Application of morphometry, static DNA ploidy analysis, and steroid receptor expression in diagnosis and prognosis of Libyan breast cancer

Abstract

The aim of this study was to describe the demographic, clinicopathological, biological and morphometric features of Libyan breast cancer patients. The supporting value of nuclear morphometry and static image cytometry in the sensitivity for detecting breast cancer in conventional fine-needle aspiration biopsies were estimated. The findings were compared with findings in breast cancer in Finland and Nigeria. In addation, the value of ER and PR were evaluated. There were 131 histological samples, 41 cytological samples, and demographic and clinicopathological data from 234 Libyan patients.

The Libyan breast cancer is dominantly premenopausal and in this feature it is similar to breast cancer in sub-Saharan Africans, but clearly different from breast cancer in Europeans, whose cancers are dominantly postmenopausal in character. At presention most Libyan patients have locally advanced disease, which is associated with poor survival rates.

Nuclear morphometry and image DNA cytometry agree with earlier published data in the Finnish population and indicate that nuclear size and DNA analysis of nuclear content can be used to increase the cytological sensitivity and specificity in doubtful breast lesions, particularly when free cell sampling method is used. Combination of the morphometric data with earlier free cell data gave the following diagnostic guidelines: Range of overlap in free cell samples: 55 μm2 -71 μm2. Cut-off values for diagnostic purposes: Mean nuclear area (MNA) >54 μm2 for 100% detection of malignant cases (specificity 84 %), MNA < 72 μm2 for 100% detection of benign cases (sensitivity 91%).

Histomorphometry showed a significant correlation between the MNA and most clinicopathological features, with the strongest association observed for histological grade (p <0.0001). MNA seems to be a prognosticator in Libyan breast cancer (Pearson’s test r = - 0.29, p = 0.019), but at lower level of significance than in the European material. A corresponding relationship was not found in shape-related morphometric features.

ER and PR staining scores were in correlation with the clinical stage (p= 0.017, and 0.015, respectively), and also associated with lymph node negative patients (p=0.03, p=0.05, respectively). Receptor-positive (HR+) patients had a better survival. The fraction of HR+ cases among Libyan breast cancers is about the same as the fraction of positive cases in European breast cancer. The study suggests that also weak staining (corresponding to as few as 1% positive cells) has prognostic value. The prognostic significance may be associated with the practice to use antihormonal therapy in HR+ cases.

The low survival and advanced presentation is associated with active cell proliferation, atypical nuclear morphology and aneuploid nuclear DNA content in Libyan breast cancer patients. The findings support the idea that breast cancer is not one type of disease, but should probably be classified into premenopausal and post menopausal types.

Morfometria, staattinen DNA sytometria, ja steroidireseptorit libyalaisen rintasyövän diagnostiikassa ja ennusteen arvioinnissa

Väitöskirja kuvaa rintasyöpää sairastavien libyalaisten naisten elinoloja, ja heidän rintasyöpänsä kliinispatologisia, biologisia ja morfometrisia piirteitä. Tutkimuksessa arvioitiin, miten tumamorfometria ja staattinen DNA sytometriä lisäävät ohutneulabiopsian herkkyyttä löytää syöpäkasvain. Löydöksiä verrattiin suomalaisten ja nigerialaisten rintasyöpäpotilaiden tietoihin. Työssä arvioitiin myös steroidireseptorin merkitystä rintasyöpämateriaalissa. 131 histologista ja 41 sytologista näytettä analysoitiin, ja 234 libyalaisen potilaan kliinispatologiset ja väestötiedot tutkittiin.

Libyalainen rintasyöpä on etupäässä premenopausaalista, ja eroaa siksi eurooppalaisesta rintasyövästä, joka on pääosin postmenopausaalista. Saharan eteläpuolinen rintasyöpä Afrikassa on myös selvästi premenopausaalista. Taudin toteamisvaiheessa useimmilla libyalaisilla naisilla oli paikallisesti levinnyt rintasyöpä johon liittyy huonompi ennuste kuin vain maitorauhasen sisäiseen syöpään.

Tumamorfometrian ja DNA sytometrian tulokset ovat yhteneväisiä suomalaisesta rintasyöpämateriaalista julkaistujen tulosten kanssa. Menetelmiä voidaan käyttää lisäämään ohutneulabiopsiatutkimuksen herkkyyttä ja spesifisyyttä. Kun aikaisempien tutkimusten tulokset yhdistetään tässä tutkimuksessa havaittuihin, saadaan diagnostiikassa käytettäviksi tuloksiksi: hyvänlaatuisten ja rintasyöpäsolujen yhteinen kokoalue oli 55-71 neliömikrometriä. Kaikki syöpätapaukset löydettiin niiden näytteiden joukosta, joissa tumien alojen keskiarvo oli yli 54 neliömikrometriä. Tämä vastaa 100%:n herkkyyttä. Vastaava spesifisyys oli 84%. Kaikki hyvänlaatuiset näytteet sisältyivät tapauksiin, joissa tuman keskimääräinen ala oli alle 72 neliömikrometriä. Tällä alueella rintasyövän toteamisen herkkyys oli 91%.

Rintasyöpäsolun keskimääräinen tuman pinta-ala oli suhteessa useimpiin ennusteellisiin kliinispatologisiin tietoihin. Vahvin korrelaatio oli suhteessa histologiseen erilaistumisasteeseen (gradus). Tilastollinen merkitsevyys ei kuitenkaan ollut libyalaisessa materiaalissa samaa luokkaa kuin aikaisemmin julkaistussa suomalaisessa materiaalissa. Kasvainsolun tuman muotoon liittyvillä tekijöillä ei ollut ennusteellista merkitystä.

Steroidireseptorien värjäytyvyyttä arvioitiin histologisesti. Värjäytyvyydellä oli selvä yhteys kliiniseen levinneisyysasteeseen ja imusolmuke-etäpesäkkeiden esiintymiseen. Steroidireseptoripositiiviset syövät liittyivät pitempään keskimääräiseen eloonjäämisaikaan. Steroidireseptoripositiivisten potilaiden osuus libyalaisessa materiaalissa oli sama kuin suomalaisessa materiaalissa. Tutkimus osoitti, että myös heikko värjäytyminen oli ennusteellisesti merkitsevä. Reseptorien ennusteellinen merkitys voi liittyä siihen, että positiivisia potilaita hoidetaan antiestrogeenihoidolla.

Rintasyövän heikompi ennuste Libyassa ja taudin levinneisyys diagnoosivaiheessa näyttää liittyvän lisääntyneeseen proliferaatioaktiivisuuteen, poikkeavaan tumarakenteeseen ja aneuploidiseen DNA pitoisuuteen. Löydökset tukevat ajatusta, että rintasyöpää ei välttämättä ole pidettävä yhtenäisenä biologisena tautina, vaan se voitaisiin ehkä jakaa premenopausaaliseen ja postmenopausaaliseen rintasyöpään.