骨巨细胞瘤(Giant cell tumor of bone, GCT)是常见的原发性骨肿瘤之一,约占所有骨良性肿瘤的15%,我国骨巨细胞瘤发病率较西方国家高。Cooper于1818年首次描述此肿瘤,但直到1940年通过Jaffe的研究,骨巨细胞瘤才真正作为一个在临床、X线、病理方面特异存在的疾病,并与其它良性病损区分开来。
骨巨细胞瘤是以基质细胞和多核巨细胞为主要结构的侵袭性骨肿瘤,多数学者认为它有潜在恶性,不能与一般的良性肿瘤同等看待。据统计有20%的骨巨细胞瘤为恶性,其中有8%为原发恶性骨巨细胞 (Primary malignant giant cell tumor of bone,PMGCT)。
(一) 临床表现
1、症状与体征
骨巨细胞瘤好发于骺板生长已融合的青壮年,发病年龄多在20~40岁,20岁以下及50岁以上发病率低。女性较男性发病率稍高。骨巨细胞瘤的早期症状不典型,患者多感到疼痛,疼痛性质为酸痛或钝痛但不剧烈。局部可有轻度肿胀,多为骨性膨胀的结果。病变破坏突破骨皮质而侵入软组织时局部包块更为明显。
压痛及皮温升高普遍存在。生长慢的手指按压时可呈现乒乓球样感的骨壳,出血坏死者可迅速增大并有囊性感或波动。若肿瘤破坏关节,可产生相应的关节功能障碍,如关节屈伸受限;躯干骨发生肿瘤也可产生相应的症状,如骶前肿块可压迫骶丛引起剧痛,压迫直肠造成排便困难等。较良性骨巨细胞瘤,恶性骨巨细胞瘤生长迅速,肿物增大迅速,局部疼痛进行性加重,疼痛性质由间歇性发展为持续性,可见静脉扩张等体征,伴有不同程度的全身症状。
2、发病部位
骨巨细胞瘤的原发部位几乎都发生在骨骺生长板完全融合后的骨骺内,随着病灶的扩大逐渐侵及干骺端。假如病变局限于干骺端而不波及骨骺,骨巨细胞瘤的诊断则不能成立。90%的骨巨细胞瘤侵犯长骨,以股骨下端及胫骨上端为最多;其他多发部位依次是桡骨远侧、腓骨小头、股骨近端和肱骨近端。约10%的骨巨细胞瘤发生于手部、脊柱和骨盆等非长管状骨。
图1 股骨远端骨巨细胞瘤。
(二) 影像学检查
X线改变对骨巨细胞瘤的诊断提供重要线索,典型X线表现为侵及骨骺的溶骨性病灶、呈偏心性、膨胀性、且无硬化边缘;无反应性新骨生成,病变部骨皮质变薄,呈肥皂泡样改变(图1);常有病理骨折,系溶骨破坏引起,一般无移位。根据影像学的campanacci分级系统[4]可分为三级:
I级:显示骨内病损,病灶内清晰的皂泡样征或囊状,无软组织块影。
Ⅱ级 :仍为骨内病损,但骨壳薄,病灶内皂泡样间隔部分模糊,出现溶解、断裂等现象。
Ⅲ级:为恶性骨巨细胞瘤,典型表现为肿瘤扩散至骨外软组织,病灶内大片溶骨性破坏,有时残留皂泡样间隔,常见破壳征及边缘模糊的软组织块影。
图2 胫骨近端骨巨细胞瘤的CT及MRI图像,显示骨皮质破坏,瘤体侵及关节腔。
CT检查对确定肿瘤边界方面超过X线,且对于明确肿瘤与关节软骨及关节腔的关系和肿瘤侵犯周围软组织的程度很有帮助。对于本病MRI 图像的优势在于能清晰显示病灶的存在,对骨髓、关节腔的受累情况。周围软组织肿块的显示,与周围神经、血管的关系方面,MRI也明显优于其他影像学检查方法(图2)。
图3 骨巨细胞瘤,细胞生长活跃。
图4 骨巨细胞瘤病理分级 II级。
(三) 病理组织学检查
1、肉眼所见
与其他实质性肿瘤相比,骨巨细胞瘤的瘤组织循环丰富,质软而脆性大。瘤组织呈红褐色,似肉芽组织,易出血,有纤维机化区及出血区,边缘部分纤维组织增生可表现为较韧。骨皮质变薄时肿瘤穿过皮质扩大至软组织,切片检查应包括肿瘤各部分。
2、镜下所见
由多核巨细胞、基质细胞构成,多核巨细胞分布于基质细胞之中(图3)。多核巨细胞可由单核基质细胞融合而成,核数从几个到数百个不等,具有巨噬细胞和破骨细胞特点。基质细胞可分为两种:一种与成纤维细胞相似,一种与组织细胞相似。一般认为多核巨细胞不具备肿瘤细胞特点,而纤维母细胞型基质细胞是主要的肿瘤成分。
对于骨巨细胞瘤的病理分级,Jaffe等[1]于1940年提出的分级标准主要依据巨细胞数的多少以及间质细胞的分化程度:I度,约有一半的巨细胞瘤属于此类,为明显良性,巨细胞很多,少有细胞分裂,注意需全部肿瘤都是I度才能判断为I度肿瘤。II度,恶性或良性不易区别,基质细胞较多,巨细胞较I度为少(图4)。 III度又称恶性巨细胞瘤,基质细胞多,细胞核大,形态如肉瘤,细胞分裂多,巨细胞较少而小,核数目亦少。有学者指出[5]细胞学的分级仅能反映一般规律,临床个别I级病例发生远处转移,而III级有时预后也不太差,这说明对骨巨细胞瘤属性的认识应结合临床和X线表现综合考虑。
骨巨细胞瘤需要根据临床、影像、病理三方面结合做出诊断。其中X线对骨巨细胞瘤的诊断提供重要线索,最终确诊需要病理证实。骨巨细胞瘤表现有时差异性较大,临床上应与一下病变区别:
1、动脉瘤样骨囊肿:病人多属青少年,以10~20岁时为最多,约四分之三的病人于20岁以前发病,而骨巨细胞瘤很少在20岁以前发病。好发于椎体或长骨的干骺端或骨干的一端。X线片在干骺端松质骨处一般呈偏心性骨溶解,骨溶解扩展可使骨皮质变薄,呈气球样膨出或多囊性骨破坏。囊腔内充满血液,在静止的动脉瘤样骨囊肿囊腔很大,内含血凝块和血清液。冰冻切片不能明确诊断时,只能靠蜡片确诊。
2、棕色瘤:是指甲状旁腺功能亢进所致的局部性骨破坏,多见30~50岁成人。除局部肿痛外,还有全身虚弱症状,如精神抑制、倦怠、肌张力下降及无力、厌食、消化性溃疡、腹痛、呕吐、烦渴、多尿、肾结石、肾功能不全等,主要是血清钙升高所致,易被误诊。化验高血钙、低磷酸盐血症及高尿钙症。X线片显示骨质广泛疏松或局限性溶骨破坏,可为中心性或偏心性,骨皮质变薄甚至消失,受累骨呈中等程度膨胀,不侵犯软组织,无骨膜反应。
3、孤立性骨囊肿:多发生于儿童或青少年,症状轻;病变部位在干骺端偏干,以肱骨近端最为多见。X线显示骨干或骨端呈透明病变,皮质轻度膨胀,边界清晰;囊内充满液体,大体标本很易与骨巨细胞瘤鉴别。
4、纤维肉瘤:发病年龄比骨巨细胞瘤大,只有溶骨而无扩张现象。肿瘤质地坚韧,活检有助于鉴别诊断。
5、有时还应与纤维异样增殖症、成软骨细胞瘤以及骨肉瘤等鉴别。
图5 a b为病灶刮除加植骨术后,c d为术后半年复查。
(五)治疗与预后
手术是目前治疗骨巨细胞瘤最有效的方法,但骨巨细胞瘤术后易复发。按骨关节解剖结构及功能破坏程度将手术方式分为病灶内刮除术、瘤段切除术、截肢术三级。病灶内刮除术包括刮除植骨术和刮除骨水泥充填术;瘤段切除术包括单纯瘤段切除术、瘤段切除自体骨移植术、瘤段切除异体骨关节移植术、瘤段切除灭活回植术、关节融合术和人工关节置换术等。
手术原则是在彻底清除肿瘤的同时,尽可能保存骨与关节的正常结构和功能。因骨巨细胞瘤细胞增殖比率不高,对化疗不敏感,疗效常不令人满意,仅对出现肺转移病人在术前使用化疗控制肿瘤发展。放射治疗也仅适用于肿瘤生长部位较为特殊而不能手术切除者,而且该肿瘤对放疗的敏感性也很低,且放疗的恶变率较高。绝大多数病例经过及时适当的治疗,可以得到治愈,且可保留满意的关节功能。
1、病灶刮除植骨术(附图5):术前扎气囊止血带避免驱血操作,首先是开窗彻底刮除肿瘤。以肿瘤部位为中心作纵弧形切口,两端超过肿瘤的上下极。切开深筋膜后,沿切口方向切开骨膜并行骨膜下剥离。找到正常骨质与肿瘤的交界处,用骨钻连续钻孔,再用骨刀或骨凿沿骨孔开窗(通常取骨质破坏严重和非负重骨区的部位)。开窗大小因肿瘤侵袭范围而定,以能够直视下刮除肿瘤为宜。充分显露病灶后,先用刮匙刮除骨腔内的肿瘤组织,再用骨刀自上壁、内壁、下壁三个方向切除瘤体边缘骨壁、间隔、硬化骨质及其残留病变,直至露出正常骨质为止,必要时可凿除一薄层松质骨以减少肿瘤周围瘤细胞的滞留。切刮过程中要注意勿损伤关节软骨,力争保留正常的关节面。
然后是病灶内壁的组织灭活,正确使用辅助方法结合现代广泛刮除技术是降低复发率的重要手段。临床曾经使用的灭活剂有:石炭酸、液氮、95%酒精、氯化锌、苯酚、磷酸氢盐、过氧化氢等,最近氩电刀烧灼、微波照射也投入使用中。
最后是残腔植骨,以自体骨和(或)异体骨填满病灶并压紧,以便在尽量短时间内恢复关节软骨下骨的强度。如果病变很小自体植骨可解决问题;若骨缺损太大自体骨不能满足充填需要,可用自体与异体骨联合植入,此时自体骨应直接放在关节软骨下区域,异体骨则放在对骨修复不重要的部位。术后定期摄片复查,根据骨修复情况确定负重时间。
2、病灶刮除植骨+骨水泥充填术(附图6):手术开窗以及灭活方法与病灶刮除植骨术相同,区别在于残腔的修补采用了植骨+骨水泥填充。主要用于残腔较大、刮除缘显露部分关节软骨的病例,多见的是股骨下端和胫骨上端的骨巨细胞瘤。为维持关节面的稳定和关节软骨的存活,取自体髂骨在软骨面裸露处先行大约10mm厚的松质骨植入再行骨水泥填充。骨水泥(甲基丙烯酸甲酯)可作为骨填充物、支撑物,还可利用其单体的毒性和聚合时产生的热量辅助杀灭肿瘤。据报道[9]病灶刮除骨水泥充填残腔术后复发率明显降低,图7为股骨远端骨巨细胞瘤刮除加骨水泥充填术后5年复诊X片,肿瘤无复发。
图6 a为股骨远端骨巨细胞瘤,b为病灶刮除加骨水泥充填术后。
图 7 股骨远端骨巨细胞瘤病灶刮除加骨水泥充填术后5年复查X片。
3、瘤段切除+关节置换术(图8):对肿瘤侵犯绝大部分骨端,关节面已经塌陷,或病理表现已有纤维肉瘤改变的骨巨细胞瘤,可采用瘤段切除加人工关节置换术。其他适应症包括:
①全身情况及局部软组织条件允许,主要神经、血管未受累,可达到广泛性切除,预计局部复发率不高于截肢的;
②无转移病灶或转移病灶可治愈;
③患者有强烈的保肢愿望及经济能力;
④术后功能优于义肢。
手术禁忌症为:
①肿瘤侵犯范围广泛,重要的神经、血管受累无法完整切除;
②局部及全身感染;
③全身情况或局部皮肤软组织条件差,难以耐受手术或术后可导致切口闭合困难及皮肤软组织坏死;
④肿瘤晚期,病人预期生命短且患者无强烈保肢愿望。
图8 a b为胫骨近端骨巨细胞瘤,c为瘤段切除+人工假体置换术后一周X片,d为术后一年复查X片。
骨肿瘤假体置换不同于一般的人工关节置换,肿瘤假体的设计、材料性能及固定技术要求都较高。假体置换术的术后并发症主要包括复发、感染、假体松动、假体折断等。感染是术后并发症中最严重的,常导致灾难性的后果,应注意预防。
图9 a b为挠骨远端骨巨细胞瘤并发病理骨折,c d为瘤段切除灭活回植术后一年半复查X片,截骨处愈合,肿瘤无复发。
4、瘤段切除灭活回植+骨水泥充填术(图9):瘤段切除后刮除骨壳中的肿瘤组织,将骨壳置入95%的酒精内灭活40分钟后回植,残腔缺损处以骨水泥充填。
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