8/12/2019 oseosarcoma ncbi

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V o l h m e 6 9 A u g u s t 1 9 7 6J o i n t M e e t i n g N o . 4

S e c t i o n o f O n c o l o g yP r e s i d e n t E C o t c h i n M R C V S . ; ;w i t h S e c t i o n o f O r t h o p C sP r e s i d e n t A l e x a n d e r Law O B E F R C S , . ,a n d S e c t i o n o f R a d i o l o g yP r e s i d e n t M a r g a r e t S n e l l i n g F R C S

M e e t i n g 4 N o v e m b e r 1 9 7 5O s t e o s a r c o m a

Dr P h i l i p J a c o b s( T h e G e n e r a l H o s p i t a l , S t e e l h o u s e L a n e ,B i r m i n g h a m , B4 6NH; a n d t h e R o y a lO r t h o p a e d i c H o s p i t a l ,B i r m i n g h a m , B 1 5 J A T )R a d i o l o g i c a l D i a g n o s i s o f O s t e o s a r c o m aO s t e o s a r c o m a t a a f f e c t m a i n l y c h i l d r e n a n d y o u n ga d u l t s . T h e t u m o u r i s r a r e l y s e e n i n s u b j e c t su n d e r t h e a g e o f 1 0 y e a r s o r i n m i d d l e o r l a t e rl i f e . P a g e t s d i s e a s e a c c o u n t s f o r many o f t h euncommon c a s e s i n o l d e r p e o p l e . M o s t o s t e o -s a r c o m a t a o c c u r i n t h e m e t a p h y s e s : t h e l o w e re n d o f t h e f e m u r , t h e u p p e r e n d o f t h e t i b i a a n dt h e u p p e r e n d o f t h e h u m e r u s a r e s i t e s o f e l e c t i o n ,H o w e v e r , t h e l e s i o n may a t t a c k a n y b o n e a n d i tmay a r i s e i n t h e d i a p h y s i s . R a r e l y i s a n o s t e o -s a r c o m a p r i m a r i l y e p i p h y s e a l i n s i t e a n d i ts e l d o m s p r e a d s f r o m t h e m e t a p h y s i s a c ro s s t h ee p i p h y s e a l l i n e .

U n f o r t u n a t e l y f o r t h e p a t i e n t o s t e o s a r c o m a t aa r e l a t e p r e s e n t e r s . R a d i o g r a p h i c s i g n s a r e a l w a y sp r e s e n t w h e n t h e p a t i e n t f i r s t a t t e n d s f o r e x a m i n a -t i o n .B a s i c R a d i o l o g i c a l S i g n s 1 ) W e l l d e m a r c a t e d s o f t t i s s u e s w e l l i n g ( F i g 1 ) i sa v e r y i m p o r t a n t s i g n a n d s h o u l d a l w a y s b es o u g h t ; i f n e c e s s a r y , b y o b t a i n i n g o b l i q u e ,t a n g e n t i a l a n d u n d e r - p e n e t r a t e d r a d i o g r a p h s .N e o p l a s t i c s o f t t i s s u e m a s s e s d i s p l a c e t i s s u ep l a n e s t h o u g h , o f c o u r s e , t h e y a l s o i n f i l t r a t e t h e m .T h e m a s s e s a r e w e l l d e f i n e d i n c o n t r a d i s t i n c t i o nt o o s t e o m y e l i t i s , w h e r e t h e s w e l l i n g i s c a u s e d b yg e n e r a l c e d e m a o f t h e s o f t t i s s u e s i n f i l t r a t i n g a l lp l a n e s . E x c e p t i o n s may o c c u r ; f o r e x a m p l e , t h er u l e d o e s n o t a p p l y t o t h e s p i n e , w h e r e i n f l a m -

m a t o r y l e s i o n s a r e a s s o c i a t e d w i t h c l e a r - c u tp a r a v e r t e b r a l a b s c e s s e s . 2 ) An o s t e o s a r c o m a , b y d e f i n i t i o n , p r o d u c e so s t e o i d o r b o n e . M o r e o v e r , t h e r e a c t i o n o f a n yb o n e t o a n i r r i t a n t , b e i t i n f l a m m a t o r y o r n e o -p l a s t i c , i s e i t h e r o s t e o l y t i c o r o s t e o b l a s t i c ; o f t e nb o t h r e s p o n s e s a r e p r e s e n t a t t h e s a m e t i m e . S u c hf a c t o r s a r e r e s p o n s i b l e f o r a v e r y e a r l y r a d i o -g r a p h i c s i g n o f o s t e o s a r c o m a - l o c a l i z e d , i l l -d e f i n e d c l o u d s o f i n c r e a s e d d e n s i t y w i t h i n t h em e d u l l a ( F i g 2 ) .

F i g 1 E a r l y s a r c o m a l o w e r e n d o f f e m u r . N o t e w e l ld e m a r c a t e d s o f t t i s s u e m a s s a r r o w s ) . P e r i o s t e a ls p i c u l e s a t r i g h t a n g l e s t o t h e s h a f t a r e s e e n p o s t e r i o r l y

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5 4 4 P r o c . r o y . S o c . M e d . V o l u m e 6 9 A u g u s t 1 9 7 6

Fig Ea rly osteosarcomalower endoffemur. Cloudyd e n s e areas a re seen w i t h i n t h e s h a f t o f t h e b o n e . Somel i n e a r p e r i o s t e a l r e a c t i o n i s s h o w n . A s o f t t i s s u e massa n t e r i o r t o t h e l o w e r e n d o f t h e f e m u r wa s v i s i b l eon t h e o r i g i n a l r a d i o g r a p h

Fig 3 Skip r sofsclerosis. In the upper medialparto f t h e l e s i o n a C o d m a n s c u f f a n d coarse p e r i o s t e a lf i b r e s ar e seen

3 ) P e r i o s t e a l c h a n g e s : a l l t y p s o f p e r i o s t e a lr e a c t i o n may b e f o u n d i n o s t e o s a r c o m a b u t , a l a s ,n o n e i s s p e c i f i c . S p i c u l e s a t r i g h t a n g l e s t o t h es h a f t F i g 1 , p a l i s a d e s o r t h e s u n - r a y a p p e a r a n c ea r e f o u n d o c c a s i o n a l l y b u t t h e y may a l s o b e s e e ni n b e n i g n l e s i o n s , e . g . a n g i o m a t a . C o a r s e f i b r e -l i k e s p i c u l e s a r e m o r e f r e q u e n t ( F i g 3 ) . T h el a m e l l a r t y p e o f r e s p o n s e may b e f o u n d ( F i g 4 ) ;t h e c l a s s i c a l o n i o n - p e e l e f f e c t i s m o r e common i nE w i n g s t u m o u r b u t , a g a i n , i t may b e s e e n i n n o n -n e o p l a s t i c l e s i o n s . C o d m a n s c u f f s ( F i g 3 ) w e r eo n c e r eg a r d e d a s b e i n g s p e c i f i c f o r n e o p l a s m b u tt h e y , t o o , may b e s e e n i n s i m p l e l e s i o n s . T h eCodman c u f f i s m e r e l y a r e f l e c t i o n o f t h e l o s s o fp e r i o s t e u m i n t h e m i d d l e o f a l e s i o n c a u s e d b y i t sr a p i d p r o g r e s s i o n . A n e u r y s m a l b o n e c y s t i s ag o o d e x a m p l e o f a n o n m a l i g n a n t c o n d i t i o na s s o c i a t e d w i t h C o d m a n s c u f f s .

F i g 4 T h e l a m e l l a r p e r i o s t e a l r e a c t i o n i s o f a t y p eu s u a l l y s e e n i n b e n i g n l e s i o n s . N e v e r t h e l e s s , t h i s l e s i o nwa s a n o s t e o s a r c o m aI n g e n e r a l one m i g h t s a y t h a t p e r i o s t e a lr e a c t i o n i n o s t e o s a r c o m a t e n d s t o b e i r r e g u l a r a n di n t e r r u p t e d a n d t h a t d i f f e r e n t t y p e s m ay b ef o u n d a t t h e same t i m e . 4 ) B o n e d e s t r u c t i o n : t h e r e s p o n s e m a y , a s n o t e da b o v e , b e o s t e o l y t i c a n d t h e r e i s no n e e d t oe m p h a s i z e t h e h u g e a r e a s o f d e s t r u c t i o n t h a t m ayb e f o u n d w i t h a c c o m p a n y i n g b r e a c h o f c o r t e x .C a l c i f i c a t i o n i n s u r r o u n d i n g s o f t t i s s u e s m ay b e

s e e n a t t h e same t i m e . 5 ) O s t e o s c l e r o s i s : l e s i o n s may a p p e a r t o b ee n t i r e l y o s t e o b l a s t i c . S o m e t i m e s w e l l d e m a r c a t e dd i s s e m i n a t e d s k i p a r e a s m ay b e s e e n F i g 3 .T h e s e a r e o f t h e r a p e u t i c i m p l i c a t i o n a n d a r em o r e u s u a l l y s e e n i n t h e o s t e o s c l e r o t i c r e a c t i o n ;one assumes t h a t t h e y occur i n t h e o s t e o l y t ef o r m s a l s o b u t a r e l e s s w e l l v i s u a l i z e d r a d i o -g r a p h i c a l l y .

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S e c t i o n o f O u i c o l o g y w i t h S e c t i o n o f O r t h o p w d i c s a n i d S e c t i o n i o f R a d i o l o g y 5 4 5

1 4 . . .

F i g 5 A , e a r l c e n t r a l l e s i o n c h a r a c t e r i z e d b y at r a n s l u c e n c e i n t h e a n t e r o s u p e r i o r p a r t o f t h e f e m o r a lh e a d a n d n e c k . No p e r i o s t e a l r e a c t i o n o r s o f t t i s s u es w e l l i n g w a s f J o u n d . H i s t o l o g i c a l e x a m i n a t i o n r e v e a l e da n o s t e o s a r c o n m a 6 ) L o c a l i z e d e x p a n s i o n o f b o n e may b e c a u s e di n s o m e o s t e o s a r c o m a t a , b u t t h i s s i g n i s n o t ap r o m i n e n t f e a t u r e . I t i s s e e n m o r e o f t e n i nE w i n g s t u m o u r s . 7 ) P a t h o l o g i c a l f r a c t u r e i s a n o t uncommonf e a t u r e o f o s t e o s a r c o m a a n d may b e i t s f i r s tp r e s e n t a t i o n . 8 ) L e s i o n s t h a t s t a r t c e n t r a l l y may c a u s e d i a g -n o s t i c d i f f i c u l t i e s F i g 5 A , B ) . T h e r a d i o g r a p h i ca b n o r m a l i t y w i l l b e m e r e l y a c e n t r a l t r a n s l u c e n t

F i g 6 L a r g e m e t a s t a t i c masses. A p n e u m o t h o r a x i sp r e s e n t e a c h s i d e

F i g 5 B , l a r g e c e n t r a l c a v i t y . No b r e a c h o fc o r t e x , s o f t t i s s u e s w e l l i n g o r p e r i o s t e a l r e a c t i o n w a sf o u i n d . T h i s l e s i o n w a s a n o s t e o s a r c o m az o n e t h a t w i l l p r o b a b l y b e i n d i s t i n g u i s h a b l e f r o mt h e a p p e a r a n c e s p r e s e n t e d b y some b e n i g nl e s i o n s . Not u n t i l t h e c o r t e x i s a t t a c k e d w i l l t h et r u e s t a t e o f a f f a i r s b e s e e n . S u c h c e n t r a l l e s i o n sa r e n o t v e r y c o m m o n b u t t h e y h a v e a c c o u n t e d f o rp r a c t i c a l l y a l l t h e e r r o r s i n t h e a u t h o r s s e r i e s . 9 ) H t e m a t o l o g i c a l s p r e a d : m e t a s t a s e s may b ep r e s e n t i n t h e l u n g s a t t h e t i m e o f t h e f i r s t r a d i o -g r a p h i c e x a m i n a t i o n . P u l m o n a r y m e t a s t a s e sf r o m o s t e o s a r c o m a o f t e n h a v e some d i s t i n c t i v ec h a r a c t e r i s t i c s : a ) T h e y t e n d t o c a v i t a t e . b ) I fs u b p l e u r a l , a s p o n t a n e o u s p n e u m o t h o r a x mayr e s u l t F i g 6 . c ) T h e d e p o s i t s may c a l c i f y o rb e c o m e f r a n k l y o s s i f i c .T h e q u e s t i o n o f l u n g t o m o g r a p h y a t f i r s te x a m i n a t i o n may b e r a i s e d . S u f f i c e i t t o s a y t h a tt o m o g r a p h y may r e v e a l some l e s i o n s t h a t a r e i n -v i s i b l e o n p l a i n r a d i o g r a p h s . O n e s p r a c t i c e w i l ld e p e n d u p o n t r e a t m e n t p r o t o c o l s . 1 0 ) Some o s t e o s a r c o m a t a c o m p l i c a t e u n d er l y i n gb e n i g n l e s i o n s s u c h a s o l d o s t e o m y e l i t i s , f r a c t u r e s ,P a g e t s d i s e a s e , b e n i g n t u m o u r s , c . I n s u c hc a s e s t h e r a d i o g r a p h w i l l g i v e a l e a d t o t h e u n d e r -l y i n g l e s i o n .A n g i o g r a p h yA n g i o g r a p h y i s o f l i m i t e d u s e i n t h e d i a g n o s i s o fs a r c o m a o f b o n e t h o u g h i t d o e s h a v e somew o r t h y c h a m p i o n s . A g a i n s t a n g i o g r a p h y a r e t h ef o l l o w i n g f a c t s : a ) T h e v a s c u l a r b e d o f n o r m a l

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5 4 6 P r o c . r o y . S o c . M e d . V o l u m e 6 9 A u l g u s t 1 9 7 6b o n e i s n o t v i s u a l i z e d . b ) T h e c o r t e x h a s t o b eb r e a c h e d b e f o r e a n g i o g r a p h i c c h a n g e s a r e v i s i b l ei n o s t e o s a r c o m a t a . c ) H y p e r v a s c u l a r i t y may b ef o u n d i n b o t h b e n i g n a n d m a l i g n a n t l e s i o n s .C h a m p i o n s o f a n g i o g r a p h y p o i n t o u t t h a t : a ) A n g i o g r a p h y w i l l d e f i n e t h e e x t e n t o f al e s i o n - r a d i o l o g i s t s may b e r e g a r d e d a s c a r t o -g r a p h e r s f o r t h e s u r g e o n . T h i s k n o w l e d g e i sh a r d l y l i k e l y t o b e o f p r a c t i c a l s i g n i f i c a n c eb e c a u s e i t i s w e l l known t h a t b o n e t u m o u r s a r ea l w a y s m o r e e x t e n s i v e t h a n s h o w n b y r a d i o -g r a p h y a n d s u r g i c a l t r e a t m e n t i s p l a n n e da c c o r d i n g l y . b ) A n g i o g r a p h y may h e l p t o s h o wt h e b e s t s i t e f o r t h e s u r g e o n t o t a k e a b i o p s ys a m p l e . H o w e v e r , t h e m o s t m a l i g n a n t p a r t o f t h et u m o u r may b e a v a s c u l a r , i n w h i c h c a s e a n g i o -g r a p h i c a p p e a r a n c e s r n o t h e l p f u l .

Dr L N Owen D e p a r t m e n i t o f C l i n l i c a l V e t e r i n i a r y M e d i c i n l e ,U n i i v e r s i t y o f C a m b r i d g e ,M a d i n g l e y R o a d , C a m b r i d g e , CB 3 O E S )O s t e o s a r c o m a i n t h e DogT h e m a i n c l i n i c a l , r a d i o l o g i c a l a n d p a t h o l o g i c a lf e a t u r e s o f s p o n t a n e o u s c a n i n e o s t e o s a r c o m ah a v e b e e n p r e v i o u s l y d e s c r i b e d a n d t h e d o g i su n d o u b t e d l y t h e b e s t m o d e l f o r o s t e o s a r c o m a i nm an ( O w e n 9 6 9 a , b ) . T h e c o n d i t i o n i s f o u n d m o r eo f t e n i n t h e g i a n t b r e e d s s u c h a s W o l f h o u n d a n dG r e a t D a n e , w i t h l u n g m e t a s t a s i s b e i n g t h em a j o r c a u s e o f d e a t h , a s i n m a n .T r a n s p l a n i t a t i o t iC a n i n e o s t e o s a r c o m a t r a n s p l a n t a t i o n h a s b e e ns u c c e s s f u l l y p e r f o r m e d b y i n j e c t i n g f e t u s e s i ni t e r o , a t t h e 6 t h o r 7 t h w e e k o f g e s t a t i o n , w i t ho s t e o s a r c o m a c e l l s ( O w e n 9 6 9 a , b . T u m o u r su s u a l l y d e v e l o p w i t h i n a f e w w e e k s o f b i r t h .A n o t h e r s u c c e s s f u l m e t h o d o f t r a n s p l a n t a t i o n i sb y i n j e c t i n g o s t e o s a r c o m a c e l l s i n t o n e o n a t a ld o g s w h i c h h a v e b e e n i m m u n o s u p p r e s s e d w i t ha n t i l y m p h o c y t e s e r u m .

Many t u m o u r s h a v e b e e n g r o w n s u c c e s s f u l l yi n t i s s u e c u l t u r e f o r s e v e r a l p a s s a g e s a n d t w oc e l l l i n e s h a v e b e e n e s t a b l i s h e d ( B o s t o c k Owen1 9 7 0 ) . T h e s e c e l l s p r o d u c e s a r c o m a s when i n -j e c t e d i n t o f e t u s e s o r i m m u n o s u p p r e s s e d d o g sb u t w i t h l i t t l e o r no o s t e o i d o r new b o n e f o r m a -t i o n . F o l l o w i n g i n t r a v e n o u s i n j e c t i o n , h o w e v e r ,t u m o u r s a p p e a r t o g r o w p r e f e r e n t i a l l y i n b o n e i nsome d o g s . A n o t h e r i n t e r e s t i n g o bs e r va t i o n h a sb e e n t h a t , i n some d o g s i n j e c t e d i n t r a v e n o u s l yw i t h o s t e o s a r c o m a c e l l s a t b i r t h , t u m o u r s d e v e l o pa t a b o u t 3 w e e k s o f a g e a t t h e s i t e o f e r u p t i o n o f

t h e i n c i s o r t e e t h . I t i s n o t known w h e t h e r l o c a lt r a u m a o r b l o o d s u p p l y o r s o m e o t h e r f a c t o r i sr e s p o n s i b l e f o r t h i s l o c a l d e v e l o p m e n t . A f t e ri n t r a - a r t e r i a l i n j e c t i o n i n t o t h e e x t e r n a l i l i a ca r t e r y t u m o u r s d e v e l o p i n t h e f e m u r a n d t i b i aa n d s m a l l e r b o n e s o f t h e i n j e c t e d l i m b . T i s s u ec u l t u r e c e l l s h a v e a l s o b e e n s u c c e s s f u l l y g r o w n i nNude m i c e , p r o d u c i n g t u m o u r s o f h i s t o l o g i c a la p p e a r a n c e s i m i l a r t o t u m o u r t r a n s p l a n t s i n d o g s( O u g h t o n Owen 1 9 7 4 ) .P r o p l i y l a c d t i c X - i r r a d i a t i o n o f t h e L u n t i g sX - i r r a d i a t i o n o f o n e l u n g i n y o u n g d o g s p r e -v i o u s l y i n j e c t e d i n t r a v e n o u s l y w i t h o s t e o s a r c o m ac e l l s l e d t o l e s s t u m o u r d e v e l o p m e n t i n t h e X -i r r a d i a t e d l u n g c o m p a r e d w i t h t h e n o r m a l l u n g .T h i s r e s u l t , h o w e v e r , w a s n o t f o u n d when p r o -p h y l a c t i c X - i r r a d i a t i o n w a s u s e d i n s p o n t a n e o u sc a s e s . I n 2 2 s p o n t a n e o u s c a s e s t h e p r i m a r y t u m o u rw a s t r e a t e d b y a m p u t a t i o n o f t h e a f f e c t e d l i m b ,o r b y X - i r r a d i a t i o n t o a t o t a l d o s e o f 4 0 0 0 - 5 0 0 0r a d . One l u n g w a s X - i r r a d i a t e d w i t h 6 0 0 r a d o nt w o o c c a s i o n s w i t h a o n e - w e e k i n t e r v a l u s i n g a1 5 MeV M u l l a r d l i n e a r a c c e l e r a t o r ( O w e n B o s t o c k 1 9 7 3 ) . T h i s d o s e w a s c h o s e n a s o n e n o tl i k e l y t o p r o d u c e s e v e r e p n e u m o n i t i s a n d i se q u i v a l e n t i n b i o l o g i c a l t e r m s t o s l i g h t l y m o r et h a n 1 4 x 1 5 0 r a d r e l e v a n t t o n o r m a l c o n n e c t i v et i s s u e ) , a d o s e w h i c h h a s b e e n u s e d i n b i l a t e r a lp r o p h y l a c t i c l u n g X - i r r a d i a t i o n i n c h i l d r e n . A tp o s t - m o r t e m e x a m i n a t i o n 4 - 1 1 m o n t h s l a t e rd i f f e r e n c e s b e t w e e n X - i r r a d i a t e d a n d n o n -i r r a d i a t e d l u n g s i n 2 0 d o g s w e r e n i l o r s m a l l , a n di n 2 d o g s w h e r e t h e p r i m a r y t u m o u r h a d b e e nX - i r ra d i a t e d b u t l e f t i n s i t i t more tumour g r e w i nt h e X - i r r a d i a t e d l u n g . T h e r e a s o n f o r t h i s h i g h l yu n d e s i r a b l e e f f e c t h a s n o t b e e n f i n a l l y d e t e r m i n e db u t s t u d i e s o n 5 1 C r - l a b e l l e d o s t e o s a r c o m a c e l l si n j e c t e d i n t r a v e n o u s l y i n t o e x p e r i m e n t a l d o g sh a v e s h o w n t h a t tumour c e l l s i n i t i a l l y l o c a l i z e i nt h e X - i r r a d i a t e d l u n g a n d i n t h e n o r m a l l u n g i ne q u a l n u m b e r s , s o t h a t t h e m e c h a n i s m i s n o t d u et o t r a p p i n g o f c e l l s . T h e r e s u l t s o f Newton 1 9 7 5 , p e r s o n a l c o m m u n i c a t i o n ) o n b i l a t e r a lp r o p h y l a c t i c l u n g X - i r r a d i a t i o n f o r o s t e o s a r c o m ai n man h a v e a l s o s h o w n t h a t o v e r a f i v e - y e a rp e r i o d t h r i s n o t h e r a p e u t i c b e n e f i t .C h e m o t h e r c p yT r e a t m e n t o f p r i m a r y t u m o u r s u s i n g e t h o g l u c i da d m i n i s t e r e d i n t r a v e n o u s l y , i n t r a - a r t e r i a l l y o r b yl i m b p e r f us i o n h a s p r o d u c e d o n l y t e m p o r a r yr e g r e s s i o n . I n v i t r o s t u d i e s o n o s t e o s a r c o m a c e l l st r e a t e d w i t h many d i f f e r e n t d r u g s o r h o r m o n e sh a v e s h o w n t h a t m o s t c y t o p a t h i c e f f e c t s w e r ep r o d u c e d b y a c t i n o m y c i n D , e t h o g l u c i d , v i n -c r i s t i n e , v i n b l a s t i n e a n d m y c o p h e n o l i c a c i d . I ft h e v i n c a a l k a l o i d s a r e c l a s s i f i e d t o g e t h e r , t h ef o u r d r u g s a l l a c t b y d i f f e r e n t m e c h a n i s m s . N or e s u l t s o f t r i a l s a r e y e t a v a i l a b l e on c h e m o -