流式细胞仪在血液学研究中的应用
1 用于血液/肿瘤细胞增殖动力学研究
细胞经DNA荧光染料如碘化丙啶(PI)、溴化乙啶(EB)、Hoechst等标记后,FCM可测定单个细胞DNA的含量,并描绘出DNA图形,经软件处理可计算出G0/G1、S、G2/M各细胞周期细胞所占的百分比。依据增殖指数可了解群体细胞的增殖活力。焦宁Y与FITC分别是RNA与蛋白质的特异性染料;PI与F1TC双染可测知单个细胞内DNA与蛋白质量的变化;丫啶橙(AO)染色法不仅可测定单个细胞DNA与RNA含量,还可区分出Go与G1期细胞;若丹明123(rhodamin 123)是线粒体特殊染料。通过以上各种特殊染色法,不仅可了解血/肿瘤细胞的增殖状况,更可用于化疗药物作用机制的探讨,从而将其区分为增殖周期特异性、非特异性药物,以及周期时相特异性、非特异性药物,以便更合理的配伍联合化疗方案,预测肿瘤细胞对药物的敏感性等。
单参数DNA图形或AO染色DNA/RNA双参数法可显示非整倍体峰,理论上其灵敏度达万分之一。非整倍体细胞是肿瘤细胞的特异标志,在实体瘤中检出率为80%-90%,在白血病中约为30%-40%。非整倍体细胞克隆在肿瘤完全缓解期消失,复发前重现。因而FCM-DNA非整倍体测定在肿瘤的诊断、残存肿瘤细胞监测及预示预后中有重要价值。
用抗5-溴脱氧尿嘧啶核苷单抗法可测定细胞倍增时间与各时相时间,用抗周期蛋白单抗可研究周期蛋白对细胞周期的调控。
2 用于白细胞检测
2.1 白血病或淋巴瘤免疫分型
虽然至今尚未发现白血病或淋巴瘤的特异抗原,更没有各亚型的特异抗原,但根据分化阻抑学说,在白血病或淋巴瘤中,某系列、某分化阶段的细胞必然大大超过正常比例,因此可以利用正常血细胞系列的特异性及分化阶段特异单抗来进行分型。FCM免疫分型有以下优点:
2.1.1 形态学检查的可靠性取决于检查者的经验,而FCM则是根据特异性单抗客观、快速地确定细胞的来源与性质。比如,FCM可以判断形态学难以分辨的髓系细胞和淋巴细胞,可以分辨T及B淋巴细胞,即FCM免疫分型法可明确区分粒细胞和淋巴细胞白血病,以及T细胞和B细胞性白血病或杂合性白血病。
2.1.2 对于急性粒细胞白血病亚型的诊断,单纯FCM免疫分型还难以得出肯定的结论,但可提供倾向性参数。比如,CD34+, HLA-DR+ 者以FAB-M2或M1型可能性大;两者均阴性且CD33+、CD13+ 者多为FAB-M3型;CD14,CD41则分别是单核细胞与巨核细胞的标志。
2.1.3 多色荧光标记法可测知一个细胞上是否有共表达的抗原,借此可确定双克隆或双表型白血病。
2.1.4 联合使用免疫荧光与DNA双染色法,对有非整倍体者可确定其克隆来源。
基于上述优点,FCM一免疫分型已成为诊断白血病、淋巴瘤的必要依据。然而血、肿瘤细胞的特性决定了其表型的异质性,因此当出现髓系与淋巴系标志共存时,难以确定是白血病的异质性还是杂合性白血病,但是这种特殊表型可作为残存白血病细胞的标志。
2.2 用于白细胞分类计数和白血病形态学的分型
电阻抗法白细胞“分类”只是根据加入溶血剂后,变化了的白细胞形态的大小。根据电信号进行分析。其只是根据细胞体积大小不同的特征,并未分析细胞核、浆形态特点。因此只能是细胞大小的“分群”而不是分类。
流式细胞术是通过激光检测细胞,激光束可直接射入细胞,细胞的核、浆特征不同,给予的检测信号不同,因而可较准确的进行细胞分类。除此以外,有些仪器还可以分析幼稚白细胞,甚至进行白血病分型的初步分析。比如笔者研究证明ADVIA 120 血细胞分析仪因为使用细胞化学和激光两种技术进行综合分析,就可以用末梢血(白血病细胞比例>70%)进行以仪器分析,根据报告的散点图,初步诊断出是淋巴细胞白血病和髓细胞白血病。
3 免疫功能测定
常用的测定是CD3,CD4,CD8,T,B细胞的比例及NK细胞(CD56,CD18)。CD5+B细胞在免疫性疾病、胶原性疾病中起重要作用;CD4+ 细胞绝对值小于400/ml是AIDS病的早期表现。
4 用于网织红细胞分析
前已述及,由于激光束可摄入细胞内,因而可进行红细胞内容物的分析,网织红细胞浆内含有一定量的RNA,经染色后可显示网织结构且其形式与RNA 含量有关。流式法血细胞分析仪根据这一原理可将网织红细胞分成三群,即早期网织红细胞(HFR)、中期网织红细胞(MFR)和晚期网织红细胞(LFR)。这三型网织红细胞比例变化,有以下临床意义:
(1)贫血的诊断和鉴别诊断。
(2)贫血的疗效观察,凡贫血治疗有效者,笔者动态观察指标变化显示HFR比率的升高可早于Hb变化3~5d,早于MCV变化5~7 d。
(3)肿瘤治疗过程中,了解骨髓内造血状态。笔者研究表明HFR+MFR的比例变化,可作为了解造血状态的指标。当骨髓造血功能受抑制时,HFR+MFR比例的减低要早于周围血白细胞总数的减少;当骨髓从受抑制状态恢复时,HFR+MFR的比例升高也早于