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第一节 细胞免疫学
担负和执行免疫效应或组成免疫系统的细胞几乎都来自造血细胞,免疫学与血液学是紧密地交织在一起的学科。在血液病的诊断上也一样,流式细胞和骨髓免疫组化的免疫表型,成为形态学外的另一个最重要和最基本的诊断项目。这里重点介绍流式免疫表型检测的基本方法及其在诊断中的意义。免疫固定电泳技术及其意义见第三十一章。
一、流式检测方法和诊断上的优势
流式细胞仪采用激光作为激发光源,利用荧光染料与单克隆抗体技术结合的标记技术,保证了结果的灵敏度和特异性;强大的计算机系统对单细胞多参数的分析处理,保证了结果的正确性。在方法上,对单个有核细胞进行大数据、多参数定量分析,自动化效率高,检测快速,定性优势强,灵敏度高,如检测残留病灶细胞,灵敏度高达1/10 4~6。用于流式细胞免疫表型检测的单抗种类多,有CD分类号的300多种,没有CD编号的也很多。
在诊断上,可以可靠地评判白血病细胞或淋巴瘤细胞的系列、类型和克隆性,骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndromes, MDS)的表达紊乱,浆细胞病的良恶性增殖等,可以对血液肿瘤作出明确的诊断或进一步的细化诊断与分类,还可评判预后、了解疾病机制、提供靶向治疗信息等诸多方面。
二、标本种类与要求
流式检测最常见的样本是骨髓,其次为外周血,脑脊液、胸腹腔积液以及淋巴结和脾脏等组织细胞混悬液标本。
1.骨髓和外周血
抽取后立刻置于EDTA或肝素抗凝抗凝管中,颠倒混匀8~10次,要求18~25℃下尽快送检,标本尽量在24小时内处理。若不能及时处理,建议置于4℃环境内保存,检测前1小时将标本置于室温待其温度恢复,由于骨髓中含有细小组织影响仪器检测,需要将样本用40μm孔径细胞滤网过滤后使用。
2.脑脊液、胸腔积液、腹水
新鲜抽取的体液若在2小时内检测,除脑脊液外需要抗凝,建议用EDTA抗凝管或肝素抗凝管保存,要求18~25℃下需尽快送检。样本经1 500~2 000r/m×5分钟,离心后弃去上清液,留取沉渣可以直接检测。若样本不能在2小时内检测,需要将新鲜抽取的样本置于EDTA或肝素抗凝管中,储存于4℃环境内,检测前一小时将标本置于室温待其温度恢复,由于体液中时常含有细小凝块,影响仪器检测,需要用40μm孔径细胞滤网过滤后使用。
3.淋巴结等实体组织
实体组织离体后需要立刻置于生理盐水中,也可以置于PBS缓冲液或置于专用保存管中,若红细胞较多,可以加入少量抗凝剂,要求18~25℃下需尽快送检。标本尽量在24小时内处理,若未能及时处理,建议置于4℃环境内保存,检测前一小时将标本置于室温待其温度恢复。实体组织经处理后制备成细胞悬液,并用40μm孔径细胞滤网过滤。
三、免疫表型和图形异常与血液病
正常造血细胞不同阶段的抗原表达呈现规律性变化,但患疾病时会出现异常表达。如某一阶段的细胞某些抗原表达增高或减低、某些抗原表达缺失或伴随(跨阶段或跨系列抗原表达)。这种情况下,图像位置常无改变,常见于MDS。异常表达如HLA-DR(表达增强),CD33缺失或减弱;CD13/CD11b分化模式异常、CD13/CD16分化模式异常、CD15表达异常;单核细胞常出现CD14、CD13、CD33表达异常;CD16表达缺失等。一例原始细胞增多的案例分析见图4-1。
图4-1 一例原始细胞增多流式图像分析
检测白血病免疫表型20种单抗和图形分析,检测到P3群原始细胞比例增高,占有核细胞计数10.0%,CD117、CD34、HLA-DR、CD13、CD33阳性,CD19、CD7、CD3等阴性,示髓系原始细胞免疫表型(MDS);P5群粒细胞占62.8%,CD13、CD11b、CD16表达异常,在SSC/FSC位置上偏低,示颗粒减少
正常人外周血细胞、骨髓细胞最终在流式细胞仪上呈现出的散点图有类似性,若异常细胞较多,则在图形上出现明显可见的图形异常,常在原始细胞区域、CD45阴性区域出现异常细胞群(图4-2)。
四、质控、管理、形态学关系及诊断模式
流式细胞仪检测的数据和结果要保证准确无误,参考«中国医药行业标准YY/T 0588-2017流式细胞仪»及«ISO15189质量体系»,主要包括仪器和人员两个方面。仪器方面,根据«中国医药行业标准YY/T 0588-2017流式细胞仪»规定,要求流式细胞仪的质量控制包括荧光灵敏度、荧光线性、前向角散射光检测灵敏度、仪器分辨率、前向角散射光和侧向角散射光分辨率、表面标记物检测准确性、表面标记物检测的重复性、携带污染率等,按要求检测校准、并符合规定、规范和标准。人员方面,有仪器厂家的培训合格证及相应的授权,以及一年一度的人员能力评估,包括仪器的理论考核、实践考核以及人员间的比对等。
从整体上看,流式检测的免疫表型与细胞形态学都属于血液肿瘤诊断的基本项目,两者的互补优势极其显著(详见第二章)。迪安诊断从2014年起执行两者互补的实用性适用性诊断至今,取得了非常好的诊断效果和临床满意度。实施这一诊断模式首先是将流式实验室与形态学实验室合并为一个科室,便于管理和协调;规定形态学工作者需要了解流式等检测技术的基础,熟悉常用单抗反应特性及常见疾病的免疫表型特征。规定流式检查需要了解形态学及其相关的基础,也需要掌握血液病诊断标准,尤其是WHO在不断更新的造血和淋巴组织肿瘤诊断标准。除了每日因需交流外,科内定期进行案例分析与探讨。规定每一份流式标本都需要进行有核细胞计数。骨髓有核细胞计数的意义:①可以准确计数骨髓中有核细胞的数量,有效提高与单克隆荧光抗体及相应抗原结合的特异性和准确性;②可以提高单克隆抗体选择的准确性,避免盲目选择抗体。规定每一份标本都应制片3张,2张Wright-Giemsa染色,1张备用,必要时做细胞化学染色;如显微镜下根据原始细胞比例和形态,可以提前预判是否为白血病等血液肿瘤及其系列,可提前加做相关抗体,有效提高工作效率。规定流式检测数据分析必须与同步的形态学镜检互补(图4-3),两者的结果又必须与临床特征相联系;如果发现两者中一个项目不符或诊断证据尚有欠缺,必须查明原因(如增加单抗验证或提供进一步的依据;或是形态学问题,如小原始粒细胞不注意误认为淋巴细胞);最后经审核发出诊断报告。
图4-2 CD45阴性区域见异常细胞群
检测到P7群异常细胞占有核细胞计数的46.0%,CD138、CD117、CD38、CD56阳性,CD19、CD20、CD3等阴性,示异常浆细胞免疫表型,符合浆细胞骨髓瘤免疫表型象
图4-3 2例形态学与免疫表型不一的AML
a~d为一例细胞化学MPO和SBB阳性而流式和免疫组化MPO等阴性AML,骨髓涂片,白血病性原幼细胞偏小,少量胞质位于一侧,大多见不易察觉的浅紫红色细颗粒(a),MPO(b)和SBB(c)阳性,骨髓切片形态学与骨髓涂片相同,免疫组化仅为CD33阳性(d),包括流式检测CD34、HLA-DR、CD117、MPO及B、T系列2次结果阴性,后续核型正常和30种白血病融合基因阴性。e~g为另一例MPO阴性有淋系(T/NK)形态学而流式和骨髓免疫组化为髓系表型AML,血片(e)和骨髓涂片(f)原始细胞多不规则状,MPO阴性,免疫组化CD34(g)和CD33(h)阳性,流式髓系免疫表型CD34、CD117、HLA-DR、CD33、MPO阳性