Stromal Composition in Bronchogenic Carcinomas - Morphometric Structure Analysis

Summary

So far little is known about the pathogenesis and development of the stroma in bronchogenic neoplasia. Clinical and radiological findings and morphological pictures of the tumor taken just after resection, don't reveal information about the pathogenesis and duration of the development of the scarh tissue. Using an automatic image analyser (Quantimet 720, Imanco) it was possible to do morphometrical studies of bronchial carcinomas. We correlated the quantity of the stromal reaction in bronchial carcinomas to the size and histological type of the tumor.

60 peripheral, completely excised bronchial tumors were studied using post mortem and surgically removed specimens (25 adenocarinomas, 22 squamous cell carcinomas, 13 oat cell carcinomas). The mesenchyme was studied histologically and morphometrically at the point of largest circumference of the tumor. Different histological stains were used to identify and correlate epithelial, mesenchymal and necrotic parts of the tumor.

Adenocarcinomas on average have 48% stromal composition and even tumors sized 1.5-3 cm² show evidence of extensive scar tissue. Squamous cell carcinomas have 37% and oat cell carcinomas have 30% fibrous tissue composition. Large adenocarcinomas have less stroma whereas large squamous cell carcinomas showed a relative increase in stromal composition. None of the above was shown in oat cell carcinomas. The amount of stromal tissue therefore depends on the histological tumor type. Squamous cell carcinomas show a more honeycomb, oat cell carcinomas a more spiderweblike structure and adenocarcinomas show a more extensive central scar tissue formation.

In 30% of all tumors we found radiologically regressing changes with small calcium deposits.

Analysis of non-treated carcinomas will give a basis to compare the scarring of tumors caused by therapy with scar tissue in spontaneously regressing tumors.

Zusammenfassung

Über die Pathogenese der Stromaentwicklung in Lungentumoren liegen bisher nur lückenhafte Kenntnisse vor. Aus stationärmorphologischen Bildern lassen sich zum Zeitpunkt der Resektion von Lungentumoren die Ursache und der zeitliche Verlauf der Tumorvernarbung auch unter Berücksichtigung klinischröntqenoloqischer Befunde nicht mehr eindeutiq klären.

Zur Frage des quantitativen Ausmaßes der Stromaentwicklung in Lungentumoren in Abhängigkeit von der Tumorgröße und dem histologischen Tumortyp wurden morphometrische Untersuchungen unter Einsatz des automatischen Bildanalysegerates QUANTIMET 720 durchgeführt. Es wurden 60 periphere, vollständig entnommene Bronchialkarzinome (25Adenokarzinome, 22 Plattenepithelkarzinome und 13 kleinzellige Karzinome) aus Operations- und Obduktionsgut an Groß-schnittpräparaten aus dem Bereich der größten Tumorzirkumferenz histologisch und morphometrisch bezüglich ihres mesenchymalen Stromaanteiles untersucht. Anhand verschiedener Bindegewebsfärbungen erfolgte eine Korrelation der epithelialen, mesenchymalen und nekrotischen Tumoranteile zur Schnittfläche des Tumors im größten Querdurchmesser. In Abhängigkeit vom histologischen Differenzierungsgrad und von der Tumorgröße wiesen Adenokarzinome einen durchschnittlichen Stromaanteil von 48% auf, wobei bereits bei Tumorgrößen von 1,5-3 cm² eine ausgedehnte Tumorvernarbung beobachtet werden konnte. Plattenepithelkarzinome zeigten einen durchschnittlichen Stromaanteil von 37% und kleinzellige Karzinome von 30%. Während Adenokarzinome mit zunehmender Tumorgröße eine Abnahme des quantitativen Stromaanteils aufwiesen, konnte in Plattenepithelkarzinomen eine steigende Tendenz des quantitativen Stromaanteils mit der Tumorgröße gemessen werden. Kleinzellige Karzinome zeigten keine faßbare Korrelation des Stromaanteiles zur Tumorgröße. Das morphologische Stromamuster ist somit vom histologischen Tumortyp abhängig. Während bei Plattenepithelkarzinomen eine mehr wabenartige Stromastruktur und bei kleinzelligen Karzinomen eine spinngewebsartige Struktur beobachtet wurde, waren Adenokarzinome durch ausgedehnte, besonders zentrale Vernarbungen charakterisiert. Bei 30% der Karzinome wurden röntgenologisch regressive Veränderungen mit kleinherdigen Verkalkungen im Tumorpräparat beobachtet. Die Untersuchungen an unbehandelten Karzinomen stellen eine Basisdokumentation für eine weitergehende Abgrenzung therapeutisch induzierter Tumorvernarbungen in bezug zu spontanen Tumorregressionen dar.

Key words

Bronchogenic neoplasm - Scar tissue neoplasia - Stromal reaction - Tumor regression