Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Immunhistologische Charakterisierung primärer Neoplasien des ZNS bei Hund und Katze

Recker, Tanja

The first aim of this study was to examine dogs and cats, from the Department of Pathology of the University of Veterinary Medicine Hannover, the Institute of Veterinary Pathology of the Justus-Liebig-University Gießen and from the Department of Veterinary Biosciences of the Ohio State University (OSU) exhibiting primary CNS neoplasm to analyze retrospectively with respect to breed, age and gender. Secondly, the applicability of the tissue microarray system in veterinary medicine has been tested and reproducibility using histological and immunohistological criteria has been investigated. Thirdly, the histological and immunohistological characteristics of primary neoplasm of the CNS in dogs and cats haven been studied. Between 1980 and 2003, 78 dogs and 24 cats were diagnosed with tumors of the central nervous system at the University of Veterinary Medicine Hannover. These neoplasms were examined with regard to occurrence and prevalence and compared to the literature. In this study, 10 primary CNS tumors of dogs and cats were tested regarding the applicability of the tissue microarray system. For this purpose, the histological and immunohistological results of conventional sections and the tissue microarray probes were compared and evaluated statistically. In addition, 97 dogs and 20 cats with primary tumors of the CNS were examined histologically and immunohistologically with 15 different commercially available antibodies using the tissue microarray system. 33 of the canine tumors were made obtained from OSU and the Justus-Liebig-University Gießen. Because of lack of material, 18 cases could not be examined histologically and immunohistologically. Altogether the data of 111 dogs and 24 cats were used for evaluation of age, gender and breed. The mean age of affected dogs was 6,8 and of cats 11,2 years. In contrast, medulloblastomas and intraspinal nephroblastomas occurred in very young dogs. In dogs, oligodendroglioma was the most common (n=25/22,5%), meningeoma the second most common (n=21/18,9%) and astrocytoma the third most common (n=19/17,1%) tumor type. Half of the astrocytomas and oligodendrogliomas occurred in the boxer breed. Meningeoma was the most common tumor in cats (n=14/58,3%). Astrocytoma was the second most common (n=6/25%) and ependymoma the third most common tumor type (n=2/8,3%) in felines. Following the human tumor classification schema a clear cell ependymoma was diagnosed for the first time in a dog. The comparison of the different methods regarding histological and immunohistological parameters revealed, that the tissue microarray system, with two biopsies per tumor, represents a valuable and precise method for immunohistological survey analysis of primary neoplasms of the CNS. Due to the high degree of compliance of the results between the two biopsies, one microarray disk of each specimens would have already sufficient. The sensitivity of the method is 90% for the tissue-cores taken out of a predetermined area. The basis for the diagnosis were the histological findings in the H.E. stained slides. For the majority of tumors examined in this study, a diagnosis was already accomplished using the H-E.-stained slide and supported by immunohistochemistry.. In cases without definitive diagnosis, immunohistology allowed to formulate a final statement. For a single tumor which could not be classified by the H.E. stained slides, immunohistological examination did not contribute to the diagnosis. Due to their histological and immunohistological features, five of tumors firstly diagnosed as primary CNS tumors were reclassified as tumors of the peripheral nervous system (3 cases), a hypophysial adenoma (1 case) and metastatic meningeal carcinoma (1 case). In general, immunohistological expression of various antigens of the tumor of this study were similar to the ones described in the literature. An unexpected expression of neurofilament and synaptophysin was found in a canine lymphoma, canine and feline glioblastoma and a canine oligodendroglioma. These reactions should be specified in future studies. In all 3 suprasellar germ cell tumors, as described in humans cytokeratin expression was detected for the first time in veterinary medicine. The examination of one feline, transitional meningeoma revealed CEA expression similar to a human, secretory meningeoma with pseudo psammoma bodies. To summarize, it can be stated that the diagnosis of CNS tumors is still based primarily on H.E. stained slides. In most cases, the immunohistological findings are a confirmation for the histological diagnosis. Compared to  conventional section, the tissue microarray system is a more cost-effective and time-saving method for large cohort studies of CNS tumors. Though tumorgenesis and –progression including the use of tumor suppressor genes and proliferation markers has only be performed rarely in animals compared to humans the tissue microarray system represents an effective and time-saving method for future large scale surveys.

Erstes Ziel dieser Studie war es, die Hunde und Katzen aus dem Institut für Pathologie der Tierärztlichen Hochschule Hannover, dem Institut für Veterinär-Pathologie der Justus-Liebig-Universität in Gießen und vom Department of Veterinary Biosciences der Ohio State University, USA (OSU) mit primären ZNS-Tumoren hinsichtlich ihrer Rasse-, Alters- und Geschlechtsverteilung retrospektiv aufzuarbeiten. Das zweite Ziel dieser Arbeit bestand darin, die Anwendbarkeit des Multiblocksystems in der Veterinärmedizin zu untersuchen und anhand histologischer und immunhistologischer Kriterien die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse, am Beispiel von ZNS-Tumoren, darzustellen. Drittens sollten anhand einer Serienuntersuchung die histologischen und immunhistologischen Eigenschaften von primären ZNS-Tumoren aufgezeigt werden. Von 1980 bis 2003 wurden 78 Hunde und 24 Katzen mit primären Tumoren des zentralen Nervensystems in der Tierärztlichen Hochschule Hannover diagnostiziert. Diese wurden hinsichtlich des Vorkommens und den in der Literatur beschriebenen Häufigkeiten untersucht und mit den Angaben aus der Literatur verglichen. Hinsichtlich der Anwendbarkeit des Multiblocksystems “tissue microarray“ wurden in dieser Studie 10 primäre ZNS-Tumoren von Hund und Katze untersucht. Hierzu wurden die histologischen und immunhistologischen Ergebnisse der konventionellen Schnitte und des Multiblocks verglichen und statistisch ausgewertet. Weiter wurden 97 Hunde und 20 Katzen mit primären Tumoren des ZNS histologisch und immunhistologisch mit 15 verschiedenen, kommerziell erhältlichen Antikörpern unter Verwendung des Multiblocksystems analysiert. 33 der kaninen Tumoren wurden von der OSU und aus Gießen zur Verfügung gestellt. 18 Tumoren konnten histologisch und immunhistologisch aufgrund von fehlendem Material nicht untersucht werden. Insgesamt flossen die Daten von 111 Hunden und 24 Katzen in die kasuistische Auswertung ein, wobei die Hunde ein Durchschnittsalter von 6,8 und die Katzen von 11,2 Jahren hatten. Ausnahmen waren das Medulloblastom und das intraspinale Nephroblastom, welche bei sehr jungen Hunden vorkamen. Bei den Hunden war das Oligodendrogliom der häufigste (n=25/22,5%), das Meningeom der zweithäufigste (n=21/18,9%) und das Astrozytom der dritthäufigste (n=19/17,1%) Tumor. Die Hälfte der Astrozytome und Oligodendrogliome wurden bei den brachyzephalen Boxern nachgewiesen. Das Meningeom stellte den häufigsten Tumor (n=14/58,3%) der Katze dar. An zweiter Stelle lagen die Astrozytome (n=6/25%) und der dritthäufigst Tumor war das Ependymom (n=2/8,3%). In Anlehnung an humanmedizinische Studien wurde erstmalig in der Tiermedizin ein kaniner Tumor als klarzelliges Ependymom eingeteilt. Die Ergebnisse des Methodenvergleichs hinsichtlich der histologischen und immunhistologischen Parameter zeigten, dass das Multiblocksystem, mit 2 Biopsien pro Tumor, eine wertvolle und genaue Methode für die immunhistologisch Serienuntersuchung von primären Neoplasien des zentralen Nervensystems darstellt. Histologisch und immunhistologisch fanden sich statistisch keine signifikanten Unterschiede zwischen den Stanzen sowie dem Mittelwert der Stanzen und dem konventionellen Schnitt. Bezogen auf das in dieser Studie vorliegende Untersuchungsmaterial wäre aufgrund der Übereinstimmung der Stanzen untereinander eine Untersuchung des Tumors mit eine Stanze bereits ausreichend gewesen. Die Sensitivität der Methode liegt für die aus vorher ausgewählten Bereichen entnommenen Gewebezylindern bei 90%. Die Grundlage für die Diagnosestellung bildete der histologische Befund am H.E.-Schnitt. In der Mehrzahl der in dieser Studie untersuchten Tumoren konnte die Diagnose bereits am H.E.-Schnitt gestellt und durch die immunhistologischen Befunde abgesichert werden. Bei den Tumoren mit unklarer Diagnose, brachte das immunhistologische Expressionsmuster in fast allen Fällen die entscheidenden Hinweise. Bei einem Tumor, der nicht am H.E.-Schnitt klassifiziert werden konnte, half auch die immunhistologische Untersuchung nicht weiter. Fünf (3,7%) der als primäre ZNS-Tumoren eingeteilten kaninen Neoplasien wurden aufgrund ihres histologischen und immunhistologischen Bildes als Tumoren des peripheren Nervensystems (n=3), Hypophysenadenom (n=1) und meningeales Karinom metastatischen Ursprungs (n=1) reklassifiziert. Im Allgemeinen entsprachen die immunhistologischen Expressionsmuster der in dieser Studie untersuchten Tumoren den Angaben aus der Literatur. In einem kaninen Lymphom, einem kaninen und 3 felinen Glioblastomen und einem kaninen Oligodendrogliom wurde eine unerwartete neuronale Markierung mit Synaptophysin oder Neurofilament nachgewiesen. Diese Reaktionen sollten in weiterführenden Untersuchungen spezifiziert werden. Bei allen 3 suprasellären Keimzelltumoren war, wie humanmedizinisch beschrieben und in der Tiermedizin bisher nicht bekannt, eine Zytokeratin-Expression nachweisbar. Die Untersuchung eines felinen, transitionellen Meningeoms ergab eine Markierung mit dem CEA-Antikörper. Dieses wurde auch bei einem humanen, sekretorischen Meningeom mit Pseudo-Psammomkörperchen beschrieben. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Diagnosen von ZNS-Tumoren primär am H.E.-Schnitt gestellt werden. Die immunhistologischen Befunde dienen in der Mehrzahl der Fälle lediglich zur Absicherung der histologischen Diagnose. Das Multiblocksystem stellt für die Serienuntersuchung von ZNS-Tumoren im Gegensatz zum konventionellen Schnitt eine kostengünstigere und zeitsparende Methode dar. Bezüglich der in der Veterinärmedizin noch unzureichend untersuchten Tumorhistogenese und -progression, mit in der Humanmedizin schon eingesetzten Tumorsupressorgenen und verschiedenen Proliferationsfaktoren, stellt das Multiblocksystem für die zukünftigen Serienuntersuchungen eine effiziente und zeitsparende Methode dar.

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Recker, Tanja: Immunhistologische Charakterisierung primärer Neoplasien des ZNS bei Hund und Katze. Hannover 2005. Tierärztliche Hochschule.

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