Institute of Pathology(Rudolf-Virchow-Haus)

Humboldt University, Berlin

Pathologie – SS 2011 (1. Wo.)

Gesundheit, Krankheit und Tod, ObduktionÄtiologie, Genese, zelluläre Pathologie

DD:Krebs- vs.Entzündungs-diagnostik

IntraoperativeKrebsdiagnostik –vollständige Ent-fernung des Tu.

PrädiktiveKrebsdiagnostik –welches Medika-ment wirkt?

Aufgaben der Pathologie

Gewebediagnostik

Forschung

Lehre

Sektionen

Rudolph Virchow (1821-1902)

From Virchow‘s

„omnis cellula a cellula“

to Modern Molecular Pathology

Institute of PathologyCharité - University Medicine Berlin

Krankheitslehre

Nosologie (nosos = Krankheit): Lehre von den krankhaften Erscheinungen (Symptomen) Pathologie (pathos = Leiden): Lehre von den krankhaften Organveränderungen

Pathologie als Lehre von den Krankheiten (Begriff Pathologie schon bei Hippokrates und Galen)

Pathologie als Fachgebiet Andreas Vesalius (1514-1564), Padua: Durchführung von Sektionen („Anatomia practica“) Giovanni Battista Morgagni (1682-1771), Padua: Begründer der Pathologischen Anatomie, Krankheiten in den Organen Marie Francois Xavier Bichat (1771-1802), Paris: Krankheiten in den Geweben Rudolf Virchow (1821-1902), Berlin/Würzburg: Krankheiten in den Zellen (Zellularpathologie, 1858)

Letalität (= Tödlichkeit)Verhältnis der Zahl der Todesfälle zur Zahl der an einer bestimmten Krankheit Erkrankten

Epidemiologie von Krankheiten(ursprüngliche Bedeutung von Epidemioloige: „Seuchenkunde“)

• Lehre von der Erkennung, Bekämpfung und Verhütung übertragbarer Krankheiten• Lehre von den Ursachen und der Verbreitung nicht-infektiöser Krankheiten• WHO-Def.: die Epidemiologie befaßt sich mit der Untersuchung der Verteilung von

Krankheiten, physiologischen Variablen und sozialen Krankheitsfolgen in menschlichen Bevölkerungsgruppen sowie mit Faktoren, die diese Verteilung beeinflussen

Inzidenz (= Erkrankungshäufigkeit)Anzahl der Personen, die im Verlauf eines bestimmten Zeitraumes (i.d.R. 1 Jahr) an einer bestimmten Krankheit erstmals erkranken

Mortalität (= Sterblichkeit)Verhältnis der Zahl der Todesfälle zur Zahl der Gesamtbevölkerung in einem bestimmten Zeitraum (i.d.R. 1 Jahr) pro 100.000 Einwohner (i.d.R. bezogen auf eine bestimmte Erkrankung)

MorbiditätVerhältnis der Zahl der Erkrankungen zur Zahl der Gesamtbevölkerung in einem bestimmten Zeitraum (bei Infektionskrankheiten z.B. für die Dauer einer Epidemie)

Krankheitserkennung (Diagnostik)Anhand struktureller und funktioneller Atypien und Heterologien („Abweichungen von der Norm“)

Klinische Diagnostik Erkennung der Krankheitssymptome durch Inspektion (unter Anwendung optischer Geräte), Palpation, Auskultation etc. Paraklinische Diagnostik Erkennung krankhafter Veränderungen von Stoffwechsel, Funktion und Struktur (laborchemische Untersuchungen, EKG, Röntgen) Intraoperative Diagnostik Erkennung krankhafter Befunde durch direkte Eingriffe (Laparoskopie, Operation, histologische Schnellschnittuntersuchung) Biopsie-Diagnostik Histologie, Immunhistochemie, Molekularpathologie (PCR) Autopsie-Diagnostik Sektion, Methodenspektrum analog zur Biopsie

Rudolf-Virchow-Haus

TumordiagnostikEntzündungen

Degenerative ErkrankungenTransplantationsmedizin

Die pathohistologische Gewebediagnostikist die Grundlage

für zahlreiche klinische Diagnosen

Rudolf-Virchow-Haus

• konventionelle Histologie

• Immunhistologie

• Molekularpathologie

• Telepathologie

Das notwendige Methodenspektrum

Rudolf-Virchow-Haus

Aufarbeitung der Präparate

in der Pathologie

zur Gewebediagnostik

MakrozuschnittFärben

Mikroskopieren

2. Biopsie mit Einsendeschein1. Erfassung (Nummerierung) des Materials

3. Überführung der Proben in die Zuschnitt/Biopsiekapsel

Makroskopischer Zuschnitt eines Mamma-Amputates (OP-Resektat)

1 + 2 Portio längs/Zervix quer HE3 Längsschnitt: Cavumlänge (ausmessen) HE

Endometriumdicke (ausmessen) HE4 Endometrium/Myometrium HE5 Myometrium: HE

- Besonderheiten (Leiomyome usw.)- Ein Block mit Serosa

1 RR Bronchus / Gefässtümpfe HE2 Peribronchiale Lymphknoten HE2a cranialster Lymphknoten separat HE3 Tumor / umgebendes Lungenparenchym 1-2

Blöcke,1 x AB-PAS 4 Beziehung zu Pleura 1 x EvG

(senkrecht zu Pleuraoberfläche, Tuschemarkierung)5 Referenzschnitte (von jedem Lappen) HE, EvG, 6 allfällige Satellitenknoten HE

1 RR Bronchus / Gefässtümpfe HE2 Peribronchiale Lymphknoten HE2a cranialster Lymphknoten separat HE3 Tumor / umgebendes Lungenparenchym 1-2

Blöcke,1 x AB-PAS4 Beziehung zu Pleura 1 x EvG

(senkrecht zu Pleuraoberfläche, Tuschemarkierung)5 Referenzschnitte (von jedem Lappen) HE, EvG, 6 allfällige Satellitenknoten HE

Lungentumor

4. Hypercenter: Fixierung, Entwässerung 5. Gießstation: Überführung in Paraffin

6. Schneideplatz: Paraffinschnitte 7. Färbereihe: HE- und Spezialfärbungen

Schnitt- und Färbeserien eines Biopsiefalles Blöcke und Schnitte eines OP-Resektates

Mikroskopischer Arbeitsplatz Zusatzinventar: Diktiergerät, Buch, Telefon, Computer

?

Adenose der Mamma

In-situ Karzinom der Mamma

Invasiv wachsendes duktales Mammakarzinommit intraductalen Ausläufern

Intraoperative Schnellschnitt- Diagnostik

1. Zuschnitt des unfixierten Präparates

2. Anfertigung der Gefrierschnitte

3. Färben der Schnitte

Schnellschnittmarkierung beim Mammakarzinom

Zytologische Diagnostik

Vorteile: - „ Viel Diagnose aus wenig Material“- komplikationsarme Entnahmetechnik- kostengünstig (einfachste histologische Untersuchung ca. 15 €; zytologische Untersuchung ca. 10 €)

Nachteile: - eingeengtes Diagnosespektrum

Einsatz:- Vorsorgeuntersuchung- Screeninguntersuchung

Zytologie bei Leukämie

Histologische Diagnostik

Makropräparation

Entwässerung

Paraffineinbettung

Schneiden

Rehydrierung

Färbung

mikroskopischesPräparat

fixiertes Gewebe

Entnahme in der Klinik

Rudolf-Virchow-Haus

• Bestätigung oder Ausschluß eines Tumors

• Bösartigkeit / Gutartigkeit • Invasives Wachstum• Metastasierung (-sfähigkeit)

Die Pathologie in der Tumordiagnostik

Rudolf-Virchow-Haus

Die Diagnose „Krebs“ oder „Metastase“

wird rechtsverbindlich nur vom Pathologen

gestellt.

Der schriftliche Pathologie-Befund stellt

die Voraussetzung zum operativen Eingriff,

d.h. genehmigten Körperverletzung, dar.

Rudolf-Virchow-Haus

• Böcker, Denk, Heitz, MochPathologie - 4. Auflage

• Riede, Werner, SchäferAllgemeine und spezielle Pathologie – 5. Auflage

• Böcker, Denk, HeitzRepititorium Pathologie - 2. Auflage

Aktuelle Lehrbücher der Pathologie

Rudolf-Virchow-Haus

Bei Gutartigkeit

• vollständig entfernt

• Gefahr der Entartung• Gefahr der Wiederkehr (Rezidiv)

Die Pathologie in der Tumordiagnostik (I)

Benign Cystoma of the Ovary

Rduolf-Virchow-Haus

Rudolf-Virchow-Haus

Bei Grenzfalltumoren (Borderline-Tumoren)

• vollständige Entfernung

• Gefahr der Entartung

• langfristige Prognose

• ggf. Therapieempfehlung

Die Pathologie in der Tumordiagnostik (II)

Well differentiated endometrioid adenocarcinoma. A Invasion is indicated by back to back glands, complex folds and stromal dis- appearance. B The neoplastic glands are lined by columnar cells with relatively uniform nuclei; note the altered stroma in the top.

Rudolf-Virchow-Haus

Bei Bösartigkeit • exakte histologische Diagnose• vollständige lokale Entfernung • invasives Wachstum/Metastasierung• Histogenese• Prognose• therapierelevante Parameter

Die Pathologie in der Tumordiagnostik (III)

Solid tumors Genloci chromosml. alteration FunctionEwing sarcoma FLI/EWS

t(11;22) RNA/DNA-binding-fusion protein

Alveolar rhabdomyosarcoma PAX 3/FKHR t(2;13) (q35;q14)PAX 7/FKHR t(1;13) (p36;q14)

altered cell cycle proteins

Clear cell sarcoma EWS-ATF1 t(12;22)(q13;q12) altered cell cycle proteins

Desmoplastic small round cell tumor EWS-WT1 t(11;22)(p13;q12) altered cell cycle proteins

Angiomatoid fibrous histiocytoma TLS-ATF1 t(12;16)(q13;p11)

Extraskeletal myxoid chondrosarcoma TAF2N-CHN t(9;17)(q22;q11)

Myxoid liposarcoma TLS/CHOP t(12;16) mutated DNA-binding-fusion protein

Synovial sarcoma SSXT/SSX1/2 t(X;18) altered fusion protein

Congenital fibrosarcoma ETV6-NTRK3 t(12;15)(p13;q25)

Alveolar soft part sarcoma ASPL-TFE3 t(X;17)(p11;q25)

Inflammatory myofibroblastic tumor Various ALK fusions t(2p23) altered fusion protein

Retinoblastoma RB1 del 13q14 gene loss mutated cell cycle protein

Dermatofibrosarcoma protuberans COL1A1-PDGFB t(17;22)(q22;q13)

colon carcinoma (CC)- fam. adenom. polyposis- heredit. non-polyposis(HNPCC)

DCC del 18q21APC del 5q21MLH1 3p13MSH2 2p12PMS1 2qPMS2 7p

gene loss

cell adhesion proteingene loss altered signal transductionmutated DNA-repair proteinmutated DNA-repair proteinmutated DNA-repair proteinmutated DNA-repair protein

Familiar breast and ovarian carcinoma

BRCA1 del 17q21BRCA2 del 13q14

gene loss / mutated gene productgene loss / mutated gene product

Multiple solid tms (Li-Fraumeni-syndrom) TP53 del 17p13 p53-mutation loss of growth control

Multiple solid and hematological tumours MDR1 7q31

P-glycoprotein with release of cyto-static drug

multidrug-resistance

Genetic alterations in tumor diagnostic (selection)*

FISH: Synovial sarcoma

diagnosis

SYT

SYT1 Dual color

break

apart translocation

probe

Invasiv wachsendes Dickdarmkarzinom mit LK-Metastase

Knochenmetas-tasen beim Prostatakarzinom

Telekommunikation in der Pathologie

• intraoperative Schnellschnitte

• schnelle Expertenkonsultation

Telepathology Consultation Center (TPCC)

Rudolf-Virchow-Haus

U I C C Con sultation

Center

Bindeglied zwischen

anforderndem Pathologen und

Experten

Internationaler Experte

Anfordernder Pathologe Internet

E-MailInternetE-Mail

In Kooperation mit Siemens AG, Medical Engineering, Erlangen

Telepathologie System TPS1

ISDN ISDN LAN LAN InternetInternetIntranetIntranet

Hitachi HVC- 202Leica RXA

Sony Video Present- er

© Copyright Pathologie, Frauenklinik Microsystems, Wetzlar

o p t i o n a lo p t i o n a l

MEOCLINICInst. f. Pathologie

Berliner Medizinhistorisches Museum

Gegenwärtiges Institut für Pathologie

virtualslide

Server

glass slide

glass slides

pathologist/scientist

slide scanner

Digital Virtual Microscopy

VM software

Beyond the scope of microscopy

Rudolf-Virchow-Haus

Der Diagnose „Krebs“ oder „Metastase“

folgt zunehmend häufiger die

therapierelevante

weitere Aufarbeitung des Tumorgewebes

durch den Pathologen.

EGFR(SP9)-Cy3[grün]/CK20-Cy2[rot]/H33342/Kerne [blau] Testung (vor Cetuximab) – Colon Cancer

HER-2/neu (c-erbB-2) beim Mamma-Karzinom

OncologyOncologyTumour Detection

Detection of DAB-stained CD24+ tumour cells in breast tissue

Detection of HER2 positive tumour cells in breast tissue

Detect regions of interest – stained automatically by Ventana Benchmark XT or manually

Probe and Nucleus Detection

negative

weak

moderate

strong

FastRed-Histograms for IHC-Quantification

Rudolf-Virchow-Haus

• Aktivität der Entzündung

• Grad der Gewebedestruktion

• spezifischer Erregernachweis

Die Pathologie in der Entzündungsdiagnostik

Entzünd.Entzünd.

Erreger-diagnostikErreger-

diagnostik

Kolorektale Entzündung

Colitisulcerosa

DiffentialDiagnosis

V.a. Infektion

M. CrohnM. Crohn

unklarunklar

normalnormal

Col.-rect. Biopsie beiV.a. chron. Dickdarm-entzündung

Col.-rect. Biopsie beiV.a. chron. Dickdarm-entzündung

chronisch

floride

Tuberculosis

Necrotizing granuloma

with epitheloid

histiocytes

and

Langerhans-type giant cells often without detection of acid-fast bacilli in the Ziehl-Neelsen

stain

(H&E x 100)

123 bp123 bp

L M –C +C

a) Mycobacterium tuberculosis complex-PCR,b) Detection of the M. tuberculosis mtp

40 Gen,

the specificity of all products were verified by hybridisation

a)

L –G M –G –C +C

393 bp

b)(a,b) detection of mycobacterial

DNA

(M. tuberculosis),Gel electrophoresis of the PCR products

formalin fixed paraffin embedded

Rudolf-Virchow-Haus

Aufgaben der Pathologie

Gewebediagnostik

Sektionen

Lehre

Forschung

Trotz moderner Untersuchungsmethoden sind in der Medizin noch 30 bis 50 Prozent der Diagnosen falsch oder unvollständig.(Hamburger Morgenpost, 29.01.2000)

Bedeutung

der Leichenschau, der

klinischen Sektion und deren

juristische Grundlagen

Die klinische Sektion ist die letzte

ärztliche Handlung zugunsten des

Patienten, seiner Angehörigen und

der Allgemeinheit.

Bedeutung der klinischen Sektion

1. Feststellung der Todesursache

2. Verifizierung der Grundkrankheit(en)

3. Qualitätskontrolle von Diagnostik und Therapie

4. Lehre, Ausbildung von Ärzten

5. Fachausbildung von Pathologen

6. Todesursachenstatistik, Epidemiologie

7. Begutachtung (Berufskrankheiten)

8. Forschung

1. Totenflecke (Livores mortis) Treten am frühesten auf. Senkungsblutfülle (Hypostase) infolge Herzkreislaufstillstand

2. Totenstarre (Rigor mortis) Tritt bei normaler Umgebungstemperatur im Mittel 3-4 Stunden post mortem auf. Absinken des ATP-Spiegels < 85%

3. Postmortale Autolyse Auflösung organischer Strukturen durch körpereigene Enzyme

4. Fäulnis Gewebsabbau durch Bakterien (heterolytische Enzyme)

Sichere Todeszeichen

Fehler bei der ärztlichen Leichenschau

1. Falsche Todesfeststellung Todesbescheinigung für Lebende

2. Falsche Todesursachenfeststellung Übersehen todesursächlicher Verletzungen (z.B. Würgemale, Drossel- oder Strangmarken, Messerstichverletzungen, Einschüsse, hellrote Totenflecke)

3. Falsche Qualifikation der Todesart Natürlich anstatt nicht natürlich bzw. ungewiss und umgekehrt

4. Nicht nachvollziehbare Angaben zur Todeszeit

5. Angabe falscher oder irrelevanter Todesursachen Herzkreislaufversagen, Herzstillstand, Asystolie, Atemstillstand, Hirntod, Kachexie, Marasmus

Zulässigkeit einer klinischen Sektion (§3 Sektionsgesetz)

Außer in den sonst durch Gesetz geregelten Fällen ist die klinische Sektion zulässig, wenn

1. Der Verstorbene oder seine Angehörigen im Behandlungsvertrag in die Sektion eingewilligt haben oder

2. die klinische Sektion zur Klärung der Todesursache oder zur Überprüfung der Diagnose- und Therapieverfahren (Qualitäts-

kontrolle) dient oder 3. ein besonderes, dem Fortschritt der Medizin dienendes wissen-

schaftliches Interesse in Lehre, Forschung und Epidemiologie besteht oder

4. die Fürsorge für die Hinterbliebenen, insbesondere im Gutachter- wesen, im Versicherungsrecht, bei Erb- oder Infektionskrankheiten, die klinische Sektion erfordert.

Klinische Diagnose versus Sektionsbefund

z.B. Lungenembolie, Myokardinfarkt

klinisch und pathologisch-anatomisch übereinstimmend 30% klinisch vermutet, pathologisch-anatomisch nicht bestätigt 40% klinisch nicht vermutet, pathologisch-anatomisch nachweisbar 30%

z.B. Maligne TumorerkrankungLatente Karzinome und andere Neoplasien 25% (davon anamnestisch stumm 10%) Bronchialkarzinom > Nierenkarzinom > Leberkarzinom > Kolonkarzinom

Qualitätskontrolle von Diagnostik und Therapie

1. Aufdeckung von Todesursache und Grundleiden (sofern zu Lebzeiten nicht möglich)

2. Verifizierung und ggf. Korrektur der klinischen Diagnosen bezüglich Todesursache und Grundleiden

3. Erfassung zusätzlicher Krankheiten (sog. Nebenleiden)

4. Kontrolle der Wirksamkeit konventioneller und neuer Therapieformen

5. Erfassung therapeutischer Nebenwirkungen

6. Ausschluss (bzw. Nachweis) von Behandlungsfehlern

7. Erkennung neuer Krankheitsentitäten

8. Beantwortung diagnostischer und wissenschaftlicher Fragestellungen

Sektionsantrag

Klinische Todesursache muss mit Leichenschauschein, Blatt 5 übereinstimmen!

Virchow in seinem Arbeitszimmer Schellingstr. 10