【综述】垂体腺瘤病理（一）
定义垂体腺瘤(PAs)通常是垂体前叶分泌激素的细胞起源的良性神经内分泌肿瘤。各类PAs的组织形态学外观类似于正常垂体前叶相应的嗜酸细胞、促肾上腺皮质激素细胞和促性腺激素细胞。流行病学垂体腺瘤是一种常见的肿瘤，约占总人口的17%。它们是仅次于脑膜瘤和胶质瘤的第三种最常见的临床相关颅内新生物（intracranial neoplasm）。在成人中，大多数垂体腺瘤是分泌泌乳素型(45% - 65%)，其次是无功能腺瘤(15% - 37%)在未经选择的尸检垂体系列的检查中占8% - 26%。主要是分泌泌乳素的腺瘤，其次是促性腺激素细胞腺瘤。临床上有显著意义的垂体腺瘤（Clinically significant pituitary adenomas）的发生率要低得多，大约只发生在普通人群的0.1%，每一个年龄都可能在40到50岁之间出现一个高峰。在儿科人群中，接受脑部成像的儿童中有0.2%被识别。在儿童中，分泌促肾上腺皮质激素的腺瘤和分泌泌乳素的腺瘤是最常见的亚型。性别分布非常相似，但年龄较大的患者中男性占多数，而女性在45岁以前较多。病因学和(分子)发病机制最初，人们认为PAs是由单个体细胞起源的单克隆新生物（monoclonal neoplasms arising from a single somatic cell）。虽然全基因组测序分析已经确定了垂体腺瘤亚型和生长因子的一些基因组改变，但很大程度上仍不清楚垂体腺瘤的病因和分子机制。超过90%的垂体腺瘤是散发的（develop sporadically），大多数没有已知的遗传背景。关于发生的体细胞突变，最常见的检测基因改变是激活GNAS基因突变，可在约40%的生长激素细胞PAs中观察到。这种突变导致Gsa亚基的激活，增加腺苷酸环化酶活性，从而增加细胞增殖性和生长激素的分泌。进一步的基因组技术发现了泛素特异性蛋白酶8 (USP8)基因中的体细胞致病改变，在分泌ACTH腺瘤中无一例外地可检测到。这些功能获得性突变（gain-of-function mutations）引起EGFR下调受损，导致激活EGF信号通路。PIK3CA是部分PI3K/Akt信号通路的编码基因，在PIK3CA中也发现了不同类型PAs的体细胞改变。研究发现有显著的侵袭性的腺瘤中有2.3%至12.1%存在体细胞缺陷（somatic defects）。除了作为发生垂体腺瘤的致癌驱动因素的体细胞突变外，已有研究表明，编码肿瘤抑制基因和癌基因的mRNA转录的差异表达（differentially expressed mRNA transcripts, which codes for tumor suppressor genes and oncogenes）有助于垂体瘤的形成。进一步的非突变机制包括细胞周期调节因子的失调或表观遗传因子也与垂体腺瘤的发病机制有关。最近的数据显示，PIT-1细胞谱系腺瘤中存在整体性的弥漫性DNA低甲基化（global diffuse DNA hypomethylatio），与染色体不稳定性相关。此外，基于DNA甲基化的分类方案已被证明可以提高包括垂体腺瘤在内的中枢神经系统肿瘤亚分类的诊断准确性和预后，分类近年来，垂体腺瘤的病理分型发生了变化。在以前2004年WHO分类方案中，传统上垂体腺瘤是根据其免疫组化激素谱和结构特征进行分类的。根据正常垂体前叶的5个主要分泌激素的细胞系，将其分为分泌促肾上腺皮质激素（ACTH）的细胞腺瘤、泌乳素细胞或分泌泌乳素的腺瘤、分泌GH的（生长激素细胞）腺瘤、分泌FSH/LH的促性腺激素细胞腺瘤和分泌促甲状腺激素细胞的腺瘤。而对零细胞腺瘤的定义是其缺乏腺垂体激素。对于GH腺瘤、泌乳素腺瘤和ACTH腺瘤，分泌颗粒的数量和密度对分类尤为重要，虽然在正常垂体中，只有泌乳素细胞可呈致密或稀疏颗粒性，在妊娠和哺乳期后者尤其呈稀疏颗粒性（the latter especially during pregnancy and lactation）。正常垂体腺的发育依赖于谱系限制性转录因子(PIT-1、T-PIT和SF-1)，这些转录因子将腺垂体前体细胞分化为嗜酸性、促肾上腺皮质激素细胞和促性腺激素细胞。其中垂体特异性的POU类同源结构域转录因子(PIT-1)驱动生长激素细胞、泌乳素细胞和促甲状腺素细胞的分化，而T-box家族成员TBX19 (T-PIT)转录因子负责促肾上腺皮质激素细胞的分化。促性腺激素细胞受类固醇生成因子1 (SF-1)控制(图1)。由于在垂体腺瘤中这些谱系限制性转录因子的表达具有诊断和预后相关性，转录因子表达已被纳入最新的WHO内分泌肿瘤分类(2017)的正式分类标准。因此，要求病理学家使用WHO最新版本的分类。以下形态学亚群来自目前有根据的（valid）WHO分类:分泌GH(生长激素细胞)腺瘤(PIT-1阳性)分泌GH的垂体腺瘤占垂体腺瘤的21.2%(表1)。生长腺瘤细胞的共同特征是核表达转录因子PIT-1和有最初是通过电子显微镜发现的大的分泌颗粒。利用低分子量细胞角蛋白(CAM5.2和CK18)可分化为致密颗粒性生长激素细胞腺瘤和稀疏颗粒性生长激素细胞腺瘤这两种腺瘤亚型，不仅可以表达生长激素，还可以表达泌乳素(混合生长激素细胞亚型或双激素单细胞GH腺瘤)，但有作为泌乳素细胞分化特点的雌激素受体阴性。稀疏颗粒性和致密颗粒性生长激素细胞腺瘤表现出不同强度的生长抑素受体2和5 (SSTR2和SSTR5)的膜性表达。虽然已知这些腺瘤对生长抑素类似物有反应，但SSTR表达与治疗反应之间的相关性尚不明显。不同的研究表明，GNAS突变的分泌GH的腺瘤具有独特的临床特征，主要表现为颗粒状形态，患者年龄较大，肿瘤体积较小，侵袭性生长较少。此外，还没有明确的证据表明GNAS突变状态是否影响生长抑素在生长激素细胞腺瘤患者中的反应。致密颗粒性分泌GH的腺瘤(8.5%)(表1)呈弥漫性分布，有轻度多形性，中等大小或大的，部分呈角状的细胞（partly angular cells）。胞浆嗜酸性强，PAS阴性(图2)。小到中等大小的核可能是单形的，卵圆形的，染色质差，或稍呈多形性和染色质丰富。有丝分裂非常罕见或缺乏。生长激素的免疫染色通常非常强(图3)。与稀疏颗粒性生长激素细胞腺瘤相比，α -亚基强烈表达。肿瘤细胞雌激素受体阴性。表1转录因子(TF)的细胞谱系和腺瘤类型的频率。手术标本中的垂体腺瘤（德国垂体瘤登记2018）腺瘤转录因子例数%致密颗粒性GH腺瘤PIT-1738.5稀疏颗粒性GH腺瘤PIT-1637.3致密颗粒性泌乳素腺瘤PIT-1101.2稀疏颗粒性泌乳素腺瘤PIT-19611.5致密颗粒性混合性GH/泌乳素腺瘤PIT-1232.7稀疏颗粒性混合性GH/泌乳素腺瘤PIT-1131.5泌乳素生长激素细胞腺瘤PIT-1101.2嗜酸干细胞腺瘤PIT-130.2TSH腺瘤PIT-160.7未分化的激素阴性PIT-1阳性腺瘤PIT-120.2未分化的多激素PIT-1阳性腺瘤PIT-1172.0合计PIT-1阳性腺瘤31636.7致密颗粒性ACTH腺瘤T-PIT8910.3稀疏颗粒性ACTH腺瘤T-PIT536.2Crooke细胞腺瘤T-PIT50.6未分化激素阴性T-PIT阳性腺瘤T-PIT00合计T-PIT阳性腺瘤14717.1FSH/LH腺瘤SF-132437.6仅有α-亚基腺瘤SF-160.7未分化激素阴性SF-1阳性腺瘤SF-1333.8合计SF-1阳性腺瘤36331.3零细胞腺瘤0161.9除了10号以外的多激素腺瘤不同60.7腺瘤，未分类（标本不充足）131.6所有腺瘤861100.0
图2致密颗粒性生长激素细胞腺瘤:细胞弥散排列，中等大小，胞浆嗜酸性，细胞核单形。苏木精-伊红，放大倍数200 X。图3致密颗粒性生长激素细胞腺瘤:细胞呈中等大小，多数为强的生长激素免疫染色。生长激素免疫染色-苏木精，放大倍数250 X。稀疏颗粒性分泌GH的腺瘤(7.3%)(表1)由呈弥漫性的轻度嗜酸性或嫌色性以及PAS阴性细胞组成，(图4)。与由致密排列的细胞丝组成的超微结构纤维小体相对应，稀疏颗粒性GH腺瘤的特征是细胞核上有球状稀疏小体(图5)。这些可以通过对泛角蛋白（pankeratin），最好是通过细胞角蛋白（cytokeratin ）Cam5.2的免疫染色来证明。超过70%的腺瘤细胞必须包含这些小体；否则不能识别稀疏的GH生长激素细胞腺瘤(纤维小体较少的腺瘤可为致密颗粒性生长激素细胞腺瘤或嗜酸性干细胞腺瘤[见下文])。可以检测到多核富染色质细胞的核多形性（Nuclear pleomorphism with multinucleated chromatin-rich cells）。很少发现有丝分裂。生长激素的免疫染色通常很弱，极少数情况下为阴性。对于这些患者，生长激素多克隆抗体可能会有帮助。与致密颗粒性生长激细胞素腺瘤不同，稀疏颗粒性生长激素细胞腺瘤缺乏α -亚基免疫反应性。与致密颗粒性生长激素细胞腺瘤相比，稀疏颗粒性生长激素细胞腺瘤显示较低的SSTR2表达。值得注意的是，少数具有进袭性行为的腺瘤属于稀疏颗粒性生长激素细胞肿瘤。有较大的肿瘤大小和较明显的侵袭性生长已得到描述。
图4稀疏颗粒性生长激素细胞腺瘤:多形性细胞呈弥漫性排列，部分胞浆内可见小光斑(“纤维小体”)(箭头)。苏木精-伊红染色，放大倍数440 X。
图5稀疏颗粒性生长激素细胞腺瘤:超过70%的细胞胞浆内可见角蛋白强烈阳性的球状纤维小体。角蛋白Kl-1免疫染色-苏木精，放大倍数440 X。垂体祖细胞促性腺激素细胞谱系SF-1;GATA-2;α促性腺激素细胞；β-TSH，β-LH，α-亚基促肾上腺皮质激素细胞谱系T-PIT促肾上腺皮质激素细胞CRooke细胞ACTH稀疏颗粒性ACTH致密颗粒性ACTH嗜酸性谱系PIT-1，GTA-2促甲状腺激素细胞；β-TSH; α-亚基PIT-1，ER-α泌乳素细胞嗜酸性干细胞；PRL，GH稀疏颗粒性；PRL致密颗粒性；PRL生长激素细胞混合性生长激素细胞泌乳素细胞；GH+PRL（不同的细胞）+α亚基泌乳素生长激素细胞：GH+PRL(同一细胞）+α亚基PIT-1生长激素细胞稀疏颗粒性：GH+PRL致密颗粒性GH+PRL+α亚基多激素PIT-1多激素PIT-1阳性；GH，PRL,β-TSH,+α亚基零细胞无转录因子表达零细胞腺瘤无形态变异；无激素染色图1在不同腺瘤亚分类中的转录因子和激素表达。SF-1，类固醇生成因子1；T-PIT, T-box家族成员TBX19；PIT-1,垂体特异性POU类同源结构域转录因子；ERα，雌激素受体α；ACTH、促肾上腺皮质激素；PRL,泌乳素；GH,生长激素；β-LH,促黄体激素;β-TSH,促甲状腺激素。(插图由Konstantin Ballek创作)
分泌生长激素和泌乳素的(混合性生长激素泌乳素细胞)腺瘤(PIT-1阳性)所占比例为4.2%(表1)，有三种不同的腺瘤类型分泌GH和泌乳素。都表现为有PIT-1和雌激素受体(混合双激素腺瘤)的核表达。泌乳素和生长激素的产生可集中于不同或几乎所有腺瘤细胞。分泌生长激素和泌乳素的双细胞（Bicellular）腺瘤比单细胞（monocellular）腺瘤更具进袭性。双细胞分泌生长激素和泌乳素（Bicellular GH- and prolactin-secreting）(混合性生长激素泌乳素细胞 (mixed somatolactotroph adenomas)腺瘤由致密颗粒性(在德国垂体肿瘤登记2018中占2.7%)(图6和7)或稀疏颗粒性(在德国垂体肿瘤登记2018中占1.5%)生长激素细胞和稀疏颗粒性泌乳素细胞组成。表达泌乳素的细胞较少，代表性地，雌激素受体呈阳性，也不与抗α -亚基的抗体反应，然而，GH阳性细胞更为常见。这些腺瘤细胞类型的显微和超微结构特征与单细胞腺瘤类型没有区别。双细胞生长激素/泌乳素腺瘤是稀疏颗粒性变体，属于进袭性腺瘤。
图6 致密颗粒性混合性GH/泌乳素腺瘤:局灶排列的GH强阳性细胞。GH 免疫染色-苏木精,放大倍数440 X。
图7致密颗粒性混合性GH/泌乳素腺瘤:泌乳素细胞伴雌激素受体核染色。雌性激素受体木精,放大倍数440 X。泌乳素生长激素细胞腺瘤（Mammosomatotroph adenomas）(在德国垂体肿瘤登记2018中占1.2%)(表1)的特征是致密颗粒性细胞，共同表达GH、泌乳素、PIT-1、雌激素受体和α -亚基。由于泌乳素生长激素细胞腺瘤与混合型增生性腺瘤鉴别可能比较困难，因此超微结构检查可能有助于鉴别。分泌泌乳素的（泌乳素细胞）腺瘤(PIT-1阳性)在德国垂体瘤登记(表1)中列出的所有接受手术的腺瘤标本中，有14%是分泌泌乳素的腺瘤。尸检和其他国家的患病率研究系列描述了高达30% - 50%的高的患病率，并检测到泌乳素细胞腺瘤是最常见的垂体腺瘤。可区分出3种相关的组织形态学亚型，致密颗粒性和稀疏颗粒性分泌泌乳素的腺瘤以及嗜酸性干细胞腺瘤(表1)。它们的细胞核中都表达PIT-1和雌激素受体。α-亚基阴性。致密颗粒性分泌泌乳素的(泌乳素细胞)腺瘤是非常罕见的(1.2%)(表1)。它们包括显示适度的染色质和小核仁的大的细胞核的大的嗜酸性细长细胞(图8)。泌乳素的免疫反应性强，且分散在细胞质中(图9)。它们比稀疏颗粒性生物更具进袭性，属于进袭性垂体腺瘤组(见下文)。
图8致密颗粒性泌乳素腺瘤:呈弥漫性排列的中等大小的细胞，胞浆嗜酸性。苏木精-伊红,放大倍数480 X。
图9致密颗粒性泌乳素腺瘤:呈弥漫性排列，中等大小，常为强弥漫性泌乳素免疫染色。泌乳素免疫染色-苏木精，放大倍数480X。稀疏颗粒性分泌泌乳素的腺瘤(11.5%)(表1)，显示弥漫性、有小梁的或假性乳头状的大的嗜色或轻度嗜碱性的，通常为长形细胞(图10)。大部分同形核是大的，卵圆形的，染色质中适中的。有丝分裂非常罕见或缺乏。泌乳素的免疫反应集中在高尔基域(高尔基模式)(图11)。通常以砂粒体的形式存在矿化，多达75%的腺瘤可见内分泌型淀粉样蛋白。
图10稀疏颗粒性泌乳素细胞腺瘤:弥散排列的嫌色细胞。苏木精-伊红，放大倍数250 X。
图11稀疏颗粒性泌乳素细胞腺瘤:呈弥散排列的细胞，常伴有局灶性泌乳素免疫反应(“高尔基模式”)。泌乳素免疫染色-苏木精，放大倍数250 x。在德国垂体瘤登记中，嗜酸性干细胞腺瘤仅占所有腺瘤实体的0.2%(表1).它们有一个弥散的模式，大多数是单形的，很少多形性细胞，具有中度嗜酸性，嗜酸瘤细胞胞浆。其中一个特征是发现也可以在超微结构上检测到的作为扩张和巨大的线粒体的特点的胞质空泡（cytoplasmic vacuoles）(图12)。其他细胞包含角蛋白阳性小球的纤维小体，看起来像稀疏颗粒性分泌GH的腺瘤.生长激素的免疫染色通常较弱，然而，与致密颗粒性泌乳素细胞腺瘤一样，可以检测到明显的弥漫性细胞质泌乳素表达和PIT-1核染色(图13)。所有嗜酸性干细胞腺瘤都具有进袭性。
图12嗜酸性干细胞腺瘤:弥散排列的多形性细胞，胞浆内有巨大线粒体形成的大空泡(箭头)。苏木精-伊红染色，放大倍数350 X。
图13嗜酸性干细胞腺瘤:实性模式伴纤维化间质，所有细胞核转录因子pit-1阳性。Pit-1 免疫染色-苏木精，放大倍数400X。分泌TSH的（促甲状腺激素细胞）腺瘤(PIT-1阳性)分泌促甲状腺激素（TSH）腺瘤是一种罕见的肿瘤，约占所有垂体腺瘤的1.0%(表1)。生长模式通常是正弦曲线形。多形性细胞多为中等大小的嫌色细胞性。单个腺瘤细胞可能包含有溶酶体型PAS阳性小球(图14)。TSH的免疫反应性变化很大，也可能为阴性(图15)。在这些罕见的病例中，应该使用一种以上的TSH抗体。检测到生长激素和泌乳素的共表达的频率较高。大多数促甲状腺激素细胞腺瘤显示强烈的膜性SSTR2和SSTR5的表达。
图14 TSH腺瘤:细胞弥漫性排列，部分呈多形性,胞浆内可见罕见的PAS阳性小球(箭头)。PAS-反应-苏木精，放大倍数400x。
图15 TSH腺瘤:弥漫型，约20%的细胞TSH免疫染色较强。TSH 免疫染色-苏木精,放大倍数440 X。Pit-1阳性激素阴性腺瘤腺瘤表达PIT-1，但没有GH、泌乳素或TSH的表达，是非常罕见的实体(在德国垂体肿瘤登记2018中占0.2%)(表2)。它们可能诱发GH、泌乳素、或TSH或两种激素的功能亢进,应该被指定为(低分化)PIT-1阳性激素阴性腺瘤。