Geschwülste · Tumors I: Morphologie, Epidemiologie, Immunologie / Morphology, Epidemiology, Immunology

874 Pages·1974·36.95 MB·English

by  D. K. Hossfeld Dr., L. G. Koss, H. F. Oettgen Prof. Dr.

Handbuch
der allgemeinen Pathologie
Herausgegeben von
H.-W. Altmmaannnn ·. F. Büuchhnneerr ·. H. Cotttiieerr ·. E. Grundmann
G. Holle· E. Letterer· W. Masshoff . H. Meessen
F. Roulet . G. Seifert· G. Siebert
Sechster Band, Flüinfter Teil
Springer-Verlag Berlin Heidee1lberg New York 1974
Geschwülilssttee ·· Tumors I
Morphologie, Epidemiologie, Immunologie
Morphology, Epidemiology, Immunology
Von' By
P. Alexaannddeerr ·. G. Chüomette . H. Hampeerdl . D. K. Hüossfeld
L. G. Koüssss ,. R. Laumüonier . H. F. Oettgen . M. F. Rajewsky
A. A. Sandd bbeerrgg ·. L. H. Süobbiinn ·. H. Tulinius . S. Watanabe
Redigiert voonn '. Edited by
Ekkehard Grundmann
201 Fig.
Springer-Verlag Berlin Heidelberg NewY Yoorrk 1974
ISBN-13: 978-3-642-65897-6 e-ISBN-13: 978-3-642-65895-2
DOIl: 10.107/978-3-642-65895-2
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© by Springer-Verlag Berrlliinn '. Heidelberg 1974.
Softcover reprint oft the hardcover 1st edition 1974
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Vorwort
Bald nach Erscheinen des Bandes "Geschwiüilste" 1956 wurde deutlich, daBß
dies nur ein Anfang gewesen sein konnte. Die grundlegenden Beiträage dieses
Bandes spiegelten den Wissensstand am Beginn des 6. Jahrzehnts wider. Sie
waren wahrscheinlich zugleich die letzten echten Handbuchbeiträage zu diesem
Thema: umfassend und enzyklopäadisch vollstäandig und trotzdem als Ganzes
lesbar, verfaaBßt von den damals besten Sachkennern in Deutschland. Inzwischen
hat sich das Handbuch der Allgemeinen Pathologie gewandelt. Entsprechend der
Weitung des Faches vergroöBßerten sich die Themen. Neben den Bäanden tüiber die
Organe zum Hilfsmechanismus des Stoffwechsels, tüiber die Zelle, das Altern usw.
nahm sich der Geschwulstband vergleichsweise bescheiden aus. Das steht im
Gegensatz zur Stellung des Geschwulstproblems in der Allgemeinen Pathologie.
Die Krebsforschung erfuhr gerade in den letzten beiden Jahrzehnten einen vorher
nicht geahnten Aufschwung, so daBß eine enzyklopäadische Zusammenfassung heute
den Umfang des gesamten Handbuches einnehmen wtüirde - wenn sich jemand
fräande, das zu versuchen. Und wenn der letzte Band gedruckt wäare, wäare der erste
hoffnungslos veraltet.
So entstand der Plan, in begrenztem Rahmen eine aktuelle Ergäanzung des 1956
erschienenen Bandes zu versucehen, so lange das Handbuceh als solcehes noceh niceht
abgeschlossen war. Drei Aspekte standen dabei im Vordergrund: 1. Die Dar-
stellung konnte und sollte jeweils nur Teile enthalten; der umschlieeBßende Rahmen
war 1956 gegeben worden. 2. Enzyklopäadische Vollstäandigkeit des Schrifttums
ist heute eine Utopie; hier war wertende Auswahl geboten. 3. Durceh Einbezug
ausläandischer Autoren sollte auch das Thema "Gesechwiüilste" dem neuen Stil des
Handbuches angeppaaBßt werden, der dem heutigen Wissenschhaaffttss rraum entspricht.
Die Artikel wurden in drei Teile gegliedert. 1Im ersten Teil steht - dem Ductus
jeder Allgemeinen Pathologie folgend - die Morphologie am Anfang. Der Krebs
ist bevorzugt ein zelluläares Phäanomen. Der Beitrag von L. Küoss: "Morphology
of Cancer Cells" gibt einen nahezu vollstäandigen OÜberblick tüiber dieses Thema,
fast eine eigene Monographie. A. A. SANDBERG und D. K. HOüsSsSFFEELLD liefern unter
"Chromosomal Changes in Human Tumors and Leukemias" das Pendant dazu
aus der Sicht der Cytogenetik. Die "Proliferative Properties of Malignant Cell
Systems" von M. F. RAJEWSKY beleucehten den Forscehungsstand der Prolifera-
tionskinetik beim malignen Wachstum. Das hier vorgelegte Basiswissen ist fUür
aIlle Bemtüihungen der Canecerisierungs- und Chemotherapieforscehung entscehei-
dend. - Naceh diesen drei grundlegenden Artikeln wendet sich der Text ganz den
VI Vorwort
menschlichen Tumoren zu. Voraussetzung der modernen epidemiologischen For-
schung und aller Bemiülhungen zur Erstellung von Geschwulstregistern ist die
"Histological Classification of Tumors", dargestellt von L. H. SOBIN, dem fiülh-
renden Vertreter der Classification-Group der WHO in Genf. Was auf diesem
Wege gewonnen werden kann, stellt H. TULINIUS unter dem Titel "Geographical
Distribution of Malignant Neoplasms and some other Epidemiological Features"
dar. Die Untersuchung von Krankheitsursachen ist ein Hauptanliegen der Allge-
meinen Pathologie. Hier wird exemplarisch belegt, daBß die Epidemiologie als
Methodik entscheidende Ergebnisse in der Krebsforschung bringen wird und
schon gebracht hat. Die vorwiegend aus tierexperimentellen Beobachtungen
stammenden Deduktionen iülber die Ursachen der menschlichen Geschwiüllste
finden hier ihre Ergäanzung - und Korrektur. Die Beschreibung der japanischen
Erfahrungen "Cancer and Leukemia Development among A-Bomb survivors"
durch S. WA ATTAANNABE sind ein erschiültterndes Dokument im gleichen Bezug und
zugleich die bislang detaillierteste Darstellung der sich aus dieser Katastrophe
ergebenden medizinischen Folgerungen. - Spezielle Probleme der menschlichen
Geschwulstpathologie - wiederum in Ergäanzung zum 1956er Band unter dem
Blickwinkel der Allgemeinen Pathologie - beleuchten die beiden Beiträage von
H. HAMPERL "Praecancerose und Carcinoma in situ" und R. LAUMONIER und
G. CHOMETTE: "Histologie der seltenen menschlichen Tumoren und ihre Bezie-
hung zur allgemeinen Pathologie der Geschwiüllste". Liegt das Gewicht im erst-
genannten Beitrag auf der Synopsis der Krebs-Friülhformen in den verschiedenen
Geweben - gewisserrmmaaBßen eine OÜbersicht auch auf die fruchtbaren Jahrzehnte
eigenen Forschens des Autors auf diesem Gebiet - so nennt der letztgenannte
Beitrag die Raritäaten unter den menschlichen Geschwiüllsten als biologisch interes-
sante Beispiele. Die Ordnung der franzöosischen Schule ergäanzt unser Wissen iülber
die systematischen Zusammenhäange im Spektrum der histologischen Vielfalt. -
Die letzten bei den Artikel des 1. Teiles sind der Tumor-Immunologie gewidmet.
Dieses riesige, noch relativ neue Gebiet wird in dem OÜbersichtsreferat von H. F.
OETTGEN: "Immunologische Aspekte des Krebses" umrissen und vor aHllem zu
seinen letzten, heute moöglichen Aussagen iülber die Stellung der Immunmecha-
nismen bei der Geschwulstentstehung gefiülhrt. Eine ausfiülhrlichere Darstellung
hiäitte einen eigenen Band gefiüllIlt. P. ALEXANDER fiülhrt in die heutigen Kenntnisse
iülber die "Immunotherapy of Malignant Disease" ein. Auf diesem Gebiet hat die
experimentelle Pathologie die entscheidenden Grundlagen fiülr ein hoffnungsvolles
Therapieprinzip gelegt.
Der 2. Teil gibt sich homogener. Die erste Häalfte befaBßt sich mit der Virus-
genese der böosartigen Geschwiüllste, ausgehend von der Virus-Grundlagen-
forschung. Die Gliederung ergibt sich durch eine Trennung der "DNS-virus-
bedingten Tumorentstehung" durch K. MUNK und der "RNA Tumor Virus
Oncogenesis" von K. VON DER HELM. Wie lange diese Gliederung nach dem
Nuc1leeiinnssäauure-Typ der Viren noch träagt, bleibt abzuwarten. Sicher ist, daBß hier
entscheidende Ansäatze fUür die moderne Cancerogene se-Forschung liegen. Wir
stehen erst am Anfang dieses Bemtüihens, die Cancerogenes se durch die Molekular-
biologie der virusbedingten Transformationen zu verstehen. Wie sich virus-
bedingte Geschwtüilste im Tierexperiment manifestieren koönnen, wird durch F. FEY,
T. SCHRAMM, D. BIERWOLF, B. MICHEEL, V. WUNDERLICH Uu. A. GRAFFI in ihrem
Vorwort VII
Beitrag "Murine Virus-Leukäamien" deutlich. Die Nager-Leukäamien sind die
heute bestbearbeiteten Beispiele, was ihre bevorzugte Stellung in der Allgemeinen
Pathologie der viralen Tumorgenese begrtüindet. Zwischen Befund und Hypothese
muBß sich der Artikel von H. SUGANO: "Potential Viral Etiology of Human
Tumors" bewegen. Wir lesen, wie viel bekannt, noch mehr, wie viel noch offen
ist. - Auf sicherem Boden stehen die Kenntnisse tüiber die chemische Cancero-
genese. Das lehrt der Artikel von P. N. MAGEE, A. E. PEGG u. P. F. SWANN:
"Molecular Mechanisms of Chemical Carcinogenesis". Die praktischen Konse-
quenzen ergeben sich aus dem Beitrag von R. PREUSSMANN: "Chemische Carcino-
genese in der menschlichen Umwelt" - ein aktuelles Problem fiüir aIlle Bemiüihungen
der Krebsprophylaxe. Notwendig zum Verstäandnis der chemischen Carcinogenese
sind die "Pharmacodynamic Mechanisms in Carcinogenesis", zusammengestellt
von W. NAKAHARA. - Der letzte Beitrag dieses Teiles greift noch einmal auf die
allgemeine experimentelle Carcinogenese zurtüick und behandelt "Chromosomal
Alterations and Development of Experimental Tumors", verrffaa1ß3t von T. H.
YOSIDA, wobei die Ergebnisse der Chromosomen-Analysen zum Verstäandnis der
Cancerisierung gewisserrmmaaBßen als Ergäanzung zum Band von 1956 zugleich einen
neuen Entwicklungsansatz bieten.
Der 3. Teil bringt Modelle der experimentellen Geschwulsterzeugung. Dieser
Forschungszweig hat uns bislang die verllaäIß3l1iicchhssten Erkenntnisse tüiber Entstehung
und Wachstum der bö6sartigen Geschwiüilste gebracht. IJ. PONTEN schreibt tüiber
"Carcinogenesis in vitro" - eine konzentrierte EinfUührung in das Problem. Dann
folgen Beiträage tüiber die experimentelle Geschwulsterzeugung in den verschiedenen
Organsystemen, so im zentralen Nervensystem (H. D. MENNEL u. S. IVANCOVIC)
in der Nagerleber unter cytomorphologischem (P. BANNNAASsCcH) und biochemi-
schem Aspekt (H. P. MORRIS), in der Haut (C. THOMAS und R. ROHRBACH), in
der Mamma (C. THOoMASs), im Endometrium (N. BABA u. E. V. HAAM), im Ovar
(C. THOoMASs u. R. BETZINGER), in der Lunge (P. NETTESHEIM u. H. SCHREIBER),
im Magen-Darmkanal (B. WIEBECKE), in der Schilddrtüise (ec. THOMAS, R. BOLL-
MANN u. K. CHRISTOV) und im Harntrakt (U. MOHR u. H. HAAS). In unterschied-
licher Gewichtung entsprechend den heute vorliegenden Befunden werden die
wichtigsten Carcinogene, ihre Wirkungsmechanismen und die Entwicklungs-
schritte der bö6sartigen Tumoren dargestellt, jeweils unter Bezug auf die analogen
Geschwiüilste des Menschen. Der Band erfUüllt damit den Anspruch, eine aktuelle
ÜUbersicht tüiber den Stand der experimentellen Carcinogeneseforschung zu geben.
Ausgespart wurden die lymphoretikuläaren Gewebe. Hier waren die experimentelle
Geschwulsterzeugung und ihre Folgerungen fUür die Allgemeine Pathologie in
diesem Handbuch bereits durch H. COTTIER, B. HESsSs, B. Roos u. P. A. GRE-
TILLAT dargestellt worden. - Der Artikel von S. IVANCOVIC berichtet tüiber die
Befunde zur "Präanatalen Carcinogenese". Sie sind gr6ö1ß3tteenntteeiils vom Autor selbst
erhoben oder durch seine Beobachtungen angeessttoolß3en worden, die er zusammen
mit H. DRUCKREY in den letzten IJahren verö6ffentlicht hatte. Damit schliieeBßt sich
erneut der Bogen zu dem Handbuchband von 1956 - Am Ende dieses Teiles
wird gewisssseerrmmaalß3en als Anhang eine OÜbersicht tüiber "Spontane Tumoren der
Tiere" von H. TREBBIN gegeben. Der experimentelle Pathologe muulß3 diese kennen.
45 Fachkollegen aus 8 Läandern haben an dem Werk mitgeholfen, waren
bereit, AÄnderungswiüinsche zu beriüicksichtigen und haben mit mir auf das letzte
VIII Vorwort
Manuskript gewartet. Die notwendige Abstimmung wurde durch Symposien der
"Gesellschaft zur Bekäampfung der Krebskrankheiten Nordrhein-Westfalen e.V."
ermöoglicht. Der Bereitschaft zur Zusammenarbeit, der Geduld und den Fach-
kenntnissen aller 45 Kollegen habe ich es zu verdanken, wenn nun diese drei in
sich abgeschlossenen Bäande vorgelegt werden köonnen. Sie geben eine ÜUbersicht
üuber die Allgemeine Pathologie der Geschwiüilste nach dem Wissensstand der
früuhen 70iger Jahre unseres Jahrhunderts. Wenn diese Bäande den weiteren For-
schungen helfen, haben sie ihren Sinn erfiüillt.
Müunster, den 14. September 1974 EKKEHARDGRUNDMANN
Preface
The volume entitled "Geschwiüilste" came out in 1956. Soon after this it be
came c1leear that we were only at the beginning of this topic. The fundamental-
papers in the 1956 volume reflect the state of the art at the beginning of the 1950s;
they were written by Germany's leading experts and were probably the last
encyc1lo0pedic contributions that were able to be both comprehensive and readable
as a whole. The Handbuch der Allgemeinen Pathologie has changed since those
days: as the discipline has expanded, so have the topics to be treated. In 1956 the
volume on tumors was a comparatively modest affair compared with those on
organs assisting metabolism, the cell, aging, etc. This fact, however, did not do
justice to the importance of the problem of malignancy in general pathology.
Over the last 20 years cancer research has gathered moment um at a rate no-one
could have foreseen, and an encyc1lo0pedic treatment of cancer research would
today occupy as much space as the whole Handbook - assuming anyone could be
found to tackle it! Even so, when the last volume came to be written, the first
would be hopelessly out of date.
It was therefore decided to attempt to update the 1956 volume, since the
Handbook itself was still not complete. Three aspects were kept in the foreground:
(1) the presentation could and should be only partial: the framework was laid
down in 1956; (2) encyclopedic completeness is a pipe dream by today's standards:
judicious selection was called for; (3) non-German contributors should be sought:
this would be in keeping with both the new style of the Handbook and the inter-
national scope of modern science.
The contributions were arranged under three main heads. The first, in the
tradition of general pathology, would deal with morphology. Cancer is primarily
a cell phenomenon. Koss's paper on thhee "M Moorrpphhology of Cancer Cells" gives a
nearly complete review of this theme, alm ost a monograph, in fact. SANDBERG
and HOSSFELD, with "Chromosomal Changes in Human Tumors and Leukemias ",
supply the cytogenetic counterbalance. RAJEWSKY'S "Proliferative Properties of
Malignant Cell Systems" illuminates the state of research on the proliferation
kinetics of malignant growth. The basic knowledge set forth in this paper is of
vital importance to any research on the development of cancer and cancer chemo-
therapy. Following these three basic papers, the emphasis switches to tumors in
man. Essential to modern epidemiological research and all efforts to set up cancer
registries in thhee "H Hiissttoollooggical Classification of Tumors ", described by SOBIN,
x Preface
chief representative of the WHO Classification Group in Geneva. TULINIUS, in his
essay" Geographical Distribution of Malignant Neoplasms and some other Epi-
demiological Features", shows what can be achieved through classification. The
investigation of the causes of disease is one of the main endeavors of general
pathology. Here is exemplary proof that the method works and is able to produce
significant results in cancer research - has indeed done so. The deductions, drawn
mainly from observations made in animal experiments, concerning the origins
of tumors in man are he re supplemented - and corrected. WA ATTAANNABE'S description
of "Cancer and Leukemia Development among A-Bomb survivors" is a shattering
document, highly relevant to this theme. It is also the most complete presentation
of the medical consequences of this catastrophe.
Some special problems in human cancer pathology - again supplementing
the 1956 volume seen from the point of view of general pathology - are dealt
with in the two papers by HAMPERL "Pre-invasive States and Carcinoma in situ",
and LAUMONIER and CHOMETTE, "Histology of Rare Tumors in Man and their
Relevance to the General Pathology of Tumors". The first puts the emphasis on
early forms of cancer in various tissues - to a certain extent this is a review of the
author's own years of fruitful work in this area - while the second examines the
rarer forms of cancer, regarded as of biological interest. The French school, with
its accent on order, usefully complements our knowledge concerning the system-
atic relationships within the spectrum of histological diversity.
The last two papers in Part 1 deal with tumor immunology. This huge and
relatively new subject is outlined by OETTGEN in "Immunological Aspects of
Cancer", where he pursues it up to the latest available facts on the role of immune
mechanisms in oncogenesis. It would have required a whole volume to have
tackled this subject in any greater detail. ALEXANDER supplies an introduction to
current wisdom on "Immunotherapy of Malignant Disease", an area where ex-
perimental pathology has supplied a firm foundation for a promising form of
therapy.
Part 2 is rather more homogeneous. The first half is about the viral origin of
malignant tumors, its point of departure being basic research on viruses. The
distinction made between "Tumorigenesis due to DNA Viruses" by MUNK and
"RNA Tumor Virus Oncogenesis" by von der HELM determined the arrangement
of this subvolume. It remains to be seen how long this distinction based on type
of nucleic acid can be upheld. What is certain is that this approach offers exciting
prospects for modern cancer research. We are in an early stage of the endeavor
to understand carcinogenesis via the molecular biology of virus-induced trans-
formations. FEY et al. in their paper "Murine-Virus Leukemias" discuss the way
in which tumors of viral origin are manifested in animal experiments. The rodent
leukemias are the best-known models today, and this ensures them a leading
position in the general pathology of viral tumorigenesis. SUGANO'S article "Po-
tential Viral Etiology of Human Tumors", takes up a stance midway between
experimental evidence and hypothesis. First he states what is known, then how
much is still unknown.
The facts regarding chemical carcinogenesis rest on a rather firmer foundation,
as we learn from the paper by MAGEE et al. : "Molecular Mechanisms of Chemical
Carcinogenesis". The practical consequences are brought in the paper by PREUSS-
Preface XI
MANN, "Chemical Carcinogenesis in the Human Environment", a contemporary
problem for all concerned with cancer prevention. To understand chemical
carcinogenesis, it is necessary to know about "Pharmacodynamic Mechanisms
in Carcinogenesis ", as compiled by NAKAHARA. The last contribution to this sec-
tion refers back to general experimental carcinogenesis: "Chromosomal Altera-
tions and Development of Experimental Tumors", written by YOSIDA; here the
results of applying chromosome analysis to cancer development can be seen as
both supplementing the 1956 volume and offering a new investigational approach
Part 3 deals with models of experimental tumor induction. This branch of
research has so far yielded the most reliable data on the origin and growth of
malignant tumors. PONTEN, with "Carcinogenesis in vitroa", provides a concise
introduction to this question. There follow contributions on experimental induc-
tion of tumors in various organ systems, specifically in the CNS (MENNEL and
IVANCOVIC), rodent li ver from the cytomorphologic (BANNASCH) and biochemical
(MORRIS) aspects, skin (THOMAS and ROHRBACH), breast (THOMAS), endometrium
(BABA and HAAM) , ovary (THOMAS and BETZINGER), lung (NETTESHEIM and
SCHREIBER), intestinal tract (WIEBECKE), thyroid (THOMAS, BOLLMANN and CHRIS-
TOV), and urinary tract (MOHR and HAAS). The most important carcinogens and
their modes of action are he re given different weightings according to the results
cerrently available, together with the stages in the development of malignant
tumors, and always with reference to analogous tumors in man. The volume thus
fullfils its claim to be an up-to-date review of research on experimental carcinogene-
sis. Lymphoreticular tissues were omitted because the induction of experimental
tumors and the conclusion to be drawn therefrom for general pathology had
already been covered in another volume by COTTIER, HESS, Roos and
GRETILLAT. The article by I VANCOVIC reports on "Prenatal Carcinogenesis". The
findings are mostly the author's own, or have been stimulated by his observations,
recently published jointly with DRUCKREY. A review of "Spontaneous Tumors in
Animals" by TREBBIN at the end of Part 3 may be seen as an appendix, but is
nevertheless something the experimental pathologist needs to know.
The contributors to this volume - 45 scientists from 8 countries - were always
ready to meet the editor's requests for changes and shared with hirmn the wait for
the last manuscript. The necessary agreements were fostered by the symposia
sponsored by the Gesellschaft zur Bekäampfung der Krebskrankheiten Nordrhein-
Westfalen e.V. I am indebted to all 45 colleagues for their readliness to cooperate,
their patience, and their special knowledge without which these three self-con-
tained volumes could never have been prepared. They give a complete overview
of the general pathology of tumors according to the state of knowledge in the
early 1970s. If these volumes help to advance future research, they will have full-
filled their purpose.
Müunster, 14 September 1974 EKKEHARD GRUND MANN