Patomorfologia to niezwykle istotna dziedzina medycyny, która umożliwia podjęcie u pacjenta optymalnej terapii leczniczej. Czym zajmuje się zatem lekarz patomorfolog? Co stanowi główne narzędzie jego codziennej pracy? Jak wygląda diagnostyka patomorfologiczna?
Czym jest diagnostyka patomorfologiczna?
Patomorfologia jest działem medycyny, zajmującym się rozpoznawaniem oraz oceną zmian w budowie komórek i tkanek (zmian morfologicznych) zachodzących w przebiegu różnych schorzeń. Diagnostyki patomorfologicznej dokonuje się, stosując metody mikroskopowe, techniki molekularne oraz inne narzędzia badawcze – cytometr przepływowy. W oparciu o zastosowaną diagnostykę, lekarz patomorfolog odpowiada za ustalenie rozpoznania, ocenę czynników mówiących o potencjalnym przebiegu choroby i rokowaniu oraz monitorowanie postępu leczenia. Diagnostyka patomorfologiczna odgrywa dużą rolę w rozpoznawaniu chorób, a także przy stwierdzaniu przyczyny zgonów. Omawiane metody badawcze są wykorzystywane w wielu gałęziach medycyny (m.in. w chirurgii, reumatologii, ginekologii, dermatologii), jednak szczególnie istotne są dla onkologii, w której całe postępowanie wynika bezpośrednio z oceny tkanek nowotworowych.
Diagnostyka mikroskopowa
Głównym narzędziem pracy patomorfologa jest mikroskop świetlny. Wyróżnia się dwa podstawowe rodzaje diagnostyki mikroskopowej: diagnostykę histopatologiczną i diagnostykę cytologiczną. Cytodiagnostyka polega na ocenie budowy zmienionych chorobowo, pojedynczych komórek bez kontekstu tkankowego, natomiast w diagnostyce histopatologicznej analizuje się budowę tkanek.
Histopatologia
Pobranie wycinka tkankowego do badania histopatologicznego jest zabiegiem chirurgicznym nazywanym biopsją. W zależności od sposobu pobrania materiału do badania wyróżnia się:
- oligobiopsję – pobiera się niewielką ilość tkanki przy pomocy specjalnych szczypczyków w trakcie badania endoskopowego (broncho-, gastro-, kolonoskopia);
- biopsja gruboigłowa – pobiera się walcowaty wycinek tkanki, który poza oceną mikroskopową, może być wykorzystany w dalszej diagnostyce;
- biopsja mammotomiczna – jest rodzajem biopsji gruboigłowej, w której usuwa się cały guzek;
- wyskrobiny z jamy macicy – zdrapuje się pasemko tkankowe specjalną łyżeczką;
- badanie mrożone – pobiera się wycinek tkankowy w trakcie operacji i zamraża go, co maksymalnie skraca czas oceny preparatu i postawienia diagnozy oraz podjęcia właściwych kroków terapeutycznych.
Cytodiagnostyka
Diagnostyka cytologiczna służy przede wszystkim do rozpoznawania nowotworów. Zaletą tej metody jest mała inwazyjność oraz szybkość oznaczeń, wadą zaś – brak możliwości oceny wzajemnego położenia komórek w tkance. W przypadku wyników wątpliwych, konieczne jest ich potwierdzenie badaniem histopatologicznym. W zależności od sposobu pobrania materiału do badania wyróżnia się dwa rodzaje cytodiagnostyki:
- diagnostykę złuszczeniową – komórki mogą złuszczać się samoistnie do badanego materiału (dzieje się tak np. w moczu, plwocinie, płynie mózgowo – rdzeniowym) lub być złuszczane mechanicznie, za pomocą szczoteczki (np. wymaz z szyjki macicy, wymaz z odbytu);
- diagnostykę aspiracyjną – materiał pobiera się nakłuwając guza igłą o średnicy < 1 mm, wykorzystując podciśnienie strzykawki (biopsja cienkoigłowa).
Immuno(cyto)histochemia
Immuno(cyto)histochemia to metody stosowane w diagnostyce mikroskopowej, by wykryć obecność poszukiwanych białek (antygenów) w materiale pobranym od pacjenta przez zastosowanie znakowanych przeciwciał. Jeśli białka te są obecne, dochodzi do powstania barwnych kompleksów antygen – przeciwciało, które można zaobserwować w mikroskopie świetlnym lub fluorescencyjnym.
Antygen jest białkiem, które posiada dwie zasadnicze cechy:
- immunogenność, czyli zdolność do spowodowania wytwarzania swoistych przeciwciał przez układ odpornościowy organizmu;
- antygenowość, czyli zdolność do wiązania się z przeciwciałem i tworzenia z nim kompleksu.
Przeciwciało to białko (immunoglobulina) wytwarzane przez układ odpornościowy organizmu, zdolne do swoistego wiązania się z antygenem.
Histochemia
Histochemia służy uwidacznianiu elementów świadczących o chorobie w badanych komórkach, poprzez odpowiednie ich wybarwienie. Dzięki metodom histochemicznym możliwa jest np. obserwacja melaniny w komórkach czerniaka złośliwego lub śluzu w komórkach gruczolakoraka żołądka.
Mikroskopia elektronowa
Mikroskopia elektronowa to metoda umożliwiająca badanie ultrastruktury komórek. Dzięki 100 000 krotnemu powiększeniu, możliwa jest obserwacja obiektów o wielkości zaledwie 2 nanometrów. Mikroskopia elektronowa przeczyniła się do poznania szczegółowej budowy komórek wielu nowotworów, jednak ze względu na wysokie koszty i skomplikowane przygotowywanie preparatów do badań jej zastosowanie diagnostyczne jest bardzo ograniczone. Obecnie służy przede wszystkim do stwierdzania kłębuszkowych chorób nerek.
Diagnostyka molekularna
Diagnostyka molekularna polega na badaniu fundamentalnych cząstek budujących komórki tj. DNA oraz produktów jego ekspresji – białek – a w konsekwencji ich wpływu na budowę (morfologię) i procesy życiowe (fizjologię) komórki.
Czy wiesz że: Początki patomorfologii (zwanej anatomią patologiczną) wiążą się z wprowadzeniem sekcji zwłok jako metody badania zmian chorobowych i odniesienia do objawów obserwowanych za życia?
Uszkodzenie pojedynczego genu może powodować zmniejszenie lub brak aktywności danego enzymu. Dzieje się tak we wrodzonych zespołach metabolicznych. Inną konsekwencją mutacji genetycznej jest nadmierne mnożenie się pewnych komórek, co zwiększa ryzyko rozwoju nowotworu złośliwego. Dzięki diagnostyce molekularnej możliwe jest wykrywanie zmian w materiale genetycznym (mutacji), które przyczyniają się do wystąpienia chorób.
Przykładowe zastosowanie:
- wykrywanie chorób metabolicznych (celiakia, fenyloketonuria);
- test na obecność mutacji genów BRCA1 i BRCA2 predysponującej do rozwoju raka piersi lub raka jajnika;
- test na obecność mutacji genu CHEK2 predysponującej do rozwoju raka prostaty i raka jelita grubego.
Cytometria przepływowa
Cytometria przepływowa (FC – flow cytometry) jest techniką diagnostyczną umożliwiającą badanie komórek w płynnej próbce materiału biologicznego, za pomocą urządzenia zwanego cytometrem przepływowym. Analiza cytometryczna umożliwia precyzyjną ocenę pojedynczych komórek przy jednoczesnej obserwacji dużej ich liczby. Metoda ta wykorzystuje zarówno zjawiska fizyczne, jak i procesy chemiczne (rozproszenie światła, immunofluorescencję) dzięki czemu w krótkim czasie możliwa jest ocena wielu parametrów. Analizowana jest nie tylko budowa komórek (morfologia) ale także ich funkcjonowanie (fenotyp).
Zasada działania:
Cytometr przepływowy zbudowany jest z trzech układów – hydraulicznego (transportującego ciecz), optycznego i elektronicznego. Do badanej próbki wprowadza się przeciwciała znakowane barwnikiem fluorescencyjnym. Jeżeli w próbce znajdują się antygeny, w stosunku do których przeciwciała wykazują specyficzność, zachodzi reakcja ich łączenia i obserwuje się świecące kompleksy.
Zapamiętaj: Patomorfolog bada tkanki i narządy, szukając w nic niepokojących zmianach morfologicznych.
Próbka wędruje do obszaru pomiarowego cytometru. Układ hydrauliczny zapewnia jej przepływ laminarny tzn. tworzy się rząd pojedynczych komórek, co zapobiega ich sklejaniu. W obszarze pomiarowym komórki przecinają promień światła lasera, powodując jego rozproszenie. Oprócz rozproszenia światła mierzona jest także fluorescencja, emitowana przez kompleksy antygen – znakowane fluorescencyjnie przeciwciało. Uzyskane w ten sposób sygnały świetlne są odbierane przez odpowiednie detektory i przetwarzane na sygnał elektroniczny, analizowany komputerowo.
Dzięki cytometrii można stwierdzić obecność określonych białek na powierzchni i we wnętrzu tysięcy komórek. Przykładowe zastosowanie:
- w hematologii (rozpoznawanie i klasyfikacja białaczek, różnicowanie zmian nowotworowych z naciekami nienowotworowymi w obrębie węzłów chłonnych);
- diagnostyka wrodzonych i nabytych (AIDS) niedoborów odporności;
- określanie oporności wielolekowej podczas chemioterapii.
Podsumowując, patomorfologia jest fundamentem wielu dyscyplin klinicznych, niezbędnym dla zrozumienia chorób, ich przyczyn i objawów. Diagnostyka patomorfologiczna odgrywa kluczową rolę w onkologii, począwszy od postawienia rozpoznania, poprzez ocenę rokowania, dobór właściwej terapii, podjęcie działań zapobiegawczych, po ocenę skuteczności leczenia.