Almanac of Clinical MedicineAlmanac of Clinical MedicineАльманах клинической медицины2072-05052587-9294Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI)84810.18786/2072-0505-2018-46-4-298-313ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИCurrent approaches to the morphological diagnosis of pancreatic neuroendocrine tumors and prediction of their clinical course based on the analysis of our own databaseСовременные подходы к морфологической диагностике нейроэндокринных опухолей поджелудочной железы и прогнозированию их клинического течения на основе анализа собственной базы данныхGurevichL. E.ГуревичЛ. Е.
Russian Federation

Larisa E. Gurevich – ScD in Biology, Professor, Leading Research Fellow, Department of Pathological Anatomy 

61/2 Shchepkina ul., Moscow, 129110

Гуревич Лариса Евсеевна – доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник патологоанатомического отделения

 129110, г. Москва, ул. Щепкина, 61/2

larisgur@mail.ruKazantsevaI. A.КазанцеваИ. А.
Russian Federation

Irina A. Kazantseva – MD, PhD, Professor, Head of Department of Pathological Anatomy

61/2 Shchepkina ul., Moscow, 129110

Казанцева Ирина Александровна – доктор медицинских наук, профессор, руководитель патологоанатомического отделения

129110, г. Москва, ул. Щепкина, 61/2

Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI)ГБУЗ МО «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского»260920184642983132309201823092018Copyright ©; 2018, Gurevich L.E., Kazantseva I.A.Copyright ©; 2018, Гуревич Л.Е., Казанцева И.А.2018Gurevich L.E., Kazantseva I.A.Гуревич Л.Е., Казанцева И.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://almclinmed.ru/jour/article/view/848

Aim: Combined clinical and morphological analysis of the pancreatic neuroendocrine tumor (pNET) spectrum according to the new World Health Organization classification: patient distribution, hormonal status, morphological grading, somatostatin receptor 2 (SSR2) and 5 (SSR5) expression, the choice of tissue-specific markers for the differential diagnosis of primary NET in the pancreas based on metastases with unknown primary tumor.

Materials and methods: The study was performed with 472 tissue samples from pNETs taken from patients. Morphological analysis consisted of histological and immunohistochemical examination with a panel of antibodies to chromogranin A, synaptophysin, CD56, insulin, glucagon, somatostatin, gastrin, calcitonin, adrenocorticotropic hormone (ACTH), serotonin, pancreatic polypeptide, cytokeratins (CK) of a wide spectrum, CK7 and CK19, p53, Ki-67, SSR 2 and SSR5, PDX-1, Isl-1, and NESP-55.

Results: In women, the prevalence of pNETS was 2.3 higher than in men (2.3:1). We were able to identify 299 (63.3%) insulinomas, 134 (28.4%) non-functioning NETs, 28 (5.9%) gastrinomas and 1.8% rare tumors (somatostatinomas, “calcitoninomas” and ACTH-producing). Metastatic tumors were found in 16.5% of the cases. Multiple endocrine neoplasia syndrome type 1 was confirmed in 11.9% of the pNET patients, and in 30.8% of those aged below 30 years. Multiple tumors (2 to 10) were found in 32 patients by the time of the diagnosis or occurred at 7 to 18 years after initial surgery. 28.3% of the tumors were CK19-positive, with 54.4% of them being metastatic. Insulinomas were least prone to metastasizing (5.7% of the cases), with 41.2% of them being CK19-positive. Metastases were found in 70.4, 66.7, 100, and 100% of gastrinomas, “calcitoninomas”, ACTH-producing, and somatostatinomas, respectively, with CK19-positivity found in 85.2, 66.7, 66.7, and 100% of these tumors. SSR2 expression was observed in all gastrinomas and “calcitoninomas”, in 90.5% of “glucagonomas”, 85.7% of PPomas, and 66.7% of somatostatinomas. SSR5 expression was significantly less frequent. 86.3% of the studied tumors were PDX-1-positive: all somatostatinomas, 97.4% of insulinomas, 92.3% of gastrinomas, 83.3% of PPomas, 80% of the non-functioning NETs. PDX-1-negativity was identified in all “calcitoninomas” and in 57.1% of the non-functioning “glucagonomas”. 83.3% and 90.9% of the pNETs were Isl-1 and NESP-55-positive, respectively.

Conclusion: Combined morphological and immunohistochemical examination of pNETs allows for the correct diagnosis, assessment of their prognosis and choice of the most effective treatment. The malignancy grade of pNETs depends on the cell immunophenotype and is higher in the cases with co-expression of the markers of neuroendocrine and ductal differentiation (CK19), as well as with ectopic hormonal production.

Цель – комплексный клинико-морфологический анализ спектра нейроэндокринных опухолей (НЭО) поджелудочной железы (ПЖ) согласно новой классификации Всемирной организации здравоохранения (2017): состав пациентов, гормональный статус, морфологические критерии злокачественности, экспрессия рецепторов к соматостатину 2 (ССР 2) и 5-го типов (ССР 5), выбор тканеспецифических маркеров для дифференциальной диагностики первичной локализации НЭО в ПЖ по метастазам без известного первичного очага.

Материал и методы. Материалом исследования послужили 472 образца ткани НЭО ПЖ от пациентов. Морфологический анализ включал гистологический и иммуногистохимический методы исследования со спектром антител к хромогранину А, синаптофизину, CD56, инсулину, глюкагону, соматостатину, гастрину, кальцитонину, адренокортикотропному гормону (АКТГ), серотонину, панкреатическому полипептиду, цитокератинам (ЦК) широкого спектра, ЦК 7 и 19, p53, Ki-67, ССР 2 и ССР 5, PDX-1, Isl-1, NESP55.

Результаты. НЭО ПЖ встречались у женщин в 2,3 раза чаще, чем у мужчин (2,3:1). Были верифицированы 299 (63,3%) инсулином, 134 (28,4%) нефункционирующих НЭО, 28 (5,9%) гастрином и 1,8% редких опухолей (соматостатином, «кальцитонином» и АКТГ-продуцирующих). Метастазы были выявлены в 16,5% случаев. Синдром множественных эндокринных неоплазий 1-го типа был подтвержден у 11,9% пациентов с НЭО ПЖ, а у пациентов в возрасте до 30 лет – в 30,8% случаев. Множественные опухоли (от 2 до 10) у 32 пациентов были на момент установления диагноза или возникали через 7–18 лет после операции. ЦК19-позитивными были 28,3% опухолей, из них 54,4% с метастазами. Реже всего (в 5,7% случаев) метастазы были при инсулиномах, из них 41,2% были ЦК19-позитивными. Метастазы в гастриномах, «кальцитониномах», АКТГ-продуцирующих опухолях, соматостатиномах встречались в 70,4, 66,7, 100 и 100% случаев, ЦК19-позитивными были 85,2, 66,7, 66,7 и 100% опухолей соответственно. Экспрессия ССР 2 наблюдалась во всех гастриномах и «кальцитониномах», в 90,5% «глюкагоном», 85,7% «пипом», 66,7% соматостатином; экспрессия ССР 5 отмечена значительно реже. PDX-1-позитивными были 86,3% исследованных опухолей, все (100%) соматостатиномы, 97,4% инсулином, 92,3% гастрином, 83,3% «пипом», 80% нефункционирующих НЭО, PDX-1негативными – все (100%) «кальцитониномы» и 57,1% нефункционирующих «глюкагоном». Isl-1 и NESP-55-позитивными были 83,3 и 90,9% НЭО ПЖ.

Заключение. Комплексное морфологическое и иммуногистохимическое исследование НЭО ПЖ позволяет правильно поставить диагноз, оценить прогноз и выбрать наиболее эффективное лечение. Злокачественный потенциал НЭО ПЖ зависит от иммунофенотипа клеток, он выше при ко-экспрессии маркеров нейроэндокринной и протоковой дифференцировки (ЦК19) и при продукции эктопических гормонов.

pancreatic neuroendocrine tumormalignancy gradecytokeratin 19somatostatin receptorstissue-specific markersнейроэндокринные опухоли поджелудочной железыстепень злокачественностицитокератин 19рецепторы к соматостатинутканеспецифические маркеры1. Yao JC, Hassan M, Phan A, Dagohoy C, Leary C, Mares JE, Abdalla EK, Fleming JB, Vauthey JN, Rashid A, Evans DB. One hundred years after "carcinoid": epidemiology of and prognostic factors for neuroendocrine tumors in 35,825 cases in the United States. J Clin Oncol. 2008;26(18): 3063–72. doi: 10.1200/JCO.2007.15.4377.2. Dasari A, Shen C, Halperin D, Zhao B, Zhou S, Xu Y, Shih T, Yao JC. Trends in the incidence, prevalence, and survival outcomes in patients with neuroendocrine tumors in the United States. JAMA Oncol. 2017;3(10): 1335–42. doi: 10.1001/jamaoncol.2017.0589.3. Bosman FT, Carneiro F, Hruban RH, Theise ND, editors. World Health Organization classification of tumours. Pathology and genetics of tumours of the digestive system. In: World Health Organization classification of tumours. 4th edition. Vol. 3. Lyon: IARC Press; 2010. 417 p.4. Lloyd RV, Osamura RY, Kloppel G, Rosai J, editors. World Health Organization classification of tumours of endocrine organs. In: World Health Organization classification of tumours. 4th edition. Vol. 10. Lyon: IARC Press; 2017. 355 p.5. Nasir A, Coppola D, editors. Neuroendocrine tumors: review of pathology, molecular and therapeutic advances. New York: Springer-Verlag; 2016. 543 p. doi: 10.1007/978-1-49393426-3.6. Tang LH, Basturk O, Sue JJ, Klimstra DS. A practical approach to the classification of WHO Grade 3 (G3) well-differentiated neuroendocrine tumor (WD-NET) and poorly differentiated neuroendocrine carcinoma (PD-NEC) of the pancreas. Am J Surg Pathol. 2016;40(9): 1192– 202. doi: 10.1097/PAS.0000000000000662.7. Konukiewitz B, Schlitter AM, Jesinghaus M, Pfister D, Steiger K, Segler A, Agaimy A, Sipos B, Zamboni G, Weichert W, Esposito I, Pfarr N, Kloppel G. Somatostatin receptor expression related to TP53 and RB1 alterations in pancreatic and extrapancreatic neuroendocrine neoplasms with a Ki67-index above 20. Mod Pathol. 2017;30(4): 587–98. doi: 10.1038/modpathol.2016.217.8. Basturk O, Yang Z, Tang LH, Hruban RH, Adsay V, McCall CM, Krasinskas AM, Jang KT, Frankel WL, Balci S, Sigel C, Klimstra DS. The high-grade (WHO G3) pancreatic neuroendocrine tumor category is morphologically and biologically heterogenous and includes both well differentiated and poorly differentiated neoplasms. Am J Surg Pathol. 2015;39(5): 683– 90. doi: 10.1097/PAS.0000000000000408.9. de Wilde RF, Heaphy CM, Maitra A, Meeker AK, Edil BH, Wolfgang CL, Ellison TA, Schulick RD, Molenaar IQ, Valk GD, Vriens MR, Borel Rinkes IH, Offerhaus GJ, Hruban RH, Matsukuma KE. Loss of ATRX or DAXX expression and concomitant acquisition of the alternative lengthening of telomeres phenotype are late events in a small subset of MEN-1 syndrome pancreatic neuroendocrine tumors. Mod Pathol. 2012;25(7): 1033–9. doi: 10.1038/modpathol.2012.53.10. Volante M, Brizzi MP, Faggiano A, La Rosa S, Rapa I, Ferrero A, Mansueto G, Righi L, Garancini S, Capella C, De Rosa G, Dogliotti L, Colao A, Papotti M. Somatostatin receptor type 2A immunohistochemistry in neuroendocrine tumors: a proposal of scoring system correlated with somatostatin receptor scintigraphy. Mod Pathol. 2007;20(11): 1172–82. doi: 10.1038/modpathol.3800954.11. Гуревич ЛЕ, Казанцева ИА, Калинин АП, Егоров АВ, Богатырев ОП, Бородатая ЕВ, Бритвин ТА, Лобаков АП, Кубышкин ВА, Кочатков АВ, Майстренко НА, Басос СФ, Евменова ТД. Морфологические критерии злокачественности нейроэндокринных опухолей поджелудочной железы (30-летний опыт). Анналы хирургии. 2007;(3): 41–6.12. Gurevich L, Kazantseva I, Isakov VA, Korsakova N, Egorov A, Kubishkin V, Bulgakov G. The analysis of immunophenotype of gastrin-producing tumors of the pancreas and gastrointestinal tract. Cancer. 2003;98(9): 1967–76. doi: 10.1002/cncr.11739.13. Гуревич ЛЕ, Корсакова НА, Воронкова ИА, Ашевская ВЕ, Титов АГ, Когония ЛМ, Егоров АВ, Бритвин ТА, Васильев ИА. Иммуногистохимическое определение экспрессии рецепторов к соматостатину 1, 2А, 3 и 5-го типов в нейроэндокринных опухолях различной локализации и степени злокачественности. Альманах клинической медицины. 2016;44(4): 378–90. doi: 10.18786/2072-0505-2016-44-4-378-390.14. O'Toole D, Salazar R, Falconi M, Kaltsas G, Couvelard A, de Herder WW, Hyrdel R, Nikou G, Krenning E, Vullierme MP, Caplin M, Jensen R, Eriksson B; Frascati Consensus Conference; European Neuroendocrine Tumor Society. Rare functioning pancreatic endocrine tumors. Neuroendocrinology. 2006;84(3): 189–95. doi: 10.1159/000098011.15. Kim JY, Kim MS, Kim KS, Song KB, Lee SH, Hwang DW, Kim KP, Kim HJ, Yu E, Kim SC, Jang HJ, Hong SM. Clinicopathologic and prognostic significance of multiple hormone expression in pancreatic neuroendocrine tumors. Am J Surg Pathol. 2015;39(5): 592–601. doi: 10.1097/PAS.0000000000000383.16. Brenner B, Shah MA, Gonen M, Klimstra DS, Shia J, Kelsen DP. Small-cell carcinoma of the gastrointestinal tract: a retrospective study of 64 cases. Br J Cancer. 2004;90(9): 1720–6. doi: 10.1038/sj.bjc.6601758.17. Yachida S, Vakiani E, White CM, Zhong Y, Saunders T, Morgan R, de Wilde RF, Maitra A, Hicks J, Demarzo AM, Shi C, Sharma R, Laheru D, Edil BH, Wolfgang CL, Schulick RD, Hruban RH, Tang LH, Klimstra DS, Iacobuzio-Donahue CA. Small cell and large cell neuroendocrine carcinomas of the pancreas are genetically similar and distinct from well-differentiated pancreatic neuroendocrine tumors. Am J Surg Pathol. 2012;36(2): 173–84. doi: 10.1097/PAS.0b013e3182417d36.18. Bouwens L. Cytokeratins and cell differentiation in the pancreas. J Pathol. 1998;184(3): 234–9. doi: 10.1002/(SICI)1096-9896(199803)184:3<234::AIDPATH28> 3.0.CO;2-D.19. Teitelman G, Alpert S, Polak JM, Martinez A, Hanahan D. Precursor cells of mouse endocrine pancreas coexpress insulin, glucagon and the neuronal proteins tyrosine hydroxylase and neuropeptide Y, but not pancreatic polypeptide. Development. 1993;118(4): 1031–9.20. Jain R, Fischer S, Serra S, Chetty R. The use of Cytokeratin 19 (CK19) immunohistochemistry in lesions of the pancreas, gastrointestinal tract, and liver. Appl Immunohistochem Mol Morphol. 2010;18(1): 9–15. doi: 10.1097/PAI.0b013e3181ad36ea.21. Bellizzi AM. Assigning site of origin in metastatic neuroendocrine neoplasms: a clinically significant application of diagnostic immunohistochemistry. Adv Anat Pathol. 2013;20(5): 285–314. doi: 10.1097/PAP.0b013e3182a2dc67.22. Koo J, Mertens RB, Mirocha JM, Wang HL, Dhall D. Value of Islet 1 and PAX8 in identifying metastatic neuroendocrine tumors of pancreatic origin. Mod Pathol. 2012;25(6): 893–901. doi: 10.1038/modpathol.2012.34.23. Yang Z, Klimstra DS, Hruban RH, Tang LH. Immunohistochemical characterization of the origins of metastatic well-differentiated neuroendocrine tumors to the liver. Am J Surg Pathol. 2017;41(7): 915–22. doi: 10.1097/PAS.0000000000000876.24. Schmitt AM, Riniker F, Anlauf M, Schmid S, Soltermann A, Moch H, Heitz PU, Kloppel G, Komminoth P, Perren A. Islet 1 (Isl1) expression is a reliable marker for pancreatic endocrine tumors and their metastases. Am J Surg Pathol. 2008;32(3): 420–5. doi: 10.1097/PAS.0b013e318158a397.25. Hermann G, Konukiewitz B, Schmitt A, Perren A, Kloppel G. Hormonally defined pancreatic and duodenal neuroendocrine tumors differ in their transcription factor signatures: expression of ISL1, PDX1, NGN3, and CDX2. Virchows Arch. 2011;459(2): 147–54. doi: 10.1007/s00428-011-1118-6.26. Agaimy A, Erlenbach-Wunsch K, Konukiewitz B, Schmitt AM, Rieker RJ, Vieth M, Kiesewetter F, Hartmann A, Zamboni G, Perren A, Kloppel G. ISL1 expression is not restricted to pancreatic well-differentiated neuroendocrine neoplasms, but is also commonly found in well and poorly differentiated neuroendocrine neoplasms of extrapancreatic origin. Mod Pathol. 2013;26(7): 995–1003. doi: 10.1038/modpathol.2013.40.27. Tseng IC, Yeh MM, Yang CY, Jeng YM. NKX6-1 Is a Novel Immunohistochemical Marker for Pancreatic and Duodenal Neuroendocrine Tumors. Am J Surg Pathol. 2015;39(6): 850–7. doi: 10.1097/PAS.0000000000000435.28. Srivastava A, Padilla O, Fischer-Colbrie R, Tischler AS, Dayal Y. Neuroendocrine secretory protein-55 (NESP-55) expression discriminates pancreatic endocrine tumors and pheochromocytomas from gastrointestinal and pulmonary carcinoids. Am J Surg Pathol. 2004;28(10): 1371–8.29. Ma J, Chen M, Wang J, Xia HH, Zhu S, Liang Y, Gu Q, Qiao L, Dai Y, Zou B, Li Z, Zhang Y, Lan H, Wong BC. Pancreatic duodenal homeobox1 (PDX1) functions as a tumor suppressor in gastric cancer. Carcinogenesis. 2008;29(7): 1327–33. doi: 10.1093/carcin/bgn112.