Citologia Respiratoria
INTRODUZIONE
La diagnosi di cancro ai polmoni tramite metodi citologici riveste un interesse storico perché è stata una delle prime dimostrazioni che è possibile diagnosticare i tumori maligni grazie all’esame di cellule sfaldate. Nel 1845 Donne e Walsh hanno osservato individualmente che nell’escreato dei pazienti comparivano cellule respiratorie sfaldate. I primi gruppi di pazienti per cui l’esame dell’escreato ha portato a una diagnosi di cancro ai polmoni sono stati studiati da Hamplen nel 1919. In 13 casi su 25 è stato possibile formulare una diagnosi corretta. Dopo anni di stasi, la citologia polmonare ha conosciuto un periodo di rapido sviluppo negli anni ’70 e ’80, quando l’aspirazione con ago sottile è divenuta una valida alternativa alla biopsia del polmone a cielo aperto o alla biopsia transbronchiale per la formulazione della diagnosi di tumori maligni e malattie infettive e infiammatorie dei polmoni. In quegli anni la tecnologia utilizzata per gli esami radiologici ha evidenziato progressi evidenti, consentendo la riproduzione di immagini di piccole lesioni e la biopsia guidata, oltre a notevoli miglioramenti nella progettazione dei broncoscopi.
Negli ultimi 40 anni, l’importanza della citologia respiratoria per la formulazione di diagnosi di malattie infettive e infiammatorie è divenuta sempre più evidente. Una prova se ne è avuta negli anni ’80 con il comparire della Sindrome da Immunodeficienza Acquisita (AIDS) e l’uso della chemioterapia immunosoppressiva ad alti dosaggi. I pazienti erano soggetti a infezioni, determinate ad esempio dal Pneumocystis carinii e da specie di Aspergillus, che possono essere facilmente diagnosticati grazie all’esame di un campione respiratorio.
Tecniche di campionamento
È possibile ottenere il materiale cellulare necessario per formulare una diagnosi di cancro ai polmoni utilizzando una delle cinque tecniche elencate di seguito. La tecnica più vecchia e utilizzata è la raccolta dell’escreato che dipende dallo sfaldamento spontaneo delle cellule. Vi sono poi le tecniche broncoscopiche che includono lavaggio bronchiale, brushing bronchiale e lavaggio broncoalveolare. Infine, è possibile utilizzare tecniche di aspirazione con ago attraverso il torace sotto guida radiografica o durante una broncoscopia.
Non vi è una tecnica necessariamente migliore di un’altra. La scelta della tecnica per la raccolta delle cellule è determinata dalle preferenze del medico, dallo stato del paziente, dalla posizione della lesione e da altri fattori. Se da un lato vi è una somiglianza sostanziale nella morfologia delle cellule ottenute con le varie tecniche, dall’altro vi sono differenze significative per quanto riguarda la conservazione delle cellule e l’elaborazione dei campioni. Un esempio è la diversa sensibilità nell’individuazione del cancro ai polmoni se si utilizza uno striscio fresco dell’escreato o un escreato fissato e miscelato. Gli artefatti dovuti alla miscelazione meccanica del campione diminuiscono la sensibilità dell’analisi per l’individuazione di malattie quali il carcinoma indifferenziato a piccole cellule e l’adenocarcinoma. La miscelazione meccanica disgrega i frammenti di cellule e priva le cellule dei vacuoli contenenti mucina, rendendo estremamente più difficile la formulazione di una diagnosi di adenocarcinoma. Il fissaggio ha conseguenze sul diametro nucleare e sulla qualità della colorazione della cromatina nucleare. Ad esempio, nei campioni raccolti con la tecnica del brushing o dell’aspirazione con ago i nuclei di un carcinoma a piccole cellule sono più grandi e vescicolari rispetto ai campioni dell’escreato. Per la raccolta e l’elaborazione dei campioni si utilizzano sempre più spesso i metodi basati sul liquido. Tali metodi originano artefatti univoci che devono essere interpretati dal citologo che formula la diagnosi.
Sensibilità e specificità della citologia respiratoria per la diagnosi di cancro
Il cancro ai polmoni è una delle malattie più diffuse negli Stati Uniti e nel mondo. Solo negli Stati Uniti, vi sono 45 milioni di fumatori e altrettanti ex fumatori a rischio. La corretta individuazione della malattia nella sua fase iniziale rappresenta l’elemento essenziale della lotta per la diminuzione della mortalità. Se la citologia polmonare viene utilizzata a scopo diagnostico, è necessario comprenderne appieno la precisione a livello di sensibilità e specificità. Il termine “sensibilità” descrive la frequenza con cui un metodo citologico consente di identificare con precisione un cancro ai polmoni in un paziente realmente affetto da tumore. In linea di massima, è possibile formulare una diagnosi citologica incontestabile di cancro per il 50% dei campioni di escreato e il 65% dei brushing bronchiali, dei lavaggi o dei brushing. L’aspirazione con ago sottile, in particolare se guidata grazie alla tomografia computerizzata, consente di raggiungere livelli di sensibilità vicini al 90%. L’analisi più completa sull’aspirazione polmonare con ago sottile è stata inserita nel programma Q-probe per l’accertamento della qualità del College of American Pathologists. Questo studio ha raccolto dati relativi a 13.094 aspirati polmonari con ago sottile presso 436 diversi istituti e ha evidenziato una sensibilità della procedura di aspirazione con ago sottile pari all’89%, una specificità del 96%, un valore predittivo positivo del 99% e un valore predittivo negativo del 70%. L’incidenza di falsi positivi è dello 0,8%, mentre quella di falsi negativi dell’8%. Il verificarsi di falsi negativi preoccupa in modo particolare i patologi, perché l’assenza di cellule anormali può essere dovuta a un errore di campionamento (non vengono raccolte cellule anormali) o a errori di interpretazione (le cellule anormali presenti sul vetrino non vengono identificate correttamente).
Studi comparativi hanno dimostrato la sensibilità relativa del lavaggio/brushing bronchiale con biopsia bronchiale. Naryshkin et al hanno descritto 224 casi in cui il 75% è completamente correlato. Nei restanti casi, biopsia e citologia hanno consentito la diagnosi in proporzioni relativamente simili e gli autori hanno concluso che una diagnosi specifica viene spesso formulata grazie alla combinazione delle due pratiche, piuttosto che a una sola. La specificità prende in considerazione due elementi principali: la frequenza con cui una malattia maligna diagnosticata a un paziente è realmente presente e l’affidabilità della citologia nel predire i classici tipi istologici di malignità. Per evitare diagnosi di falsi positivi, è necessario considerare le caratteristiche morfologiche nucleari che solitamente preannunciano un tumore maligno. In gruppi numerosi di pazienti, l’incidenza registrata di falsi positivi riconducibili a forme atipiche di metaplasia e ad alterazioni reattive e riparatrici si attesta tra lo 0% e il 2%.
Un aspetto critico della specificità concerne la correlazione tra diversi tipi di campioni del tratto respiratorio. È possibile tracciare confronti tra escreato, campioni citologici bronchiali, aspirazione con ago sottile e materiale istologico. In un approfondito studio eseguito da Johnston, la previsione del tipo istologico di cancro primario ai polmoni grazie all’analisi dell’escreato e del materiale bronchiale è stato confrontato con la diagnosi istologica. La percentuale di corrispondenza è stata dell’85% per il carcinoma a cellule squamose, del 79% per l’adenocarcinoma, del 30% per il carcinoma adenosquamoso, del 30% per il carcinoma a grandi cellule e del 93% per il carcinoma a piccole cellule. Come affermato in precedenza, il campionamento variabile di diverse aree del tumore giustifica in gran parte la scarsa correlazione tra le diagnosi citologiche e istologiche. Fortunatamente il tasso di correlazione tra la diagnosi istologica e citologica del carcinoma indifferenziato a piccole cellule è relativamente alto, il che costituisce un fattore importante nella scelta della terapia.
Citologia del tratto respiratorio normale
Il tratto respiratorio comunica con l’ambiente esterno tramite l’orofaringe. Di conseguenza, in un campione respiratorio è possibile individuare una vasta gamma di elementi estranei (ad esempio polline, corpi ferruginosi) e contaminanti orali (ad esempio Candida, attinomiceti).
In genere, le cellule rilevate nel campione respiratorio comprendono cellule epiteliali ciliate e non ciliate in colonna, macrofagi, cellule epiteliali provenienti dai bronchioli terminali e cellule infiammatorie. Il numero e la proporzione delle cellule varia in base al tipo di campione e di malattia presente.
Le cellule epiteliali possono mostrare alterazioni reattive significative in seguito a lesioni dovute a infezioni, radiazioni o chemioterapia. La citomegalia, l’aumento del nucleo e le alterazioni della cromatina devono quindi essere interpretati tenendo ben presente l’anamnesi dei pazienti.
Infezioni del tratto respiratorio
Il tratto respiratorio può subire attacchi da ogni tipo di organismo, ma l’esame citologico deve concentrarsi su quelli che causano alterazioni citomorfologiche (ad esempio inclusioni virali) o che possono essere riconosciuti visivamente (ad esempio ife micotiche). Le microfotografie contenute in questa sezione mostrano i tipi di organismi più diffusi. Tra le infezioni virali, è possibile citare l’Herpes simplex e il Citomegalovirus, che provocano inclusioni intranucleari caratteristiche e, solo nel secondo caso, inclusioni intracitoplasmatiche.
Le infezioni micotiche identificate di solito grazie all’esame citologico comprendono specie di Aspergillus , specie di Candida, Cryptococcus neoformans, Histoplasma capsulatum, Mucormicosi e Blastomyces dermatitidis.
Principali caratteristiche morfologiche del cancro ai polmoni
I confini che consentono di distinguere le caratteristiche morfologiche dei principali tipi di cancro ai polmoni sono spesso incerti perché non è raro incontrare tipi combinati di tumori e, di conseguenza, problemi diagnostici. Ad esempio, si è osservato che il carcinoma non a piccole cellule è associato al 5-10% dei casi di carcinoma a piccole cellule. Il componente non a piccole cellule può essere un carcinoma a cellule squamose, un adenocarcinoma o un carcinoma a grandi cellule, presente singolarmente o in combinazione con altri tumori.
Carcinoma a cellule squamose
Le cellule del carcinoma a cellule squamose sono solitamente disposte in foglietti coesivi o si trovano singolarmente nello sfondo di una necrosi. Possono assumere varie forme e dimensioni. Le cellule possono essere piccole e discheratotiche, poco più grandi delle cellule metaplastiche o possono superare di gran lunga il diametro di una cellula epiteliale bronchiale normale. Le cellule tumorali di alcuni tipi cheratinizzanti di cancro ai polmoni danno vita a forme piuttosto bizzarre, come quella di un girino o di una perla di cheratina.
Le caratteristiche del citoplasma vengono analizzate per determinare la presenza di una differenziazione squamosa. Si tratta del bordo aguzzo, della colorazione arancione o decisamente basofila della cheratina del citoplasma e dei filamenti di cheratina che circondano il diametro esterno della cellula.
Le caratteristiche nucleari consentono di determinare la malignità della cellula. Il nucleo aumenta di dimensioni e può presentare solchi profondi, angolazioni pronunciate o fenditure. L’involucro nucleare ha uno spessore irregolare. La cromatina può essere aggregata in modo irregolare o essere talmente densa da provocare l’opacità del nucleo. Se presenti, i nucleoli sono in genere multipli e di forma irregolare.
È possibile che condizioni benigne abbiano tratti in comune con le caratteristiche del carcinoma polmonare a cellule squamose. Se l’epitelio metaplastico è irritato a causa di chemioterapia, radioterapia o condizioni infiammatorie (ad esempio infezione da Aspergillus o infarto polmonare), le cellule metaplastiche possono assomigliare a cellule neoplastiche. Può essere estremamente difficile distinguere il carcinoma a cellule squamose scarsamente differenziate da altri tumori scarsamente differenziati, sia nei polmoni che in altre regioni metastatiche.
Adenocarcinoma
In genere, gli adenocarcinomi si sviluppano nelle aree periferiche dei polmoni. Si tratta di una malattia che risveglia un notevole interesse perché al giorno d’oggi costituisce il secondo tipo di tumore più diffuso tra le donne. Il tipo morfologico di adenocarcinoma più comune è l’adenocarcinoma acinare. Questo tipo di tumore provoca la formazione di strutture ghiandolari che, in base al grado di differenziazione, danno origine a elementi tridimensionali con un lumen ghiandolare centrale. Nei tumori scarsamente differenziati, questo elemento può essere assente e la diagnosi viene determinata dalle caratteristiche del citoplasma. Gli adenocarcinomi sono caratterizzati da un’abbondanza di citoplasma, che può presentarsi vacuolato o contenere “bolle”. Il bordo del citoplasma è definito meno nettamente rispetto al carcinoma a cellule squamose a causa della presenza più scarsa di cheratina.
I nuclei dell’adenocarcinoma sono solitamente rotondi e relativamente uniformi nella dimensione e nella forma se paragonati a quelli del carcinoma a cellule squamose. La cromatina è vescicolare e i nucleoli, se presenti, sono in genere posizionati al centro del nucleo.
L’adenocarcinoma può avere origine nell’epitelio bronchiolare terminale. Questo tumore, detto anche carcinoma delle cellule bronchioloalveolari, presenta caratteristiche cliniche e morfologiche particolari.
Da un punto di vista morfologico, le cellule presentano un’uniformità evidente. Le cellule tondeggianti, che raggiungono all’incirca la dimensione di un macrofago polmonare, sono disposte come i petali di un fiore. La cromatina nucleare è sbiadita, quasi trasparente, e le cellule rivelano un nucleolo prominente e rotondo posizionato al centro. Un infarto polmonare può causare alterazioni reattive nelle cellule bronchiolari terminali, che possono dare adito a interpretazioni errate di carcinomi bronchioloalveolari.
Carcinoma indifferenziato a grandi cellule
Le cellule del carcinoma indifferenziato a grandi cellule non presentano le caratteristiche di differenziazione squamosa o ghiandolare e sono “grandi”. Appaiono spesso giganti, pleomorfe e presentano indubbie caratteristiche nucleari maligne. Possono essere multinucleate, con cromatina aggregata a grana grossa e macronucleoli. Poiché le cellule singole prevalgono, è possibile formulare una diagnosi differenziale di altri tumori maligni, come il melanoma e il linfoma a grandi cellule.
Carcinoma indifferenziato a piccole cellule
Il diametro delle cellule del carcinoma indifferenziato a piccole cellule supera di circa 1 1/2-2 volte quello di un linfocita piccolo. Le cellule piccole sono tondeggianti o a forma di carota. Con un ingrandimento minimo, le cellule rivelano l’assenza di citoplasma, ma aumentando la potenza è possibile distinguere un sottile bordo di citoplasma nelle cellule ben conservate. Le cellule possono presentarsi singolarmente, in disposizioni lineari all’interno del muco respiratorio, o in aggregati scarsamente coesivi. Una caratteristica essenziale è il ripiegamento delle cellule tumorali su loro stesse, come conseguenza della rapida crescita del tumore nello spazio contenuto della sottomucosa. Altre caratteristiche diagnostiche importanti per il citologo sono la presenza della caratteristica cromatina “sale e pepe”, di necrosi delle singole cellule tumorali all’interno degli aggregati di cellule e di un citoplasma sottile. Il carcinoma a piccole cellule comprende anche casi in cui la dimensione delle cellule è maggiore (diametro che supera di circa 3 volte quello di un linfocita). Si tratta dei casi classificati come sottotipi intermedi del carcinoma a piccole cellule dall’Organizzazione Mondiale per la Sanità nel 1981. Uno dei casi più controversi è il cosiddetto carcinoma neuroendocrino a grandi cellule, che presenta notevoli somiglianze con il carcinoma a grandi cellule.
La diagnosi differenziale del carcinoma a piccole cellule comprende iperplasia delle cellule di riserva, muco inspessito, linfociti e altri tumori a piccole cellule. Il problema più diffuso in assoluto è l’iperplasia delle cellule di riserva. Le cellule di riserva sono solitamente posizionate lungo la membrana basale dell’epitelio, dove fungono da “progenitori” delle cellule epiteliali bronchiali. L’irritazione delle vie respiratorie comporta una proliferazione di tali cellule. È possibile identificare correttamente le cellule di riserva grazie alla presenza di alcune caratteristiche. Hanno all’incirca la dimensione di un piccolo linfocita con cromatina densa senza l’aspetto “sale e pepe” e micronucleoli del carcinoma a piccole cellule. Le cellule di riserva sono in genere solidamente aggregate e mantengono i contorni cellulari senza presentare il caratteristico ripiegamento nucleare del carcinoma a piccole cellule.