analyses in these settings is examined. Results: Evaluation for RAS mutation in samples with negative or suboptimal follicular cytology may be useful in detecting potentially significant follicular lesions (carcinomas.) Cytologic samples with atypia of uncertain significance, which may include the possibility of papillary carcinomas may be fruitfully evaluated using a panel of molecular tests for BRAF, RET/PTC, PAX8/PPAR and RAS. The potential utility of other markers to further enhance sensitivity are presented. Conclusion: We conclude that an era of combined modality testing in thyroid cytology is emerging where classical cytologic findings can be coupled with molecular data to increase the predictive power of our diagnostic interpretations, but that there remains a group of atypical cytologic samples negative for known molecular markers in which the risk of malignancy is too high to ignore completely. Toång quan Y Hoïc TP. Hoà Chí Minh * Taäp 15 * Phụ bản Soá 2 * 2011 Chuyên Đề Giải Phẫu Bệnh 2 * Đại học Oklahoma - USA Y Hoïc TP. Hoà Chí Minh * Taäp 15 * Phụ bản Soá 2 * 2011 Toång quan Chuyên Đề Giải Phẫu Bệnh 3 GIỚI THIỆU VÀ BỐI CẢNH Tần suất ung thư tuyến giáp ngày càng tăng ở một số khu vực trên thế giới, có lẽ do sự gia tăng phát hiện các trường hợp ung thư tuyến giáp dạng vi nhú. Tuy nhiên, tỷ lệ tử vong do ung thư này ở Mỹ không thay đổi đáng kể theo thời gian. Cách đánh giá và xử trí các nhân giáp cũng có sự thay đổi rõ rệt trong suốt ba mươi năm qua. Hai tiến bộ đáng kể trong chẩn đoán minh chứng cho sự thay đổi này. Đầu tiên là sự ra đời của kỹ thuật xạ hình tuyến giáp cho phép phân loại chức năng tuyến giáp bao gồm nhân “nóng” (gia tăng bắt xạ), nhân "lạnh" và nhân không bắt xạ. Sử dụng đơn thuần một kỹ thuật này có thể loại trừ nhân “nóng”. Nhân “lạnh” thường gặp trong các u tuyến giáp và cả những thực thể lành tính. Bước tiến quan trọng thứ hai trong quản lý và theo dõi bệnh nhân trong những năm cuối của thập niên 20 là sự phổ biến của phương pháp chọc hút tuyến giáp bằng kim nhỏ (FNA). Kỹ thuật này tương đối đơn giản, có thể phân loại các tổn thương tuyến giáp lành tính và ác tính. Tuy nhiên, như đã nói ở trên, vẫn còn gặp nhiều khó khăn trong chẩn đoán các trường hợp không điển hình, trung gian giữa lành tính và ác tính. Về chẩn đoán hình ảnh, siêu âm kiểm tra và chọc hút tế bào tuyến giáp bằng kim nhỏ đã dần dần thay thế xạ hình tuyến giáp, các kỹ thuật này trở nên có giá trị để tiếp tục chuẩn hóa và hệ thống hóa thực hành. Phục vụ chẩn đoán tế bào học tuyến giáp được nhất quán và lý tưởng để tiếp tục theo dõi hoặc điều trị ở những trường hợp không trực tiếp điều trị bằng phẫu thuật. INTRODUCTION AND BACKGROUND The incidence of thyroid cancer has been observed to be increasing in some areas of the world, presumably due to increased detection of small papillary thyroid carcinomas. US mortality rates due to this cancer however have not shifted significantly over time(1). Evaluation and management of thyroid nodules has changed dramatically over the past thirty years. Two significant diagnostic advances have catalyzed this change. The first was the introduction of radionuclide scanning technology using which allowed a functional classification of thyroid nodules into those considered “hot” (i.e. taking up or trapping the radionuclide) and those that were “cold” or failed to trap the radiotracer. This step alone was useful in excluding many hot nodules from the need for further evaluation(2). However, the remaining cold nodules, while containing an enriched proportion of neoplastic lesions, still included many benign entities. The popularization of thyroid fine needle aspiration (FNA) biopsy during the last few decades of the 20th century was the second important step forward in patient management. This happened because a wealth of evidence demonstrated that this relatively simple, readily available technique could further categorize thyroid lesions into some that were clearly malignant and some that were clearly benign. Again however, there remained a large group of cases that fell in between, where the malignant features could not be reliably distinguished from the benign proliferations(3,4,5). As experience accumulated with thyroid FNA, and as ultrasound examination gradually supplanted radionuclide scintigraphy in the imaging evaluation of the thyroid, it became valuable to further standardize and codify cytopathologic practices to ensure consistent communication and ideally, to further ensure appropriate patient follow-up or treatment in those categories not leading directly to surgical treatment. Toång quan Y Hoïc TP. Hoà Chí Minh * Taäp 15 * Phụ bản Soá 2 * 2011 Chuyên Đề Giải Phẫu Bệnh 4 Viện ung thư quốc gia (NCI) tổ chức hội nghị vào tháng Mười năm 2007 đưa ra hệ thống phân loại các mẫu FNA tuyến giáp, với đầy đủ dữ liệu nhằm phân tích kết quả và đưa ra quyết định xử trí, theo dõi bệnh nhân. Áp dụng hệ thống Bethesda trong thực hành lâm sàng cũng hữu ích trong quản lý các bệnh nhân có nhân giáp. Tuy nhiên, hệ thống phân loại này không phải tối ưu. Nhiều trường hợp có thể trải qua phẫu thuật "không cần thiết". Tương tự như vậy, nhiều trường hợp được phân loại trong nhóm nguy cơ thấp và chẩn đoán cuối cùng là tổn thương ác tính. Phối hợp với xét nghiệm phân tử có thể giúp giảm bớt các yêu cầu về phẫu thuật không cần thiết, hoặc gia tăng số lượng các trường hợp có nguy cơ thấp hoặc trung gian cho đến khi bệnh được xác định chắc chắn là lành tính hoặc ác tính. Những biến đổi di truyền-phân tử trong ung thư tuyến giáp dạng nang Carcinôm tuyến giáp dang nang là ung thư biểu mô tuyến giáp phổ biến thứ hai. Bệnh có nhiều yếu tố ảnh hưởng, bao gồm thiếu iốt, tiếp xúc với bức xạ ion hóa, có kèm bệnh lành tính của tuyến giáp tồn tại từ trước (nhân đơn độc/u tuyến, phình giáp) và một số hội chứng gia đình (bệnh Cowden, hội chứng Werner, hội chứng Carney). Bệnh Cowden là một bệnh hiếm, do rối loạn gen trội trên NST thường gây ra bởi đột biến dòng tế bào mầm trong gen PTEN nằm trên nhiễm sắc thể 10q22-23. Những tổn thương tuyến giáp thường gặp ở bệnh nhân bệnh Cowden, xấp xỉ 10-20% tổn thương tuyến giáp tiến triển thành ung thư. The outcome of a National Cancer Institute (NCI) consensus conference held in October of 2007, was a tiered classification system of thyroid FNA samples, linked with sufficient follow-up data to provide clinicians and patients a structure under which to interpret the reported findings and make management decisions(6). Application of the Bethesda system in clinical practice has already been reported to have a salutary impact on patient management(7,8). But despite these advances, there are still several situations in which the best efforts at evaluation yield inconclusive results. While it is encouraging that we can identify groups of patients with elevated risk of harboring a malignancy in the thyroid, for a patient in a high risk group who undergoes “needless” surgery for a lesion ultimately found to be benign, the classification system has not provided the best outcome. Similarly for patients in low risk groups who ultimately are found to have a malignancy, the evaluation protocols have been suboptimal. It is into this abyss that the molecular diagnostician enters with the intent of providing additional information that may reduce the requirement for needless surgery, or increase the number of low or intermediate risk individuals who endure uncertainty until their disease can fully declare itself benign or malignant. Molecular-genetic alterations in thyroid follicular carcinomas Follicular carcinomas are the second most common type of thyroid malignancy. They appear to be associated with several potential etiologic or predisposing factors, including iodine deficiency, exposure to ionizing radiation, pre-existing benign thyroid disease (solitary nodule/adenoma, goiter) and some familial syndromes (Cowden disease, Werner syndrome, Carney complex)(9). Cowden disease is a rare autosomal dominant disease caused by a germline mutation in the PTEN gene located on chromosome 10q22-23. Thyroid lesions are common in these patients, with approximately 10-20% developing carcinomas(10). Y Hoïc TP. Hoà Chí Minh * Taäp 15 * Phụ bản Soá 2 * 2011 Toång quan Chuyên Đề Giải Phẫu Bệnh 5 Hội chứng Werner cũng là một rối loạn hiếm gặp. Bệnh có đột biến gen lặn trên NST thường, đột biến dòng tế bào mầm trên gen WRN thuộc NST 8p11-12, tần suất kết hợp với carcinôm tuyến giáp dạng nang khoảng 3%. Bất thường về gen được tìm thấy trong phần lớn các carcinôm tuyến giáp dạng nang, liên quan đến nhiễm sắc thể 7, 8, 11, 17, 18 và một số hiện diện ở vị trí gen PAX8, PPAR hoặc cả hai. Chúng có thể được phát hiện bằng phương pháp lai tại chỗ gắn huỳnh quang. Đột biến sinh dưỡngthường gặp nhất trong carcinôm tuyến giáp dạng nang (chiếm 40-50% trường hợp) liên quan với protein truyền tín hiệu từ gen NRAS, HRAS, đặc biệt tại các axit amin 12, 13 và 61. Thật vậy, có đến 30% trong tất cả các ung thư ở người có đột biến gen RAS. Trong u tuyến giáp, đột biến gen NRAS thường gặp nhất, tiếp theo là gen HRAS và KRAS. Đột biến gen Ras phá vỡ hoạt động của men GTP và kích hoạt protein MPAK (kích thích hoạt động phân bào) và phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K) trong con đường hoạt hóa tín hiệu tế bào, dẫn đến rối loạn cơ chế điều hòa về gen, thúc đẩy tế bào tuyến giáp tăng sinh và biệt hóa. Tuy nhiên, kích hoạt gen Ras đột biến không đặc hiệu trong carcinôm tuyến giáp dạng nang, có thể gặp trong u tuyến và tổn thương khác như phình giáp tăng sản, đột biến gen RAS giữ vai trò trong sự tiến triển của khối u và sự nhạy cảm với yếu tố sinh ung. Đột biến gen Ras thường gặp ở những u tiến triển và u không biệt hóa. Đột biến thường gặp thứ hai được tìm thấy trong carcinôm tuyến giáp dạng nang, với xuất độ 30-40% và chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong các u loại phồng bào, liên quan đến gen phối hợp PAX8 và PPAR, theo sau chuyển vị t (2, 3) (q13; p25). Prôtein được tạo ra từ gen phối hợp PAX8/PPAR, tạo ra tác động âm tính trên chức năng bình thường của gen PPAR, đây là gen ức chế sự phát triển và biệt hóa tế bào nang tuyến giáp. Werner syndrome is a rare autosomal recessive disorder with a germline mutation in the WRN gene on 8p11-12, and associated with thyroid follicular carcinoma in about 3% of patients(11). Conventional cytogenetic abnormalities are found in a majority of follicular carcinomas, and involve a variety of chromosomes (7, 8, 11, 17, 18) and some of these appear to involve either the PAX8 or PPAR loci or both. Fusion of these two can be detected using fluorescent in-situ hybridization (FISH) probes. The most common somatic mutations seen in follicular carcinomas (40-50% of cases) involve the N-ras, H-ras and N-ras signalling proteins, especially those located in amino acids 12, 13, and 61. Indeed, up to 30% of all human cancers have RAS mutations. NRAS mutations are most frequent in thyroid tumors, followed by HRAS and KRAS. The general outcome of mutation of these Ras genes is disruption of their intrinsic GTPase activity and constituitive activation of the Raf-MEK-mitogen-activated protein kinase (MAPK) and phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K)/AKT cell signalling pathways, leading to dysregulation of specific genes that promote thyroid proliferation and differentiation. Activating Ras mutations, however, are not specific for follicular thyroid carcinoma, and have been observed in follicular adenomas, and lesions classified as hyperplastic nodules, suggesting that they play a role in tumor progression and susceptibility to carcinogenesis(12). Ras mutations have also been associated with increased aggressiveness and are found more frequently in undifferentiated tumors. The second most common mutation found in follicular thyroid carcinomas, identified in30-40% of cases, although only in a small proportion of oncocytic type tumors, involves fusion of the promoter of PAX8 with the PPARgene following t(2;3)(q13;p25) rearrangement. The PAX8/PPARfusion protein appears to have a dominant-negative effect on the normal functioning of PPAR, which normally inhibits follicular growth and promotes Toång quan Y Hoïc TP. Hoà Chí Minh * Taäp 15 * Phụ bản Soá 2 * 2011 Chuyên Đề Giải Phẫu Bệnh 6 differentiation. Về vi thể, khối u có kèm chuyển vị này thường có cấu trúc đặc, tỷ lệ xâm nhập mạch máu cao, hiếm khi có kèm đột biến gen Ras, điều này cho thấy chúng đi theo con đường bệnh sinh khác. Đột biến này ít khi được quan sát trong u tuyến do xu hướng xâm nhập mạch máu sớm và vì vậy thường gặp ở lứa tuổi trẻ. Về vi thể, cấu trúc thường gặp là nang tuyến nhỏ, dạng đặc hoặc bè, vỏ bao sợi dày, hóa mô miễn dịch dương tính với galectin-3 và / hoặc HBME- 1, dấu ấn miễn dịch này rất hữu dụng trong việc phân biệt u tuyến giáp lành tính hay ác tính. Một số đột biến gen khác được mô tả trong carcinôm tuyến giáp dạng nang, các đột biến này có thể ảnh hưởng đến con đường tín hiệu PI3K kiểm soát sự sống, phát triển và di cư của tế bào. Con đường tín hiệu này đóng vai trò quan trọng trong tiến triển của u hơn là cơ chế bệnh sinh. Đột biến gen PIK3CA thường gặp trong 6- 13% carcinôm tuyến giáp dạng nang và số lượng bản sao gen gia tăng lên đến 25%. Đột biến gen RAS và PTEN có thể hoạt động thông qua con đường này. 6-12% carcinôm tuyến giáp dạng nang có đột biến gen PTEN làm giảm chức năng của protein PTEN, dẫn đến kích hoạt AKT và dòng thác tín hiệu của nó. Những thay đổi nêu trên được áp dụng chủ yếu trong chẩn đoán carcinôm tuyến giáp dạng nang. Mặc dù một số u tuyến dạng phồng bào có đột biến gen RAS và các đột biến khác, tuy nhiên tiêu chuẩn cụ thể vẫn chưa được xác định. Gần đây ghi nhận những khối u này có đột biến gen GRIM19. Đây là gen ức chế tế bào chết theo lập trình, giữ vai trò trong bệnh sinh của u. Chưa có vai trò rõ ràng của đột biến DNA ti thể, được tìm thấy ở phồng bào, trong cả 2 trường hợp là u và không phải u. Tumors with this translocation have a more solid growth pattern and a higher rate of vascular invasion than tumors without this rearrangement(13). Only rarely do they also show Ras mutations, suggesting that they follow a different path of oncogenesis. This mutation is rarely observed in follicular adenomas due to their propensity for early vascular invasion and therefore presentation at an early age. When found, they often demonstrate a morphologic phenotype of microfollicular, solid/trabecular growth, thick fibrous capsule and immunophenotype-positive for galectin-3 and/or HBME-1(14), markers that have been reported to be occasionally useful in differentiating benign and malignant thyroid tumors. Several other gene mutations are described in follicular thyroid carcinomas, and several of these influence PI3K signaling that oversees cell survival, proliferation and migration. It appears this pathway may be more important in tumor progression than tumorogenesis(15). The PIK3CA gene is mutated in 6-13% of follicular thyroid carcinomas, and gene copy numbers are increased in up to 25% of such tumors(16,17). Additionally, mutations in RAS and PTEN may act via this pathway. PTEN mutations are indentified in 6-12% of follicular carcinomas, and act to decrease the function of PTEN, resulting in activation of AKT and its downstream targets(18). The changes mentioned above apply primarily to traditional follicular carcinomas. Although some oncocytic follicular tumors have RAS and other mutations, a consistent pattern has not been identified. Recently, mutations in the GRIM19 gene have been identified in a number of these tumors(19). This anti-apoptotic gene could play a role in tumorigenesis. Any role for mitochondrial DNA mutations, which can be found in both neoplastic and non-neoplastic oncocytic cells, has not been firmly identified. Y Hoïc TP. Hoà Chí Minh * Taäp 15 * Phụ bản Soá 2 * 2011 Toång quan Chuyên Đề Giải Phẫu Bệnh 7 Biến đổi phân tử trong carcinôm tuyến giáp dạng nhú Carcinôm tuyến giáp dạng nhú là ung thư tuyến giáp thường gặp nhất, đặc biệt ở các nước phương Tây. Tần suất của bệnh cao và do nhiều yếu tố, bao gồm phát hiện qua siêu âm tuyến giáp, gia tăng chẩn đoán các biến thể nang và nhú, tiếp xúc với bức xạ ion hóa trong môi trường, chế độ ăn giàu iốt. Ngoài ra, bằng chứng cho thấy các bệnh lành tính của tuyến giáp như viêm tuyến giáp Hashimoto, u tuyến nang và bệnh Grave có thể phát triển thành carcinôm tuyến giáp dạng nhú. Yếu tố di truyền phả hệ cũng liên quan trong một số trường hợp. Bệnh nhân có bệnh đa polip gia đình (FAP), rối loạn gen t