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増殖は、腫瘍の特徴であり最も基本的な生物学的プロセスの1つであり、 [1]腫瘍の進行、治療への反応、および癌患者の生存に関連しています。[2]そのため、腫瘍増殖指数（または増殖率）の評価は、多くの固形腫瘍や血液悪性腫瘍を特徴付ける上で臨床的に重要です。 [3]このため、研究者は腫瘍サンプルの増殖指数を評価するためのさまざまな技術を開発してきました。 増殖指数を評価するために最も一般的に使用される方法には、有糸分裂指数、チミジン標識指数、ブロモデオキシウリジンアッセイ、細胞周期のさまざまな段階にある細胞の割合の測定、および細胞周期関連タンパク質の 免疫組織化学的評価があります。
有糸分裂指数（有糸分裂数とも呼ばれる）
有糸分裂指数は、増殖を評価する最も古い方法であり、H&E染色切片を光学顕微鏡で見て有糸分裂像（有糸分裂中の細胞）の数を数えることによって決定されます。これは通常、顕微鏡視野あたりの細胞数として表されます。有糸分裂期の細胞は、細胞周期の有糸分裂期に細胞内で染色体が典型的に現れることで識別されます。[4]通常、有糸分裂像の数は、10 の高倍率視野で 10 の有糸分裂など、定義された数の高倍率視野の合計数として表されます。視野領域は顕微鏡によって大きく異なる可能性があるため、異なる研究の結果を比較するには、高倍率視野の正確な領域を定義する必要があります。したがって、有糸分裂を数える際の主な問題の 1 つは再現性でした。したがって、再現性のある結果を得るには、標準化された方法論と厳格なプロトコルが重要です。[5]深層学習ベースのアルゴリズムを使用した自動画像解析は、病理学者を支援し、再現性と精度を向上させる有望なツールとして提案されている。[6]
チミジン標識指数
チミジン標識指数は、腫瘍細胞をチミジンとともにインキュベートした後、オートラジオグラフィー切片上で標識された腫瘍核の数を数えることによって決定されます。急速に増殖する細胞はより多くの放射性標識チミジンを容易に更新し、オートラジオグラフィーフィルム上でより暗いスポットを生成します。[7]
ブロモデオキシウリジンアッセイ
ブロモデオキシウリジンアッセイは、チミジン標識インデックス作成に似ており、増殖細胞によってより速く取り込まれる放射性標識ブロモデオキシウリジンとともに細胞をインキュベートし、その後、フィルムを使用して細胞内の放射性標識ブロモデオキシウリジンの分布を画像化します。
S期分率評価
フローサイトメトリーでDNAヒストグラムを評価すると、細胞周期の各段階における細胞の割合を推定できます。細胞核はDNA結合染色で染色され、染色量はヒストグラムから測定されます。[8]その後、コンピューターによる細胞周期分析によって、ヒストグラムからさまざまな細胞周期段階（G0/G1、S、G2/Mコンパートメント）における細胞の割合を計算できます。
免疫組織化学的評価
Ki-67や増殖細胞核抗原などの増殖関連タンパク質の免疫組織化学的検出は、増殖指数を決定するために一般的に使用される方法です。Ki-67 は、増殖細胞で発現する核抗原で、染色体 10 の MKI67 遺伝子によってコードされ、細胞周期の GI、S、G2、および M 期に発現します。次に、細胞を Ki-67 抗体で染色し、染色された核の数を総腫瘍細胞の割合として表します。最も高い標識領域で少なくとも 500 個の腫瘍細胞を数えることが推奨されます。Ki-67 スコアは他の増殖マーカーと密接に相関しており、多くの異なる腫瘍タイプに対して予後値および予測値を持つことが示されています。[9]同様に、増殖細胞核抗原(PCNA) は、増殖細胞でアップレギュレーションされる細胞増殖に関連するタンパク質であり、免疫染色に有用なもう 1 つの抗原となっています。[10]これは細胞周期の各段階を通じて発現するDNAポリメラーゼαと関連している。PCNAの発現は、有糸分裂数、S期分画、Ki-67染色などの他の増殖マーカーともよく相関している。
増殖指数の診断的役割
増殖指数を特徴付ける様々な方法は、腫瘍の診断と予後評価の両方で役割を果たしている。例えば、有糸分裂細胞の数は腫瘍の分類に用いられる。一般的に、増殖指数が高いことは悪性度が高く腫瘍が悪性であることを示す。[11]固形腫瘍の中では、乳がんに対する増殖指数の臨床的意義が広く研究されてきた。有糸分裂細胞数も、複数の研究で乳がんの予後価値を持つことが示されており、有糸分裂細胞数が少ないほど転帰が良好であることと相関関係にあるため、組織学的悪性度分類システムの一部に組み込まれている。Ki-67標識指数も予後的意義を持つことが判明しており、多くの臨床診療ガイドラインでは、新たに診断された浸潤性乳がんにおけるKi-67の評価が推奨されている。[12]さらに、腫瘍増殖指数は、術前全身療法を受けている患者の全身化学療法に対する反応を予測するために使用されており、腫瘍増殖指数の高い腫瘍を持つ患者は、腫瘍増殖指数の低い腫瘍を持つ患者よりも全身細胞傷害性療法に対する反応が良好であることが示されています。[13]
参考文献
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外部リンク
- パブリックドメインの増殖指数エントリ NCI 癌用語辞典
この記事には、米国国立がん研究所の「Dictionary of Cancer Terms」のパブリック ドメイン資料が組み込まれています。