Введение
Остеосаркома (OS) или остеогенная саркома (OGS) (или просто рак кости) — это злокачественная опухоль в кости. В частности, это агрессивное злокачественное новообразование, возникающее из примитивных трансформированных клеток мезенхимального происхождения (и, следовательно, саркома), характеризующееся остеобластной дифференцировкой и производством злокачественного остеоида. Остеосаркома является наиболее распространенной гистологической формой первичной саркомы костей. Чаще всего встречается у подростков и молодых взрослых.
An osteosarcoma (OS) or osteogenic sarcoma (OGS) (or simply bone cancer) is a cancerous tumor in a bone. Specifically, it is an aggressive malignant neoplasm that arises from primitive transformed cells of mesenchymal origin (and thus a sarcoma) and that exhibits osteoblastic differentiation and produces malignant osteoid. Osteosarcoma is the most common histological form of primary bone sarcoma. It is most prevalent in teenagers and young adults.
Признаки и симптомы
Многие пациенты сначала жалуются на боль, которая может усиливаться ночью, быть непостоянной и различной интенсивности и может продолжаться длительное время. Подростки, активно занимающиеся спортом, часто жалуются на боль в нижней части бедренной кости или непосредственно под коленным суставом. Если опухоль большая, она может проявляться как явный локализованный отек. Иногда первым симптомом становится внезапный перелом, поскольку пораженная кость менее прочна, чем нормальная, и может переламываться аномально даже при незначительной травме. В случаях более глубоко расположенных опухолей, которые не находятся близко к коже, например, опухолей таза, локализованный отек может быть не виден.
Причины
Несколько исследовательских групп изучают раковые стволовые клетки и их потенциал вызывать опухоли, а также гены и белки, вызывающие различные фенотипы. Радиотерапия по поводу не связанных заболеваний может быть редкой причиной. Небольшая сверхчисленная маркерная хромосома или гигантская хромосома стержня обнаруживается в опухолевых клетках низкодифференцированных ОС, включая низкодифференцированные центральные ОС и параостеальные ОС (см. раздел "Варианты" ниже), содержит различные потенциально проканцерогенные гены и, предположительно, способствует развитию этих ОС. Семейные случаи, при которых делеция хромосомы 13q14 инактивирует ген ретинобластомы, связаны с высоким риском развития остеосаркомы. Костные дисплазии, включая болезнь Педжета костей, фиброзную дисплазию, энхондроматоз и наследственный множественный экзостоз, повышают риск остеосаркомы. Синдром Ли-Фраумени (мутация TP53 в зародышевой линии) является предрасполагающим фактором к развитию остеосаркомы. Синдром Ротмунда-Томсона (то есть аутосомно-рецессивное сочетание врожденных дефектов костей, дисплазии волос и кожи, гипогонадизма и катаракты) связан с повышенным риском этого заболевания. Большие дозы Sr-90, получившего прозвище "искатель костей", повышают риск развития рака костей и лейкемии у животных и, предположительно, у людей. Четкой связи между фторированием воды и раком или смертностью от рака, как в целом, так и в частности, в отношении рака костей и остеосаркомы, не выявлено. Ряд исследований показал, что концентрация фторида в воде не связана с остеосаркомой. Убеждение относительно связи между воздействием фторида и остеосаркомой возникло на основании исследования Национальной токсикологической программы США в 1990 году, которое показало неубедительные доказательства связи фторида и остеосаркомы у самцов крыс. Однако до сих пор нет убедительных доказательств канцерогенности фторида у мышей. Фторирование воды практикуется во всем мире для улучшения стоматологического здоровья населения и считается крупным достижением в области здравоохранения. Уровни концентрации фторида в водоснабжении регулируются, например, Агентство по охране окружающей среды США регулирует уровни фторида, не превышающие 4 миллиграммов на литр. Вода уже содержит природный фторид, но многие сообщества предпочитают добавлять его в количестве, достаточном для снижения кариеса. Фторид также известен своей способностью стимулировать образование новой костной ткани. Тем не менее, дальнейшие исследования не выявили риска развития остеосаркомы от фторированной воды у людей. Большинство исследований заключалось в подсчете числа пациентов с остеосаркомой в определенных районах с различной концентрацией фторида в питьевой воде. Статистический анализ данных не выявил существенной разницы в частоте случаев остеосаркомы в различных фторированных регионах. Другое важное исследование включало сбор образцов костей у пациентов с остеосаркомой для измерения концентрации фторида и сравнения их с образцами костей при новообразованных злокачественных опухолях костей. Результаты показали, что медианные концентрации фторида в образцах костей пациентов с остеосаркомой и контрольных образцах опухолей не имеют значимых различий. Не только концентрация фторида в костях, но и воздействие фторида на пациентов с остеосаркомой не отличается существенно от воздействия на здоровых людей.
Familial cases where the deletion of chromosome 13q14 inactivates the retinoblastoma gene is associated with a high risk of osteosarcoma development. Bone dysplasias, including Paget's disease of bone, fibrous dysplasia, enchondromatosis, and hereditary multiple exostoses, increase the risk of osteosarcoma. Li–Fraumeni syndrome (germline TP53 mutation) is a predisposing factor for osteosarcoma development. Rothmund–Thomson syndrome (i. e. autosomal recessive association of congenital bone defects, hair and skin dysplasias, hypogonadism, and cataracts) is associated with increased risk of this disease. Large doses of Sr 90, nicknamed bone seeker, increases the risk of bone cancer and leukemia in animals and is presumed to do so in people. There is no clear association between water fluoridation and cancer or deaths due to cancer, both for cancer in general and also specifically for bone cancer and osteosarcoma. Series of research concluded that concentration of fluoride in water does not associate with osteosarcoma. The beliefs regarding association of fluoride exposure and osteosarcoma stem from a study of US National Toxicology program in 1990, which showed uncertain evidence of association of fluoride and osteosarcoma in male rats. But there is still no solid evidence of cancer causing tendency of fluoride in mice. Fluoridation of water has been practiced around the world to improve citizens' dental health. It is also deemed as major health success. Fluoride concentration levels in water supplies are regulated, such as United States Environmental Protection Agency regulates fluoride levels to not be greater than 4 milligrams per liter. Actually, water supplies already have natural occurring fluoride, but many communities chose to add more fluoride to the point that it can reduce tooth decay. Fluoride is also known for its ability to cause new bone formation. Yet, further research shows no osteosarcoma risks from fluoridated water in humans. Most of the research involved counting number of osteosarcoma patients cases in particular areas which has difference concentrations of fluoride in drinking water. The statistic analysis of the data shows no significant difference in occurrences of osteosarcoma cases in different fluoridated regions. Another important research involved collecting bone samples from osteosarcoma patients to measure fluoride concentration and compare them to bone samples of newly diagnosed malignant bone tumors. The result is that the median fluoride concentrations in bone samples of osteosarcoma patients and tumor controls are not significantly different. Not only fluoride concentration in bones, Fluoride exposures of osteosarcoma patients are also proven to be not significantly different from healthy people.
Механизм
Остеосаркомы, как правило, возникают в зонах роста кости, вероятно, потому что пролиферация делает остеобласты в этой области более подверженными приобретению мутаций, способных привести к трансформации клеток (часто вовлечены гены RB и p53). Опухоль может локализоваться в конце длинной кости (обычно в метафизе). Чаще всего поражается проксимальный отдел большеберцовой или плечевой кости, либо дистальный отдел бедренной кости. Остеосаркома поражает область вокруг коленного сустава в 60% случаев, область бедра – в 15%, плеча – в 10%, челюсти – в 8%. Опухоль плотная, твердая, имеет неправильную форму (на рентгенограмме может выглядеть как "еловые ветви", "сморщенная моль" или "солнечные лучи") из-за опухолевых шпикул кальцинированной кости, расходящихся под прямым углом. Эти прямые углы формируют так называемый треугольник Кодмана, который является характерным, но не специфичным признаком остеосаркомы. Отмечается инфильтрация окружающих тканей. Микроскопически: Характерной особенностью остеосаркомы является наличие остеоида (новообразованной костной ткани) внутри опухоли. Опухолевые клетки сильно плеоморфны (анапластичны), некоторые из них гигантские, наблюдается множество атипичных митозов. Эти клетки продуцируют остеоид, формирующий неправильные трабекулы (аморфные, эозинофильные/розовые) с центральной кальцификацией (гематоксилинофильные/голубые, зернистые) или без нее – опухолевую кость. Опухолевые клетки включены в остеоидный матрикс. В зависимости от характеристик опухолевых клеток (сходства с костными, хрящевыми или фибробластами), опухоль может быть классифицирована на подтипы. В остеосаркомах могут встречаться многоядерные гигантские клетки, напоминающие остеокласты.
Диагноз
Рентген является методом визуализации первого выбора для диагностики остеосаркомы. Некоторые характеристики остеосаркомы на рентгенограммах включают «солнечные лучи» и треугольник Кодмана (подъем костной коры опухолью, вызывающий образование новой кости). Компьютерная томография (КТ) полезна для определения анатомии кости, целостности костной коры, выявления патологических переломов, а также оценки оссификации (отложения нового костного материала) и кальцификации хряща. С другой стороны, мягкие ткани и костномозговая полость лучше визуализируются при магнитно-резонансной томографии (МРТ). Зачастую ранние признаки остеосаркомы выявляются на рентгеновских снимках, сделанных во время рутинных стоматологических осмотров. Остеосаркома часто развивается в нижней челюсти; соответственно, стоматологов обучают выявлять признаки, которые могут указывать на остеосаркому. Несмотря на то, что рентгенологические признаки этого рака могут сильно варьироваться, обычно наблюдается симметричное расширение щели периодонтальной связки. В случае, если у стоматолога есть основания подозревать остеосаркому или другое основное заболевание, он направит пациента к челюстно-лицевому хирургу для проведения биопсии. Биопсия при подозрении на остеосаркому вне области лица должна выполняться квалифицированным ортопедическим онкологом. Американское онкологическое общество заявляет: «Вероятно, ни при каком другом виде рака правильное выполнение этой процедуры не имеет такого значения. Неправильно выполненная биопсия может затруднить спасение пораженной конечности от ампутации». Остеосаркома также может метастазировать в легкие, проявляясь на рентгенограмме грудной клетки в виде одиночных или множественных округлых узелков, чаще всего в нижних отделах.
Лечение
Полная радикальная хирургическая резекция опухоли в блоке является методом выбора при остеосаркоме. Мифамуртид используется после хирургического удаления опухоли и в сочетании с химиотерапией для уничтожения оставшихся раковых клеток, чтобы снизить риск рецидива. Также существует возможность ротационной пластики после удаления опухоли. Пациенты с остеосаркомой должны наблюдаться медицинским онкологом и ортопедическим онкологом, имеющим опыт лечения сарком. Современным стандартом лечения является неоадъювантная химиотерапия (химиотерапия, проводимая перед операцией) с последующей хирургической резекцией. Процент некроза опухолевых клеток (гибель клеток), наблюдаемый в опухоли после операции, дает представление о прогнозе и позволяет онкологу определить, следует ли изменять схему химиотерапии после операции. Стандартная терапия включает в себя ортопедическую операцию по спасению конечности, когда это возможно (или ампутацию в некоторых случаях), в сочетании с высокими дозами метотрексата с лейковориновым спасением, внутриартериальной цисплатиной, адриамицином, ифосфамидом с месной, BCD (блеомицин, циклофосфамид, дактиномицин), этопозидом и мурамилтрипептидом. Может применяться ротационная пластика. Ифосфамид может использоваться в качестве адъювантной терапии при низкой частоте некроза. Несмотря на эффективность химиотерапии при остеосаркоме, она характеризуется одним из самых низких показателей выживаемости среди детских онкологических заболеваний. Наилучший зарегистрированный 10-летний показатель выживаемости составляет 92%; используется агрессивный внутриартериальный протокол, который индивидуализирует терапию на основе артериографического ответа. Трехлетняя выживаемость без прогрессирования варьируется от 50% до 75%, а пятилетняя – от 60% до 85+% в некоторых исследованиях. В целом, 65–70% пациентов, получавших лечение пять лет назад, живы сегодня. Эти показатели выживаемости являются усредненными и значительно варьируются в зависимости от индивидуальной скорости некроза. Фильграстим или пегфилграстим помогают поддерживать уровень лейкоцитов и нейтрофилов. Переливание крови и эпоэтин альфа помогают при анемии. Компьютерный анализ панели клеточных линий остеосаркомы выявил новые общие и специфические терапевтические мишени (протеомические и генетические) при остеосаркоме, а изучение фенотипов показало повышенную роль микроокружения опухоли. Также важен статус HER2-позитивности, поскольку он связан с отдаленными метастазами в легкие. Прогноз для пациентов с метастатической остеосаркомой улучшается при увеличении времени до метастазов (более 12 месяцев против 4 месяцев), меньшем количестве метастазов и возможности их резекции. Предпочтительнее иметь меньше метастазов, чем большее время до их появления. Пациенты с более длительным периодом времени (более 24 месяцев) и небольшим количеством узлов (два или меньше) имеют наилучший прогноз: двухлетняя выживаемость после метастазов составляет 50%, пятилетняя – 40%, а десятилетняя – 20%. Если метастазы локальные и регионарные, прогноз ухудшается. Начальная стадия III остеосаркомы с метастазами в легкие зависит от возможности резекции первичной опухоли и узлов в легких, степени некроза первичной опухоли и, возможно, количества метастазов. Прогноз общей выживаемости составляет около 30%. Смерти от злокачественных новообразований костей и суставов составляют неизвестную долю смертей от рака в детском возрасте. Уровень смертности от остеосаркомы снижается примерно на 1,3% в год. Долгосрочные показатели выживаемости при остеосаркоме значительно улучшились в конце 20-го века и приблизились к 68% в 2009 году.
Факторы риска
Остеосаркома – наиболее распространенная костная опухоль у собак, обычно поражающая собак среднего возраста крупных и гигантских пород, таких как ирландские волкодавы, грейхаунды, немецкие овчарки, ротвейлеры, горные породы (великие пиренеи, сенбернары, леонбергеры, ньюфаундленды), доберман-пинчеры и датские доги. Заболеваемость остеосаркомой у собак в 10 раз выше, чем у людей. У сенбернаров выявлена наследственная предрасположенность к этому заболеванию. У кастрированных/стерилизованных собак риск развития остеосаркомы в два раза выше, чем у нетронутых. Инвазия паразитом Spirocerca lupi может приводить к развитию остеосаркомы пищевода.
Клиническая форма
Наиболее часто поражаются проксимальный отдел плечевой кости, дистальный радиус, дистальный отдел бедренной кости и большеберцовая кость, что соответствует принципу "далеко от локтя, близко к колену". Другие локализации включают ребра, нижнюю челюсть, позвоночник и таз. Редко остеосаркома может развиваться из мягких тканей (экстраскелетная остеосаркома). Метастазы опухолей, вовлекающих кости конечностей, встречаются очень часто, обычно в легкие. Опухоль вызывает значительную боль и может приводить даже к перелому пораженной кости. Как и при остеосаркоме у людей, биопсия кости является определяющим методом для постановки окончательного диагноза. Остеосаркому следует дифференцировать от других опухолей костей и широкого спектра других поражений, таких как остеомиелит. Дифференциальная диагностика остеосаркомы черепа, в частности, включает хондросаркому и мультилобулярную опухоль кости.
Лечение и прогноз
Ампутация является методом лечения первой линии, однако она сама по себе не предотвращает метастазирование. Химиотерапия в сочетании с ампутацией увеличивает продолжительность жизни, но большинство собак все равно погибают в течение года.
Молекулярные изменения
Остеосаркома собак демонстрирует схожие закономерности молекулярных соматических изменений с человеческой формой заболевания. Обе характеризуются генетической нестабильностью и кариотипической сложностью, а гены, которые рекуррентно изменяются, включают TP53, RB1, PTEN, MYC, PIK3CA. В отличие от этого, мутации в гене гистонметилтрансферазы SETD2 редки при остеосаркоме человека, но обнаружены в 21% случаев опухолей собак.
Кошки
Остеосаркома также является наиболее распространенной опухолью костей у кошек, хотя встречается реже, и обычно поражает задние конечности. В целом, рак у кошек протекает менее агрессивно, чем у собак, поэтому одной лишь ампутации может быть достаточно для обеспечения значительного времени выживания у многих заболевших кошек, однако химиотерапия после ампутации рекомендуется, если гистопатологическое исследование подтверждает высокую степень злокачественности.