Utility of immunostaining of HSD3B1 in evaluation for trophoblastic differentiation: A case report of urothelial carcinoma after chemotherapy

Abstract

背景：尿路上皮癌において栄養膜細胞への分化は予後不良な病理学的因子であり，診断における臨床的重要性は高い。しかし，その形態学的鑑別は必ずしも容易ではなく，従来マーカーとして用いられてきたβ-hCGの感度，特異度は必ずしも高くない。症例：70歳代男性。CTで11 cm大の膀胱腫瘤を指摘された。自然尿細胞診で尿路上皮癌と診断され，化学療法が施行された。腫瘍の縮小後，膀胱全摘術が施行された。切除腫瘍の病理組織では，高異型度尿路上皮癌に加え，細胞境界の明瞭で淡明な細胞と栄養膜細胞様の巨大核，単核～多核の巨細胞を認めた。化学療法に伴う細胞の膨化と鑑別するため免疫組織化学染色を施行したところ，β-hCGは巨細胞の約1%で陽性を示すにとどまったが，ステロイド代謝酵素HSD3B1は大部分の巨細胞で陽性であった。一方，尿細胞診では，化学療法前は単核，多核の巨細胞の出現はごく少数であったが，化学療法後では多数認められた。免疫細胞化学染色では，化学療法後の標本でβ-hCG陽性率が約1%であったのに対し，HSD3B1は約1/4の巨細胞で陽性を示した。以上より，栄養膜細胞への分化を伴う尿路上皮癌と最終診断した。結論：化学療法後の膀胱癌において，栄養膜細胞への分化を疑う巨細胞を認めた場合，治療に伴う細胞変性との鑑別のためにHSD3B1免疫組織・細胞化学染色を施行することが推奨される。

Translated Abstract

Background: Trophoblastic differentiation, when observed, indicates a pathological condition that holds clinical significance as it predicts a poor prognosis. It is difficult to differentiate trophoblastic differentiation from other similar cytomorphological changes, and sensitivity and specificity of β-hCG, conventional trophoblastic differentiation marker, are limited. Case: A male patient in his late 70s presented with a bladder tumor measuring 11 cm in diameter as detected by CT scan. Urine cytology indicated high-grade urothelial carcinoma, so he underwent chemotherapy. After tumor reduction, radical cystectomy was performed. Histological examination of resected tumor revealed, in addition to conventional high-grade urothelial carcinoma, pale cells with distinct cell borders and mononucleated or multinucleated giant cells suggesting trophoblastic differentiation in the tumor. Immunohistochemical staining showed approximately 1% positivity for β-hCG in giant cells, while HSD3B1, a marker with excellent sensitivity and specificity for intermediate trophoblasts and syncytiotrophoblasts, was positive in most giant cells. Urine cytology before chemotherapy showed few giant cells, while post-chemotherapy urine cytology revealed numerous mononucleated and multinucleated giant cells. Immunocytochemical staining showed approximately 1% positivity for β-hCG, but approximately one-quarter of the giant cells were positive for HSD3B1. Final diagnosis of urothelial carcinoma with trophoblastic differentiation was made. Conclusion: The experience of the present case recommends immunostaining of HSD3B1 when giant cells are observed in pathological specimens of the patients undergoing chemotherapy for urothelial carcinoma to rule out cellular damage due to chemotherapy.

I　 はじめに

尿路上皮癌の中には，β-hCG陽性の栄養膜細胞を含む癌や絨毛癌を伴う癌がある^1)～6)。これらの栄養膜細胞や絨毛癌は尿路上皮癌の腫瘍細胞に由来すると考えられている^4),7)。Chengら⁵⁾は，形態学的に栄養膜細胞への分化を示し，免疫組織化学染色でβ-hCG陽性を示す腫瘍，絨毛癌を伴う腫瘍の割合は，上部，下部尿路の尿路上皮癌において，各々10.2%（65/635），5.5%（47/859）であったと報告している。一方で，栄養膜細胞への分化，絨毛癌を伴う尿路上皮癌の尿細胞診について記載した報告は少ない^3),7)～9)。我々は，化学療法後に膀胱全摘術で切除された膀胱癌において，病理学的に栄養膜細胞への分化を伴う尿路上皮癌と診断した1例を経験し，その化学療法前後の細胞診について，細胞像と免疫細胞化学的表現型を比較検討した。本検討では，従来，栄養膜細胞への分化のマーカーとして使用されてきたβ-hCGに加え，ステロイド代謝酵素HSD3B1（hydroxyl-δ-5-steroid dehydrogenase）の発現についても検討を行い，そのマーカーとしての有用性を評価した。

II　 症例

症例：70歳代男性。

主訴：頻尿。

既往歴：十二指腸潰瘍，肺気腫，糖尿病。

現病歴：上記主訴で近医受診し，尿検査で潜血（4+）を指摘された。当院泌尿器科に紹介され，細胞診（自然尿）で悪性（高度異型尿路上皮癌）と診断された。CTでは膀胱内に最大径11 cmの腫瘤を認めた。治療としてgemicitabine + carboplatin療法を3コース行い，腫瘍の縮小を見た（11 cm→7.4 cm）。化学療法終了の約3週間後に，腹腔鏡下膀胱全摘術および回腸導管造設術が施行された。摘出された残存膀胱腫瘍は浸潤性尿路上皮癌G3の組織像に加え，腫瘍内に合胞体性栄養膜細胞様の多核の巨細胞が多数認められた。β-hCGの免疫組織化学染色では多核巨細胞の一部に陽性細胞を認めた。最終的に栄養膜細胞分化を伴う浸潤性尿路上皮癌と病理診断した。術前，術後の保存血清のhCG値は，各々22.9，< 1.0 mIU/mL（基準値 < 3.0 mIU/mL）であった。術後1年8ヶ月現在，画像上，明らかな再発，転移の所見は認めていない。

III　 β-hCG，HSD3B1の免疫組織・細胞化学染色

免疫組織化学染色は摘出された残存膀胱腫瘍に対して実施した。免疫細胞化学染色は化学療法前後の自然尿の液状化細胞診標本に対して実施した。自然尿は沈渣をThinPrep^®法（Hologic Japan, Tokyo）の非婦人科用プレザーブサイト液（メタノール含有）中で15分以上固定した。塗抹後，さらに95%アルコールで60分再固定し，Papanicolaou染色を施して細胞診に供した。免疫細胞化学染色は細胞診に用いたPapanicolaou染色標本のカバーガラスを外し，十分に封入剤を除去して無水アルコールになじませた後，50%アルコールに2～3分浸漬して脱色し，下記の条件で免疫染色を行った。免疫染色では抗β-hCG抗体（polyclonal; Roche Diagnostics Japan, Tokyo），抗HSD3B1抗体（clone 3C11-D4; Abnova, Taipei）を使用した。組織・細胞染色とも免疫染色は同一の条件で施行した。抗β-hCG抗体はready-to-use抗体をそのまま使用し，抗原賦活は行わなかった。抗HSD3B1抗体は4,000倍希釈で使用し，CC1バッファーで100℃ 60分の熱処理を行った。染色は全てVENTANA BenchMark GX自動免疫染色装置（Roche Diagnostics Japan）を使用した。

IV　 摘出膀胱腫瘍の肉眼的および組織学的所見

膀胱の体部～底部に48 × 40 mmの，凹凸不整な隆起性病変を認めた（Figure 1）。組織学的には，高度異型尿路上皮癌細胞が乳頭状に増生し，大小の胞巣を形成して粘膜間質に浸潤していた。腫瘍細胞は通常型の高度異型尿路上皮癌の形態を示すほか（Figure 2A），細胞境界が明瞭で，淡明な細胞質を豊富に有する細胞も（Figure 2B）認められた。また，一部に核の巨大化，濃縮を示す単核もしくは多核の巨細胞が著しく認められる領域（Figure 2C, D）を認めた。巨細胞の中には，好酸性微細顆粒状，泡沫状細胞質を示す細胞，細胞質の好酸性凝集，空胞形成を示す細胞，奇怪な核形の細胞も認められた。腫瘍細胞の筋層浸潤，脈管侵襲は認めなかった。β-hCGの免疫組織化学染色では，巨細胞のごく一部（約1%）が陽性を示した（Figure 3A, B）。HSD3B1の免疫組織化学染色では，単核，多核の巨細胞に広範に陽性を示した（Figure 3C）。また，別視野において，通常型の尿路上皮癌細胞，細胞境界が明瞭で淡明な腫瘍細胞は陰性であったが，巨細胞の多くは陽性であった（Figure 4A, B）。

Figure 1　 膀胱全摘標本の肉眼像

凹凸不整な隆起を示す腫瘍を認める（矢印）。

Figure 2　 切除腫瘍の病理組織像（Original magnification 200×）

（A）壊死を伴った通常型の高度異型尿路上皮癌。（B）細胞輪郭が明瞭で淡明な細胞質の腫瘍細胞胞巣。核腫大を示す巨細胞が少数認められる。（C）多様な形態を示す巨細胞。細胞輪郭が明瞭で淡明な腫瘍細胞も見られる。（D）巨細胞集塊。好酸性顆粒状，泡沫状，空胞状の細胞質を示す巨細胞が多数認められる。

Figure 3　 切除腫瘍のHE染色（A），β-hCG（B），HSD3B1（C）免疫組織化学染色（同200×）

β-hCGは少数の巨細胞に陽性を示すのに対し，HSD3B1は大部分に陽性を示す。

Figure 4　 切除腫瘍のHE 染色（A）とHSD3B1免疫組織化学染色（B）（同200×）

細胞輪郭の明瞭で淡明な腫瘍細胞（写真右部分）はHSD3B1陰性であるが，巨細胞のほとんどはHSD3B1陽性である。

V　 化学療法前後の自然尿細胞診

化学療法前の自然尿のPapanicolaou染色では，クロマチンの増加，NC比増加を示す高度異型尿路上皮が多数認められた（Figure 5A）。細胞質が豊富な巨細胞も認められたが，きわめて少数（1個／標本）であったため（Figure 5A），通常型の高度異型尿路上皮癌と判断した。これに対して，化学療法終了後（約2週間後）の自然尿では，化学療法前に見られたような高度異型尿路上皮はごくわずかしか認められず（Figure 5B, inset），炎症細胞の中に単核，多核の多様な形状の巨細胞が優勢に認められた（Figure 5B）。また，細胞質が空胞化，ライトグリーン濃染を示す巨細胞も認められた（Figure 5B, 6）。残余検体を用いた免疫細胞化学染色では，化学療法後の標本ではβ-hCGは単核，多核の巨細胞の約1%のみが陽性であった（Figure 7, inset）。また，HSD3B1の免疫細胞化学染色では化学療法前の標本ではごく少数の細胞（3細胞／標本）が陽性を示したにすぎなかったが，化学療法後の標本では単核，多核の巨細胞の28%（45/162細胞）がHSD3B1陽性を示した（Figure 8）。

Figure 5　 化学療法前（A）と後（B）の尿細胞診（Papanicolaou染色）（同400×）

化学療法前では巨細胞（矢頭）はごく少数であり，高度異型尿路上皮癌の細胞（矢印）が多数認められた。一方，化学療法後（B）では，単核，多核の巨細胞が優勢に認められたが，高度異型尿路上皮癌の細胞（inset）はごく少数であった。

Figure 6　 化学療法後の尿細胞診で見られた種々の形態の巨細胞（Papanicolaou染色）（同400×）

奇怪な形状の多核の巨細胞が認められる。細胞質に空胞が認められる細胞もある。

Figure 7　 化学療法後の尿細胞診のβ-hCG免疫細胞化学染色（同400×）

ほとんどの巨細胞はβ-hCG陰性である。β-hCG陽性巨細胞（inset）は巨細胞の約1%であった。

Figure 8　 化学療法後の尿細胞診のHSD3B1免疫細胞化学染色（同400×）

化学療法後の尿細胞診中の巨細胞は，28%がHSD3B1陽性であった。

VI　 考察

β-hCG陽性膀胱癌には，①形態学的に典型的な尿路上皮癌，②栄養膜細胞に分化した尿路上皮癌，③絨毛癌を伴った尿路上皮癌，が含まれる^{2),4),6),10),11)}。本例は，栄養膜細胞への分化がうかがわれる単核，多核の巨細胞が多数出現していながら，β-hCGの免疫染色の陽性率が低く，確定診断の困難な症例であった。未分化の尿路上皮癌細胞と栄養膜細胞の形態学的区別は必ずしも明確ではなく，特に本症例のように術前に化学療法が行われた場合は，細胞障害に伴う膨化による巨細胞化なども考慮せねばならず，鑑別は一層困難である。今回，我々は合胞体栄養膜細胞，中間型栄養膜細胞に発現するステロイド代謝酵素HSD3B1に対する抗体を用いた免疫組織・細胞化学染色を施行し，その有用性を示した。HSD3B1はこれらの栄養膜細胞に分化した腫瘍細胞の同定において，その特異性，感度の点で非常に優れたマーカーであることが文献的に示されている^6),12),13)。Przybycinら⁶⁾は，14例の栄養膜細胞に分化した尿路上皮癌で，全例において栄養膜細胞のHSD3B1陽性所見を認めた。1例は栄養膜細胞以外の典型的な尿路上皮癌細胞にも陽性であったが，その染色は微弱かつ局所的であったと報告している。本症例のHSD3B1の免疫組織化学染色では，β-hCG陽性細胞のみならず，単核，多核の巨細胞に広範な陽性所見を認めた。このことから，本症例で観察された巨細胞は栄養膜細胞への分化を反映するものであり，同分化を広範に示す尿路上皮癌であると判断した。組織標本で認められた，細胞境界が明瞭で淡明な細胞質を豊富に有する細胞は，形態学的特徴から細胞性栄養膜細胞に分化した細胞である可能性も考えられたが，HSD3B1陰性であり，これを証明する根拠は得られなかった。

本症例の免疫組織・細胞化学染色において，巨細胞の28%がHSD3B1陽性であったが，β-hCG陽性細胞はごく少数であった。栄養膜細胞分化に対するHSD3B1免疫染色の感度は93～100%であり，Przybycinら⁶⁾は，14例のHSD3B1陽性の栄養膜細胞分化を示す尿路上皮癌のうち1例でβ-hCGが陰性であったことを報告している。また，花見ら⁹⁾の栄養膜細胞分化を示す尿路上皮癌の症例報告でも，HSD3B1陽性，β-hCG陰性であった。このことは，形態学的に栄養膜細胞分化を示す尿路上皮細胞癌においても，β-hCGの免疫組織・細胞化学染色では発現がない，もしくは検出感度以下である場合があり，β-hCGはマーカーとしての感度に限界があると考えられる。巨細胞に細胞質の泡沫状化，空胞変性，ライトグリーン濃染が観察されていることから，化学療法による何らかの細胞機能障害によってβ-hCGの発現が障害されている可能性も否定できない。また，β-hCG免疫組織・細胞化学染色は栄養膜細胞に分化していない尿路上皮癌細胞でも陽性になることも知られている一方で^{2),6),14),15)}，Przybycinらの報告⁶⁾では，通常型の尿路上皮癌の成分でのHSD3B1の発現は14例中1例（7%）しか認められていない。以上より，感度，特異度の面からHSD3B1はマーカーとしてβ-hCGに優る可能性がある。

栄養膜細胞への分化を示す尿路上皮癌の尿細胞診像に関する報告は少ない^3),7)～9)。これらの報告に共通する所見は，多様な形状を示す細胞質の豊富な単核，多核の巨細胞の出現である。核小体の明瞭化，細胞質の空胞化も報告されている。免疫細胞化学染色の有用性も示されており，Kinoshitaら⁸⁾では巨細胞がβ-hCG陽性，花見ら⁹⁾ではβ-hCG陰性，HSD3B1陽性と報告されている。栄養膜細胞分化を示す巨細胞と鑑別すべき対象として，尿路上皮癌の巨細胞亜型，未分化亜型で認められる巨細胞，BCG療法後に見られる異物型巨細胞がある¹⁶⁾。化学療法後では，細胞障害に伴う膨化による巨細胞化を考慮すべきである。したがって，尿細胞診で尿路上皮癌に単核，多核の巨細胞を認めたときには，これらの鑑別のため感度，特異度の優れた栄養膜細胞のマーカーであるHSD3B1免疫細胞化学染色が有用であると考える^{2),6),14),15)}。

本症例では，化学療法前の尿細胞診では通常型の尿路上皮癌の細胞が多数認められたにも関わらず，巨細胞はごくわずかであった。HSD3B1免疫細胞化学染色でも陽性細胞はごく少数であり，栄養膜細胞への分化は明確に示されなかった。これに対し，化学療法後の細胞診では通常型の尿路上皮癌の細胞はごくわずかである一方で，巨細胞が優勢に観察され，その一部がHSD3B1陽性を示し，栄養膜細胞への分化が観察された。この乖離については，化学療法によって腫瘍細胞の栄養膜細胞への分化が促された可能性，化学療法抵抗性の栄養膜細胞分化細胞が選択的にクローンを拡大させた可能性が考えられるが，詳細は不明である。

また，免疫組織化学染色ではほとんどの巨細胞がHSD3B1陽性であったのに対し，尿細胞診の免疫細胞化学染色では巨細胞の28%しか陽性を示さなかった点については，Papanicolaou染色およびその脱色処理による抗原抗体反応の減弱，尿中における巨細胞の変性が関与している可能性がある。

栄養膜細胞への分化を示す尿路上皮癌は，通常型の尿路上皮癌に比べて，①腫瘍径が大きい，②筋層浸潤，リンパ節転移が多い，③化学療法や放射線療法に対し抵抗性を示す，④予後不良である，ことが報告されている⁵⁾。尿細胞診で得られる栄養膜細胞への分化の有無は，予後予測，治療法の選択において重要な情報となりうる。したがって，尿細胞診で単核，多核の巨細胞が認められた場合には，HSD3B1免疫細胞化学染色を施行し，栄養膜細胞への分化の有無について臨床側に伝えることがのぞまれる。

VII　 結語

化学療法後の膀胱癌において，栄養膜細胞への分化を疑う単核，多核の巨細胞を認めた場合，治療に伴う細胞変性との鑑別のためにHSD3B1免疫細胞化学染色を施行することが，感度，特異度の面で推奨される。

本症例報告は，八尾徳洲会総合病院・病院倫理審査委員会の承認を得て行うものである（承認番号2024-002）。本症例報告の要旨の一部は，第61回日本臨床細胞学会秋期大会（2022年，仙台）において発表した。

COI開示

本論文に関連し，開示すべきCOI 状態にある企業等はありません。

 謝辞

本論文を執筆するにあたってご指導いただきました八尾徳洲会総合病院病理診断科，寺田信行先生に深謝いたします。

文献

• 1)   Shah  VM et al.: Ectopic beta-human chorionic gonadotrophin production by bladder urothelial neoplasia. Arch Pathol Lab Med, 1986; 110: 107–111.
• 2)   Campo  E et al.: Placental proteins in high-grade urothelial neoplasms. An immunohistochemical study of human chorionic gonadotropin, human placental lactogen, and pregnancy-specific beta-1-glycoprotein. Cancer, 1989; 63: 2497–2504.
• 3)   斎藤  直俊，他：Trophoblastへの分化を伴う尿路上皮癌の一例．日臨細誌，2005; 44: 235–239.
• 4)   井上  貴昭，他：絨毛癌成分を伴った膀胱・尿管癌の一例．泌尿紀要，2011; 57: 633–637.
• 5)   Cheng  HL et al.: Urothelial carcinoma with trophoblastic differentiation: Reappraisal of the clinical implication and immunohistochemically features. Urol Oncol, 2021; 39: 732.e17–732.e23.
• 6)   Przybycin  CG et al.: Urothelial carcinoma with trophoblastic differentiation, including choriocarcinoma: Clinicopathologic series of 16 cases. Am J Surg Pathol, 2020; 44: 1322–1330.
• 7)   Yokoyama  S et al.: Primary and metaplastic choriocarcinoma of the bladder. A report of two cases. Acta Cytol, 1992; 36: 176–182.
• 8)   Kinoshita  Y et al.: Cytological findings in urothelial carcinoma of the bladder with trophoblastic differentiation. Cytopathology, 2013; 24: 405–408.
• 9)   花見  恭太，他：浸潤性尿路上皮癌の1例―栄養膜細胞への分化を伴う尿路上皮癌細胞の細胞像を中心に―．日臨細胞会誌，2023; 62: 293–299.
• 10)   Yamase  HT et al.: Immunohistochemical demonstration of human chorionic gonadotropin in tumors of the urinary bladder. Ann Clin Lab Sci, 1985; 15: 414–417.
• 11)   Dirnhofer  S et al.: Production of trophoblastic hormones by transitional cell carcinoma of the bladder: Association to tumor stage and grade. Hum Pathol, 1998; 29: 377–382.
• 12)   Mao  TL et al.: HSD3B1 as a novel trophoblast-associated marker that assist in the differential diagnosis of trophoblastic tumors and tumor like lesions. Am J Surg Pathol, 2008; 32: 236–242.
• 13)   Chou  YY et al.: HSD3B1 is a specific trophoblast-associated marker not expressed in a wide spectrum of tumors. In J Gynecol Cancer, 2013; 23: 343–347.
• 14)   Shah  VM et al.: Production of β-human chorionic gonadotropin by prostatic adenocarcinoma and transitional cell carcinoma of the upper urinary tract. Br J Exp Pathol, 1987; 68: 871–878.
• 15)   Bacchi  CE et al.: Expression of beta-human chorionic gonadotrophin (beta-hCG) in non-trophoblastic elements of transitional cell carcinoma of the bladder: Possible relationship with the prognosis. Rev Paul Med, 1993; 111: 412–416.
• 16)  日本泌尿器科学会 ，日本病理学会，日本医学放射線学会，日本臨床腫瘍学会（編）：組織分類の説明．腎盂・尿管・膀胱癌取扱い規約第2版，76–85，医学図書出版，東京，2021.