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第四节 网织红细胞和红细胞
骨髓晚幼红细胞成熟后脱去胞核成为网织红细胞(reticulocyte, Ret)。Ret继续成熟,核糖体消失,转录停止,成为双凹圆盘形(成熟)红细胞。
一、正常形态学和参考区间
通常,幼红细胞成熟至晚幼红细胞阶段时,微管的中间丝和边缘带消失,波形蛋白减少,而局部位置的微管蛋白和肌动蛋白浓集,微管发生重组,触发靠近细胞中间部位发生有力收缩,脱去细胞核而成为Ret。Ret仍含有少量细胞器,尤其是核糖核体,故用煌焦油蓝、新亚甲蓝染色时显示蓝色网状或颗粒状结构而故名,但用Wright-Giemsa染色则为稍有蓝染感的多染性红细胞(polychromatic red cell)或年轻红细胞。随着Ret的最后成熟,运铁蛋白受体丢失,胞饮作用消失。正常人外周血网织红细胞为0.5%~1.5%,其体积比红细胞为大,直径约为7~9μm。
红细胞(erythrocyte, red blood cell)在正常静态下为双凹的圆盘形,其形态和大小的差异程度可以评估贫血的类型。正常成人红细胞直径约为7~8μm,厚度约为2~3μm,平均体积为90fl,无任何细胞器,可以看作一个由细胞膜包裹装满血红蛋白分子的囊,染色后大多为正细胞(normocytic)和正色素性(normochromic)。红细胞具有很强的可塑性,细胞可肿胀成容积为150fl的球形,也可变形通过直径为2.8μm的毛细血管。在Wright-Giemsa染色时,红细胞呈浅红色,中心区域较细胞周围明显浅染,显示红细胞的双凹面形态特征。红细胞在制片过程中有时可产生一些假性形态,如球形、靶性、棘形、钱串状。红细胞的形状还与涂片的厚薄和分布有关,同样标准的厚薄相匀的区域,有时也不容易观察;有时在涂片较薄的区域不见凹面的或淡染的形态特征。
二、异常形态学及其意义
红细胞在血液循环中100~120天的长生存期与红细胞膜具有围绕红细胞内容物旋转有关。红细胞膜骨架由高度折叠的六角性或五角形亚单位形成特有外形,也是引起静止红细胞双凹面形态的原因。细胞膜下结构中的收缩蛋白量的不足或突变可导致红细胞形态的异常(详见叶向军、卢兴国主编2015年人民卫生出版社出版的«血液病分子诊断学»)。任何外在和内在的(包括酶的变化)因素都可引起红细胞形态的异常改变,主要有细胞形状(abnormal shape)和细胞内容物(cell inclusions)变化两大类。
1.形状改变红细胞
(1)大网织红细胞:
大网织红细胞(macroreticulocyte)多为应激红细胞,为急性贫血时对EPO的强烈反应或在EPO大剂量的刺激下,提早释放入血的网织红细胞。此种红细胞体积较大,RNA含量较高,煌焦油蓝染色后网状或颗粒状物质丰富,与荧光染色细胞分析仪的“幼稚性”或“高、中等”荧光强度网织红细胞同义。
(2)大红细胞和巨红细胞:
红细胞平均直径大于>9μm者称为大红细胞(macrocyte),>12μm(也有定义>15μm)称为巨红细胞(megalocyte, gigantocyte)。大红细胞或巨红细胞浓染且细胞淡染区消失者称为高色素性大红细胞或高色素性巨红细胞(hyperchromic megalocyte)(图8-25)。MA、大红细胞性贫血、RA、肝病性贫血、HA等许多造血系统疾患,都可见大红细胞和/或巨红细胞。通常MA时大红细胞或巨红细胞多而常呈椭圆形,结合其他信息常可提供诊断依据。
图8-25 大红细胞、巨红细胞、低色素性红细胞和泪滴形红细胞
a为大红细胞,中间一个为不典型巴细胞;b为巨红细胞,示造血紊乱;c为红细胞淡染为主;d为重度IDA中央苍白区扩大、泪滴形和破碎的红细胞
(3)低色素性小红细胞:
低色素红细胞(hypochromic erythrocyte)有两种形态:红细胞淡染和中央苍白区扩大。前者为整个红细胞呈较均匀性淡染,无明显苍白区存在(图8-25c)。低色素红细胞胞体小者称为低色素性小红细胞(hypochromic microcyte),其直径可小至5μm。低色素性小红细胞和低色素红细胞是IDA的形态特点,但也见于SA、铜缺乏性贫血、地中海贫血、慢性感染性贫血、铅中毒等。不过这些贫血的形态典型性和数量的显著性常不及IDA,结合临床和铁染色则有更多的证据可资鉴别。
低色素红细胞也见于正常大小细胞和大红细胞,前者称低色素性正细胞,多见于早期或轻度的IDA;后者称低色素性大细胞,见于混合性营养不良性贫血或MA伴有缺铁时。
(4)泪滴形红细胞:
泪滴形红细胞(teardrop cell)为红细胞一端圆大,另一端尖小,犹如泪滴(图8-25)。泪滴形红细胞见于许多疾病,也偶见于正常标本,评估中需要结合临床和其他血液学检查的信息。如患者脾脏肿大,血细胞计数异常,血片见少量幼粒细胞和/或幼红细胞,则对怀疑骨髓纤维化(myelofibrosis, MF)或血栓栓塞有参考意义。贫血患者中,泪滴形红细胞与其他异形红细胞明显共存时,提示病情较重。这除了PMF外,同样还见于病情较重的其他疾病(如地中海贫血、IDA),并常伴有血栓形成。
(5)盔形红细胞:
盔形红细胞(helmet red cell)又称裂片状红细胞(schizocyte, schistocyte)、角细胞(keratocytes)和碎片红细胞(fragmented cell),为红细胞在通过微血管时受到牵拉而撕裂成带锐角(2~3个)的盔形,为红细胞残缺的特殊形态(图8-26)。贫血患者外周血涂片中易于检出盔形红细胞时,对诊断血栓性血小板减少性紫癜、弥散性血管内凝血、损伤性心源性溶血性贫血等微血管溶血性贫血(microangiopathic hemolytic anemia, MHA)可以提供重要的诊断依据。如盔形红细胞与嗜碱性点彩红细胞同时存在时则更有评估意义,它们众多出现(>3%~5%)也可提示疾病的严重性。
图8-26 血片不同形状和大小的盔形红细胞
(6)破碎红细胞:
破碎红细胞为红细胞不带锐角的不规则缺损或不完整细胞膜的小红细胞或所有不完整红细胞的总称。正常外周血中可见破碎红细胞(参考区间<1%),增加见于MHA、损伤性心源性溶血性贫血、行军性血红蛋白尿和IDA等。IDA是临床上破碎红细胞最常见和数量又多的贫血,常在3%~5%以上,故也称IDA为破碎红细胞增多综合征。
(7)球性(红)细胞:
球性(红)细胞(spherocyte)为高色素性小红细胞,细胞直径常小于6μm,红细胞厚度增加,中央浅染区消失而浓染(图8-27),常呈球形口形,故又称球形口形红细胞。临床上,球形细胞最常见于自身免疫性溶血性贫血(autoimmune hemolytic anemia, AIHA),常在2%~15%之间;数量众多(>20%~25%)的疾病大多是遗传性球性红细胞增多症(hereditary spherocytosis, HS),但临床上较少见。在普通重型HS中,还可见不规则形态红细胞,尤其是有凸起的球形细胞和怪异的球形细胞(图8-27插图),在切脾后明显出现。
(8)靶形(红)细胞:
靶形(红)细胞(codocyte, target cell)为红细胞中央染色均匀,外则浅染,近红细胞边缘区染色又深,宛如射击的靶或牛眼(图8-28)。常规工作中,最常见疾病是IDA,但其数量少(<3%~5%);典型且数量多但疾病少见(除高发地域外)的是β地中海贫血。靶形红细胞少量出现也见于血红蛋白病等遗传性溶血性疾病。偶见靶形细胞也见于其他许多疾病,甚至正常人。因此,评估时需要参考其他信息,如大小基本一致(均一性)的小红细胞(低色素存在或不明显)图像中见众数的靶形细胞,结合临床(自幼贫血和发育不良,贫血时好时发、且与脾大共消长等)可以疑似地中海贫血;大小不一(异质性或不均一性)的低色素小红细胞图像中见少量靶形细胞,需要怀疑IDA伴随的轻度增加。
图8-27 球形红细胞
a为AIHA中常见增多的球形细胞和嗜多色性大红细胞,插图箭头为另一AIHA病例小球形细胞,似乎一分为二;b为HS,除典型外,还见球口形细胞(箭头),插图为蘑菇形球形细胞和尾状突起的怪异球形细胞
图8-28 靶形红细胞
a为中重型α地中海贫血血片靶形低色素小红细胞;b~d为同一病例形态各异靶形细胞,有半靶形、全靶形、大靶形、小靶形、双靶形和嗜碱形点彩靶形,为一男性27岁β地中海贫血,自幼面色苍白,贫血14年,脾大10年(脾大平脐)
(9)棘形红细胞:
棘形红细胞(acanthocyte),又称刺形红细胞(spiculated cells),为细胞表面呈刺、棘形突起,形态不规则(图8-29),有2~10个长度和直径不同的半球形尖刺,见于酒精性肝病、脾切除后,典型而多量出现见于β脂蛋白缺乏症。
(10)锯齿状红细胞:
锯齿状红细胞(echinocyte)又称棘形红细胞Ⅰ~Ⅲ型,为整个红细胞表面布满短的分布均匀的钝刺(图8-29),常见于尿毒症、恶病质、神经性厌食症,也见于肝脏疾病、低钾血症和丙酮酸激酶缺乏症等疾病。
(11)卵圆形红细胞:
椭圆形红细胞(elliptocyte)为红细胞呈卵圆形和椭圆形,胞体稍长(图8-30),染色偏深(高色素性)或染色正常(正色素性)。界定椭圆形红细胞短径与长径(横径与纵径)的比率为<0.78。有些椭圆形红细胞的横径较短,呈棒形甚至细长如雪茄形(多见于普通型HE)。椭圆形红细胞的平均长为8.1μm、宽为5.3μm,最长者可达12.2μm、最宽者仅1.6μm。在正常外周血涂片中偶尔可见(<1%),除了遗传性椭圆性红细胞增多症以及不确定的涂片因素外,主要见于MA,也见于IDA、地中海贫血和骨髓病贫血,但除MA外多缺乏实质性评估意义。
(12)口形红细胞:
口形红细胞(stomatocyte)为红细胞似微张开的嘴巴,中央凹陷似长孔状,侧面看呈碗形(图8-30)。除了特定的遗传性疾病(口形红细胞增多)外,此型细胞多缺乏临床意义。据报道酒精性肝硬化和红细胞钠泵缺陷可见口形红细胞增加。
图8-29 棘形红细胞和锯齿状红细胞
a为棘形红细胞;b为棘形红细胞电镜扫描结构;c、d为锯齿状红细胞(箭头指处);e为锯齿状红细胞电镜扫描结构
图8-30 椭圆性红细胞和口形红细胞
a为椭圆形红细胞;b为口形椭圆形红细胞
(13)镰状红细胞:
镰状红细胞(depanocyte, sickle red cell)为在低氧状态下呈镰形故名,也可呈不规则的刺形(图8-31),为红细胞中含有聚合的血红蛋白S,主要见于HbS病,即镰状细胞贫血。少量出现见于其他的一些血红蛋白病。
(14)红细胞异形性:
红细胞异形性(poikilocytes)为红细胞明显大小不一(anisocytosis)和明显的多形状共存,除不典型的泪滴形、盔形红细胞和大小不一的异质性以及破碎细胞外,还多见不典型的长月形、长腰形、细胞膜不整性以及不易归入前面所述的各种异常红细胞。通常情况下,为多种异形形状一起出现。多见于MF,少量出现也见于许多疾病,但较多出现可以提示疾病的严重性。
(15)钱串状红细胞:
钱串状红细胞(rouleaux-formation red cells)为数个或十余个红细胞类似钱串相互重叠一起者,见于任何原因引起的高球蛋白血症,以及厚而干燥慢的涂片和空气湿度大时制备的标本。
(16)咬痕红细胞:
咬痕细胞为红细胞一边被“咬掉”了一块或多个拱形缺损之形状(图8-32),见于氧化性溶血性贫血和不稳定血红蛋白病等。6-磷酸葡萄糖脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase, G-6-PD)缺乏等原因所致的氧化性溶血性贫血中,有时可见一种泡样红细胞,为红细胞边缘一端出现不见血红蛋白的空泡状,且此部分胞质变薄,认为是咬痕细胞的前期细胞。也有将红细胞膜表面出现凹痕的称为凹痕红细胞,并认为是代谢性废物的液泡,健康人循环血中可见1%~3%的红细胞有一个或数个凹痕,平均为0.5%。脾功能低下时这一形态红细胞增加,切脾后可高达50%。
图8-31 世界上第一例报道镰状细胞贫血血片独特的镰状细胞
图8-32 血片咬痕和泡样红细胞与热损伤红细胞
a、b为咬痕红细胞,特点为红细胞边缘似被咬掉一个半圆形小口,常见1个,可见2个;c和插图为泡样红细胞(箭头指处),为血红蛋白出现在红细胞一边,另一边只有一薄层膜,酷似水泡;d为烧伤患者HA血片热损伤红细胞
(17)热损伤红细胞:
正常红细胞最高的耐受温度是47℃,超过这一温度时红细胞渗透性和骨架蛋白脆弱性增加而发生溶血。临床上,最常见的热损伤性红细胞见于烧伤后发生的HA(图8-32),尤其是大面积烧伤后。
2.内含物红细胞
(1)嗜多色性红细胞:
嗜多色性红细胞又称嗜碱性红细胞(basophilic red cell),为蓝染的比正常红细胞为大的年轻红细胞,其数量增加对评估红细胞有效造血有参考价值。
(2)Howell-Jolly小体红细胞:
为红细胞内1个或多个、大小不一和致密红色圆点状的核残留物(图8-33)。主要见于切脾后以及MA、HA和MDS,偶见于IDA;有时急性白血病和重症感染等也可见较多的Howell-Jolly小体红细胞。
图8-33 Howell-Jolly小体和Cabot环红细胞
Cabot环红细胞(箭头),插图为大小和多少不一的Howell-Jolly小体红细胞,MA标本
(3)点彩红细胞和Schuffer颗粒:
点彩红细胞(stippling red cell)有嗜碱性和嗜酸性点彩两种,散在于红细胞内,颗粒状点彩多少不一。嗜碱性点彩(basophilic stippling)系核糖核酸的变性凝聚,正常人约占红细胞的0.01%,除经常提及铅中毒增多外,临床上较为多见的是一部分慢性肾功能不全和MDS等疾病,甚至可见很多的点彩红细胞。嗜酸性点彩红细胞(eosinophil stippling erythrocyte)的意义与Howell-Jolly小体基本相同。疟原虫感染红细胞含有的细颗粒称为Schuffer颗粒,即疟色素点彩或疟色素斑(malarial stippling)。
(4)Cabot环红细胞:
Cabot环可能是核膜的残留物(图8-33),含有一个或两个圆形或呈8字状的紫红色的圈或环,偶见于急性白血病、HA、MA等。
(5)Heinz小体红细胞:
Heinz小体是经碱性染料染色后出现于红细胞内的蓝黑色或淡蓝色的包含体,常靠近细胞膜或附着于细胞膜内侧,为变性珠蛋白的沉淀物,即变性珠蛋白小体。正常人<0.8%,易见于衰老红细胞。Heinz小体红细胞增加时见于G-6-PD缺乏症发作时、不稳定血红蛋白病、地中海贫血和切脾后等。
(6)血红蛋白H包含体:
血红蛋白H为β链四聚体组成,是α链生成障碍而β链过剩,与氧化还原染料如亮甲酚蓝、亚甲蓝或新亚甲蓝发生反应,产生异常血红蛋白的变性和沉淀,由膜包绕的包含体。除了血红蛋白H病外,也见于β地中海贫血、不稳定血红蛋白病,偶见于红白血病。血红蛋白H包含体也是变性珠蛋白小体的一种,用乙酰苯肼溶液或煌焦油蓝溶液染色亦可显现。
(7)铁粒红细胞:
铁粒红细胞(siderocyte)经铁染色后,红细胞内出现蓝染的铁颗粒者(图8-23),为红细胞铁利用障碍,见于铁负荷性贫血,也可以见于脾切除后(因切脾后不能清除红细胞的铁粒)。红细胞的铁粒在Wright-Giemsa染色标本中为位于细胞周边的不规则包含小体,称为Pappenheimer小体。Pappenheimer小体由于小和嗜碱性,易与细粒状嗜碱性点彩红细胞相混淆,但嗜碱性点彩不被普鲁士蓝着色,有助于区别。
(8)寄生虫感染红细胞:
在血液寄生虫感染中,最常见为疟原虫感染,间日疟(被感染红细胞常胀大)和恶性疟原虫(被感染红细胞一般不胀大),感染红细胞形态见图8-34和8-35。疟原虫感染红细胞中常见疟色素点彩(Schuffer′s stippling)。少见的有巴贝虫(图8-34)。
图8-34 双环体间日疟和巴贝虫感染红细胞
a为骨髓涂片大小不一环状体和双环体间日疟;b为一个红细胞内见多个虫体,插图为典型“马尔他十字”特征的原虫
图8-35 感染疟原虫红细胞
a~e为间日疟原虫裂殖体和大小滋养体;f为恶性疟原虫,一个舟形配子体和一个滋养体呈阿米巴样;g为恶性疟原虫飞鸟形环状体;h~j为卵圆形疟原虫裂殖体前期、滋养体和配子体
附红细胞体(Eperythrozoon),简称附红体,是一种寄生于红细胞表面、血浆及骨髓中,既有原虫的某些特征,又有立克次体的一些特点的微生物。附红体是一种多形态生物体,呈环形、球形、卵圆形、逗点形或杆状形等形态,大小为(0.3~1.3)μm×(0.5~2.6)μm(图8-36)。
图8-36 人附红细胞体病的附红细胞体