《尿液检验有形成分名称与结果报告专家共识》中有关尿红细胞形态的解析

作者:张时民 2022-07-21
作者单位:中国医学科学院北京协和医院检验科

2021年7月中华医学会检验医学分会血液学与体液学专业学组在《中华检验医学杂志》上的指南与共识专栏上发表了一篇《尿液检验有形成分名称与结果报告的专家共识》[1],这篇共识是经学组所有成员和特邀专家,历经1年多时间反复研讨而完成的,堪称国内比较权威的一篇文献。笔者参与了整个共识的编写讨论并参与执笔完成该共识。文章发表之后学会还组织了线上的系列培训课程,本人也撰写有系列专家共识的解读[2],发表在“张时民的学术课堂”个人工作号上,大家可以通过各自方式学习和了解。


尿中出现过多的红细胞是重要的临床指征,大多意味着肾脏或者泌尿系统出现问题,因此不能放过可能引发泌尿系统疾病的各种问题,不能忽视它的出现。无论是肾内科医生或者泌尿科医生都会格外重视尿中红细胞的出现,不仅指向它的数量,更应该指向它的质量(形态)。对于检验人来说,了解尿液中的红细胞形态也是一个重要的课题。许多同行经常问的问题就是怎样正确识别红细胞的形态,如何确定肾性及非肾性血尿。本文将配合2021年发布的《尿液检验有形成分名称与结果报告专家共识》显微镜下的图片,对尿液有形成分中的红细胞形态问题进行解析。在专家共识中列出了正常与异常形态的红细胞一共11种,且看下表(见表1),本文将通过配图的方式逐项解读。


本文将根据以上的红细胞形态列表,配合显微镜图片对各类红细胞形态进行解读。



1. 正常形态的红细胞:一般可用RBC、erythrocyte表达尿中红细胞,其中红细胞形态特点的定义和来源与机制,在列表中已经明确表达。请看下面的光学显微镜及相差显微镜下的典型图像,特别是光学显微镜下可见到红细胞显示有血红蛋白的淡黄色表现(图1-1,1-2,1-3,1-4)。


图1-1.光学显微镜下的正常红细胞 (×1000)


图1-2. 相差显微镜下的正常红细胞(×1000)


图1-3. 光学显微镜下的正常红细胞(×400)


图1-4. 相差显微镜下的正常红细胞(×400)


在低倍镜下观察尿沉渣中的红细胞,大概能看到有中心淡染的区域,但是不能准确识别细胞形态,或许难以与红细胞形态类似的结晶、酵母菌等鉴别,只适合于发现目标或浏览。


在镜检时首先使用低倍镜选择区域和大概发现的目标,然后用高倍镜细致查看并确认是红细胞。应该以高倍镜视野的方式进行检验与结果报告。


尿中出现超过正常参考范围的正常形态的红细胞一般定义为均一性红细胞,属非肾小球性红细胞。因为红细胞在大小血管和毛细血管中的自由穿行通过,其细胞具有柔韧性及可变形的特点,因此其形态还可能受到包括渗透压、比重、化学成分含量、保存条件和时间等外界因素影响,出现偶见或数量不多,无特殊意义出现一些形态改变,包括球形、皱缩、口形、古币形、球状凸起、直立或侧立、出现孔洞、不规则形、半月形、血红蛋白缺失至膜上颗粒状形等(图1-5)。


图1-5. 各种变形的红细胞形态


尿中正常形态的红细胞增多,还可见于以下情况:(1)暂时性或一过性血尿:如青少年剧烈运动、急行军、冷水浴、重体力劳动后、站立时间过久等生理性因素导致;女性应注意月经前后时间段内的月经血污染;(2)泌尿系统疾病:如泌尿系统炎症、肿瘤、结核、结石、创伤、泌尿系统器官的先天性畸形,血尿还有可能是泌尿系统恶性肿瘤的唯一临床表现,应结合临床其他检查判定;(3)生殖系统疾病:如前列腺炎、精囊炎等;(4)其他:各种原因导致的出血性疾病等。


2. 大红细胞(Macro RBC):在共识列表中已经明确了大红细胞的形态特点及来源与机制。在尿液检验中很少见到单纯的大红细胞增多的现象,较为常见的是部分红细胞直径和体积较大。如果在低渗尿时红细胞可以膨胀、体积变大,如果来源于血源性因素,则患者外周血中也可见到大红细胞增多的现象,例如巨幼细胞性贫血。影响尿中红细胞大小的外界因素还包括水分、渗透压,比重,电导率等。

在尿液检验工作中可以见到红细胞大小不等的现象,如图2-1和2-2。


图2-1. 红细胞大小不等,可见明显的数个大红细胞


图2-2. 红细胞大小不等,左上可见一个明显的大红细胞


某些体积较大的红细胞边缘可出现褶皱或呈椭圆等形状。尽管在尿液中见到部分大红细胞或红细胞大小不等的现象,也不能确定为肾性血尿,首先要排除外界因素干扰以及血源性因素的干扰。如果是血源性因素同时出现血尿,或许考虑巨幼细胞贫血及导致红细胞大小不等的其他血液系统疾病等。在某些肾脏疾病也会出现红细胞涨大、血红蛋白流失等情况,此时还应结合外周血红细胞形态改变而综合判定。


3. 小红细胞(Micro RBC):一般特指体积较小的红细胞,单独体积较小的红细胞并不多见,除非是来自血源性因素和疾病导致的现象。如尿中大部分红细胞个体较小,需结合患者血细胞仪分析的参数(如MCV)及血涂片细胞形态,排除血源性因素后进行判定。


图3-1. 渗透压因素导致的小球形红细胞


图3-2. 渗透压因素导致的小皱缩形红细胞


图3-3. 可见小红细胞(箭头)及大小不等现象


图3-4. 低色素小红细胞增多


在判断是否为小红细胞增多现象时,应该首先判断红细胞的形态,例如出现小球、皱缩等现象时,应该关注尿比重、pH、渗透压等理学参数和病人留取尿液的时间,如观察到红细胞大小不等或低色素小红细胞时应首先关注该患者是否有贫血,是否有血细胞形态的类似改变。


如果出现小红细胞增多,并同时伴有大小不等和异常形态红细胞增多而非血源性因素及外界因素干扰,可判定为肾性血尿,一般可见于隐匿性肾炎、IgA肾病、紫癜性肾炎等。


4. 红细胞大小不等(Anisocytosis):这是在尿液中比较常见的一种现象。外界因素也会影响到尿液红细胞的体积大小,例如在久置的尿液、高渗或低渗尿、高比重或低比重尿等条件下,红细胞膜本身通透性受到影响,其体积大小和形态会受到显著影响,因此大小不等现象会更为明显,在进行评估时要注意和排除这种影响。当然还有来自血源性的因素,例如患者本身外周血即可见到红细胞大小不等现象(如缺铁性贫血、地中海贫血患者等),这种红细胞形态也会延展带入到尿液细胞形态中,应注意结合红细胞形态和血细胞的MCV测定结果予以评估。


图4-1. 红细胞大小不等


图4-2. 红细胞大小不等伴皱缩现象


图4-3. 肾性血尿标本,红细胞形态异常,大小不等


图4-4. IgA肾病患者,红细胞大小不等,形态异常,伴有红细胞管型


在判定肾性及非肾性血尿时,《专家共识》认为目前根据不同的教科书、专著及文献报道,存在着在临床工作中认定标准不一致,或者不清楚该以什么作为标准的问题,据了解目前采用异常形态红细胞数量有如下方案,或≥85%、或≥80%、或≥75%、或≥70% 等为标准。推荐各实验室均应与所在医院临床医生沟通交流,共同进行临床验证确定,选定既不漏检,也要保证敏感性及特异性的标准。均一性与非均一性红细胞的描述最初来源于仪器对红细胞大小的分类,特别是非均一性红细胞与本小节红细胞大小不等密切相关。其定义是:(1)均一性红细胞是指镜下形态、大小及血红蛋白含量较一致的红细胞≥70%,推荐称为正常形态红细胞。少数情况下,可因尿液渗透压、pH值等因素影响出现丢失血红蛋白的影红细胞或外观轻微改变的锯齿状红细胞,但形态不超过两种;(2)非均一性红细胞是指镜下红细胞以异常形态为主,大小不等,血红蛋白含量丢失或分布不均,外形多种改变,且呈两种以上的多形性变化,且相对数量≥70%,推荐称为异常形态红细胞;(3)混合性红细胞是指镜下既含有正常形态红细胞,又含有异常形态红细胞,其数量介于上述两者中间,不符合任何一种判别标准的情况时。


5. 棘细胞(Acanthocyte):棘细胞也被称为肾小球性红细胞,英文名称有多种表达方法,如Acanthocytes,Glomerular erythrocytes,或简称为G1 cell,是肾性血尿的标志性红细胞,因此也属于非均一性血尿的(Dysmorphic RBC)。棘细胞与外周血中的棘红细胞英文名称完全一致,但来源和形态又完全不同,诊断价值也各异。为了表明其不同《专家共识》特意将中文名称定为棘细胞。


棘细胞形态特点是在红细胞周边或中心部位出现高低不等、大小不一、多少不同的芽孢样凸起,中心区扩大,可呈不规则形改变,甚至出现靶形,同时显示有血红蛋白丢失(图5-5)。典型形态请看图5-1和5-2,以及肾小球性血尿患者尿中的棘细胞(图5-3和5-4)。


图5-1. 光学显微镜下的棘细胞


图5-2. 相差显微镜下的棘细胞


图5-3. IgA肾病病例小红细胞和棘细胞



图5-4. 肾小球肾炎患者尿液中的棘细胞


国外曾经将G类细胞细划分为5种亚型,但近年来发现G类细胞并非全部为肾小球源性,不同类型G细胞形态描述和本共识规范化命名后不再推荐使用G类细胞分类法。本共识按形态学特征将G1细胞和G2细胞归类于棘细胞,G3细胞归类于环形红细胞,G4细胞归类于球状突起样红细胞,G5细胞归类于为锯齿状红细胞。


图5-5. 各种形态的棘细胞合集


在所有类别的异常红细胞中,棘细胞对血尿来源鉴别更有价值,目前普遍认为≥5%是肾小球源性血尿的特征性细胞,建议将棘细胞≥5%作为判断肾小球源性血尿的一个标准。


6. 球状凸起样红细胞(Humped spherocyte):这是一个崭新的名称,也是《专家共识》给出的一个新名词或新概念,它的形态虽然异常,但不是属于肾性血尿的一类红细胞。在国外文献中曾经将其定义为G4细胞,其特点就是在一个球形红细胞上面,再出现一个球状凸起,并且与大球形红细胞连为一体,没有剥离,红细胞中心没有小孔或仅有一个细小的空洞。经多年实践经验证明,它不同于棘细胞或G类细胞,其出现产生的原因不明。


图6-1. 球状凸起样红细胞(×1000)


图6-2. 球状凸起样红细胞(×400)


对该类红细胞的命名中,日本的命名是瘤状球形红细胞。在我们的反复研讨中为了避讳这个“瘤”字,我们选用“球”字取代,将其命名为球状凸起样红细胞。


7. 锯齿状红细胞(Echinocyte):从字面上看很容易想象出这种红细胞的形态,细胞为圆形或椭圆形,细胞周边轮廓为锯齿状,中心淡染区明显,可肿胀,就如同通常了解的锯齿或车轮状细胞一样。因为细胞膜较为薄,因此易破坏,它来源于肾小球病变导致的改变,多见于肾小球疾病。其典型的细胞形态见图7-1和7-2,在临床病例中可见到典型的锯齿状红细胞及其他类型的异常红细胞,见图7-3和7-4。


图7-1. 典型的锯齿状红细胞(×1000)


图7-2. 典型的锯齿状红细胞(×400)


图7-3. 狼疮性肾病,尿中可见典型锯齿状红细胞,大小不等且同时伴血红蛋白丢失


图7-4. 膜性肾病,可见锯齿状红细胞及红细胞大小不等和红细胞碎片


在判断是否为肾性血尿时,锯齿状红细胞应该是其中一个重要的组分。如果仅仅是单纯性出现则还需要考虑一些外界影响因素。如果两种以上的异常红细胞同时出现,其中包含有锯齿状红细胞,且异常红细胞相对数量>70%,可以判断为肾性血尿。


8. 皱缩红细胞(Crenocyte):外界因素,特别是渗透压和比重及pH的改变,比较容易导致尿中红细胞发生皱缩现象,陈旧尿中也会见到较多的皱缩红细胞。因此关注尿中各种理化因素的改变对判定红细胞形态非常重要。通常认为高渗尿液,红细胞脱水皱缩,体积缩小,细胞膜出现锯齿状、有棘形或桑葚状;酸性尿,红细胞膜脂质内层面积增加,体积变小


8-1. 非肾性血尿中出现少许正常红细胞,部分球形红细胞和皱缩红细胞


8-2. 酸性尿中红细胞呈小球状,部分出现皱缩状


如果怀疑是皱缩红细胞因陈旧尿因素造成,首先确认标本留取时间,同时查看沉渣中红细胞形态,如是否出现细菌增多等综合考虑。陈旧尿也可同时伴有少许正常红细胞、锯齿状红细胞等现象。


图8-3. 陈旧尿中大量的皱缩红细胞


图8-4. 一例膜性肾病,尿中同时可见皱缩红细胞(白箭头)和棘细胞(红箭头)


皱缩红细胞是一种异常形态的红细胞,但并非确定为肾小球性红细胞,也并非指向特定病因的血尿。在判定时还要考虑其他因素,例如单一皱缩红细胞出现,且数量较多,应考虑渗透压、浓缩、酸性尿、陈旧尿等造成的影响;如果出现皱缩红细胞,同时伴有其他类型的异常形态红细胞,如锯齿状红细胞、棘细胞、淡影形红细胞等,其总数比例>70%,可考虑肾性血尿,建议结合临床资料综合分析。在工作中应注意在形态上与棘细胞、锯齿状红细胞等形态近似的红细胞鉴别。


9. 红细胞碎片(Fragment):红细胞碎片的相关资料非常少,细胞碎片英文多用fregments和debris表达,外周血中也有红细胞碎片或裂片红细胞,专业名词多用schistocyte表达。目前没有证据证明在各种严重的贫血及DIC等情况下,裂片红细胞可以通过血液循环而进入肾脏后通过尿液排出,两者之间的关系有待研究。而红细胞碎片是资料非常少的一项内容,在《专家共识》中对红细胞碎片的描述是这样的:红细胞大小不等,形态改变无规律,常见半月形、盔形、三角形、新月形及不规则形,其形成的原因主要是各种因素导致的红细胞破坏(图9-1)。红细胞碎片的形成应该是这样的:因身体内部某些疾病原因导致红细胞出现多种异常形态,而异常形态红细胞更容易破碎;或尿液潴留时间长或在容器中停留时间长,尿液渗透压,pH及比重,离心力等机械性因素都会导致红细胞发生变形,破裂后形成碎片(图9-2)。


图9-1. 红细胞碎片增加


图9-2. 红细胞碎片的形成


在尿液中不仅仅只有红细胞会形成碎片,白细胞、上皮细胞等也会破碎形成碎片,特别是在陈旧尿中更易发现,因此仅仅通过碎片来判定其来源于哪类细胞比较困难,一般红细胞碎片会略带淡黄的血色(图9-3和图9-4)。


图9-3. 红细胞碎片


图9-4. 白细胞碎片


偶见出现红细胞碎片不具有诊断价值,也不特定确认与某种疾病相关;单独大量出现红细胞碎片非常罕见,首先要排除外界因素影响,如果出现多种细胞碎片,特别是陈旧尿液中,应注意排除,建议复查新鲜尿。


普通光学显微镜很难看清和发现红细胞碎片,而干化学法潜血项目非常敏感,如果干化学与镜检结果有差异,可能是红细胞裂片造成,应予以注意,有条件应采用相差显微镜查看。红细胞碎片往往伴随其他异常形态红细胞出现,特别是与锯齿状红细胞,棘细胞,影红细胞等出现,才具有诊断价值。棘细胞和锯齿状红细胞更容易破碎而转变形成红细胞碎片,在观察时更易于发现。如果红细胞碎片与其他异型红细胞相伴出现时可见于多种疾病,但肾小球疾病中更易于检出红细胞碎片。


图9-5. 某妊娠综合征病人尿中出现明显的红细胞碎片,棘细胞,锯齿状红细胞和红细胞管型(右侧深色部分)


图9-6. 某肾病综合征病人尿中可见多种异常形态红细胞,包括红细胞碎片(相差镜)



10. 环形红细胞(Ring Form):该细胞是一个可能会引起不同解读,不同观点,不同认知的且形态多样化的红细胞。环形红细胞从字面上看就很容易联想到它的形态,不复杂,就像一个圆环状的结构,强调外观呈圆形的面包圈样,还有中心有多种形态变化。其来源与机制为“红细胞内血红蛋白大量丢失或胞质向四周聚集形成”。主要临床意义为“多见于肾小球疾病”。


典型的环形红细胞如图10-1和图10-2,其特点确实是呈圆形,中心部位血红蛋白缺失严重,正常红细胞中心淡染区应在1/3左右,而此类细胞淡染区可能占红细胞直径的1/4以上,有明显薄的边缘,是一种低色素性的、或者是一种血红蛋白丢失类型的红细胞。


图10-1. 光镜下的环形红细胞(×1000)


图10-2. 相差镜正常红细胞和环形红细胞(上,×1000)


国内检验本科教材中并没有专门列出环形红细胞类别,只是在低渗性尿液中介绍到:红细胞涨大、血红蛋白溢出、仅留下细胞膜、成为大小不等的空环形或面包圈样,称为影形红细胞(ghost cell)、环形红细胞或红细胞淡影(blood shadow)。在异常形态红细胞列表中将环形红细胞归类于影红细胞。这样看来曾经将环形红细胞和影红细胞、红细胞淡影归为一个类别,且形成原因相同,都因为在低渗透压尿液条件下形成的一类异常形态的红细胞。


图10-3. 非肾性血尿,红细胞呈圆环形,大小不等,白细胞呈脓细胞样改变,背景中可见细菌,判定为陈旧尿,红细胞受理化因素影响而出现膨胀。


图10-4. 慢性肾炎患者,可见花环样环形红细胞


图10-5. 高血压、膜性肾病、慢性肾功能衰竭患者,出现花环样环形红细胞


作者的观点认为环状红细胞有三种典型特点,①圆环形:红细胞边缘呈圆环状,细胞轮廓清晰,无任何凸起或皱缩或血红蛋白浓集现象;②花环形:红细胞边缘呈环状,但外缘有血红蛋白浓集,且疏密不均大小不等,如小颗粒状;③多心形:红细胞呈环状,但内环的淡染区出现多种形态变化,如三角形、多边形、古币形、十字形、靶形等多种变化。


在判断是否为肾性血尿时,新鲜尿液标本及时检验,如果含有两种以上异常形态红细胞,包括环形红细胞中的花环形和多心形,且伴有红细胞大小不等,相对数量>70%,可考虑为肾小球源性红细胞。


11. 影红细胞(Ghost Cell):国内教材中给出的影形红细胞描述为血红蛋白从细胞内流失或胞质凝聚于细胞膜周围,形成面包圈样或空心环状,这或许与我们介绍的环形红细胞有一些交叉。影红细胞的《专家共识》讲述的来源与机制为:“红细胞内血红蛋白大量丢失或胞质向四周聚集形成”;诊断价值定义为“多见于肾小球疾病”。其典型的影红细胞如图11-1和图11-2。在国外专著和文章中经常使用幽灵细胞(ghost cells)这个名词,但我们以影细胞或影红细胞名称代替。


图11-1. 影红细胞在光学显微镜和相差显微镜下的对比图,可见到血红蛋白向边缘浓集现象


图11-2. 光学显微镜高倍镜(×400)下影红细胞(左下)和正常红细胞(右)


作者认为单独出现或少量出现影红细胞,意义不大(图11-3),当伴随其他异常形态红细胞同时出现可有价值。如果大量出现或易见影红细胞,且细胞形态完整,应先考虑是否为陈旧尿、低渗透压尿,排除干扰;如果出现显著的低色素改变样的影红细胞且伴有其他异常形态红细胞,相对数量在>70%,可考虑为肾性血尿(图11-4)。


图11-3. 偶见的影红细胞,无显著临床意义


图11-4. 肾小球肾炎病例,影红细胞伴棘细胞,大小不等,血红蛋白显著流失(相差镜,×1000)


光学显微镜不易准确识别影红细胞,低倍镜几乎发现不了影红细胞,高倍镜难以发现影红细胞,在光源较亮的视野下容易漏检影红细胞。推荐使用相差显微镜观察、发现和报告影红细胞。下面两列为影红细胞增多的临床病例。


图11-5. 狼疮性肾病,可见异常形态红细胞伴有影红细胞


图11-6. 狼疮性肾病可见异常形态红细胞伴影红细胞


关于尿中红细胞形态,是检验人最为关注的主题,本文通过11篇来自本人公众号“张时民的学术课堂”发表的相应解读文章进行了综合与压缩,希望借助杂志给大家介绍红细胞形态及其解读内容。如果大家希望更详细了解每一篇内容,希望了解更多病例,查看更多形态学图像,可以直接到公众号中查询检索,可扫描二维码关注作者公众号。


参考文献


[1] 中华医学会检验医学分会血液学与体液学学组. 尿液检验有形成分名称与结果报告专家共识[J]. 中华检验医

学杂志, 2021, 44(7): 574-586. DOI: 10.3760/cma.j.cn114452- 20210115-00038.

[2] 张时民主编.实用尿液有形成分分析技术.2版. 北京: 人民卫生出版社, 2020.