（青海大学附属医院病理科，青海西宁810000）
摘要 当前细胞病理学面临的主要问题及临床上的关键是及时准确诊断恶性胸腹水。由于传统细胞学检查等方法的敏感度较低及漏诊率较高，而全自动细胞DNA定量分析倍体分析对恶性肿瘤的诊断有重要意义。本文将对全自动细胞DNA定量分析系统在诊断恶性胸腹水中的研究现状作一综述。
关键词 全自动细胞DNA定量分析；胸腹水；DNA非整倍体
胸腹腔脏器病变常见胸腹水等临床症状,甚至为某些疾病的首发症状,其发病机制比较复杂。及时准确诊断恶性胸腹水是当前细胞病理学面临的主要问题,并且是临床上的关键。脱落细胞学检查等传统方法是常规进行对胸腹水的细胞学评价以检测恶性肿瘤。其创伤小、操作简单,然而单独的细胞学评估不能总是做出明确的诊断,对于增生性间皮细胞,肿瘤的间皮细胞和转移性腺癌细胞的鉴别诊断较为困难[1]。全自动细胞DNA定量分析系统(DNA imagecytometry,DNA-ICM)通过图像细胞计数法对胸腹水中沉渣细胞的DNA非整倍体进行自动定量, 妇科细胞学标本和非妇科细胞学标本均可用以检测,并且已被欧美等发达国家的临床诊断广泛应用。本文将对全自动细胞DNA定量分析系统在诊断恶性胸腹水中的研究现状作如下综述。
1细胞DNA定量分析基本原理
DNA-ICM是由显微分光光度术和图像分析系统(IAS)发展而来的重要细胞分析技术。该系统由计算机控制的电动显微镜和用于图像扫描和捕获的高分辨率数码相机,以及用于控制图像扫描,处理和分析的软件组成,用于自动分类细胞,测量DNA倍体和非整倍体分析。使用Feulgenmethod在温度控制条件下用DNA特异性结合的染料染色后,对于每个载玻片,扫描载玻片上的1000个细胞核或细胞核的全部,并将核图像收集到核DNA图像库中。通过对其吸光度的测量,根据核参数,包括核形态,核纹理特征和核DNA含量,细胞核自动分类为正常上皮/间皮细胞核,淋巴细胞,嗜中性粒细胞和异常细胞核。明确是否有细胞癌变及其所占比例,用以判断细胞是否有病理改变,在形态改变早期就可以检测出那些病变的细胞,实现早期诊断癌及癌前病变。
1.1非整倍体/异倍体
细胞周期可以分为四个阶段:G0/G1、S、G2及M。G1/G。期即静止期,G1和G2期是生长期;S期是核内的染色体复制期;M期是细胞有丝分裂期。在正常生理状态时人体正常细胞核内有23对染色体,静止期的细胞DNA含量恒定,并且人体细胞的90%处于此期;增殖期的细胞,染色体就会出现复制和加倍。
二倍体为处于正常生理状态时的具有正常DNA含量的细胞,非整倍体或异倍体为DNA含量与整倍体不同的恶性细胞。绝大多数的恶性实体瘤出现非整倍体细胞,DNA的非整倍体可以与癌变率和癌前病变增生程度有关,并且是癌前病变发生癌变的一个重要指标。发现DNA非整倍体是辨别良恶性肿瘤的特异性目的:在良性肿瘤和正常良性增生组织内能够不出现DNA非整倍体细胞,但在恶性肿瘤内可以出现。当各种致病因作用于细胞时,导致早于细胞形态发生改变的DNA的结构和含量改变[2],是细胞恶变的基础和肿瘤细胞的特性,用以作为诊断癌细胞的客观依据。DNA的非整倍体是一种癌症生物学标志物[3],并且提示早期恶性病变[4]。研究表明DNA的非整倍体细胞可以出现在大多数恶性胸腹水中[5],因而可以通过测定和分析DNA非整倍体对诊断和鉴别诊断良、恶性胸腹水具有重要意义。发现非整倍体的肿瘤:有较高的恶性程度与复发率,并且转移率高和预后差。
1.2 细胞DNA定量分析标准
遵循关于DNA测量的协商一致报告中的指南[6,7]。 测定每个细胞核的DNA含量,将DNA倍体记录为c(content)值为单位。 2c的DNA倍数表示正常的二倍体细胞,4c表示四倍体细胞。用来表示细胞核的含量最关键的参数是DNA指数(DNA index,DI),是指淋巴细胞DNA与被测定细胞DNA的积分吸光度的比值,是用来估计细胞DNA含量的客观指标。DI判定标准:正常的二倍体细胞,其DI值为1;如果出现正常增生或疑似病变细胞,则1^DI^2.5;按照国际标准[8],如果是病变细胞,则DI≥2.5。DNA-ICM的结果如果用细胞直方图和点阵分布图的方式表示,^5c细胞数大于3个或者有非整倍体细胞峰出现为其阳性指征,通过非整倍体细胞的数量和比例判断胸腹腔积液性质。按照DNA-ICM所得出的结果分为3级,Ⅰ级:以正常二倍体的细胞为主,未出现非整倍体细胞和非整倍体细胞峰;Ⅱ级:可出现少许DNA非整倍体细胞(1~2个细胞,DI≥2.5);Ⅲ级:可出现大量的DNA非整倍体细胞(3个或3个以上细胞,DI≥2.5)以及非整倍体倍体细胞峰。
2 DNA倍体分析在良恶性胸腹水鉴别诊断中的研究现状
在宫颈癌、乳腺癌、食管癌、口腔肿瘤等多种疾病的早期诊断中取得一定的诊断价值[9-12],并且已经越来越被重视。有研究显示,常规细胞学检查是普遍运用的常规临床诊断措施,用于检测渗出性恶性细胞,但常规细胞学检测有从30%到60%较低的的敏感性[13,14]。Ishida M等[15]研究显示,常规细胞学检查因受到多种因素的影响,使得在首次就诊的胸腹水患者仍有6%不能得到明确诊断。Demirel D[16]等研究显示,由于DNA-ICM是应用全自动数码显微镜来阅片,使检测的敏感度得到了提高,并且使漏诊率降低。李德昌[17]等研究显示,AICM-DNA倍体分析比常规细胞学更敏感、更客观,可作为胸腹水性质辨别的一种有效辅助措施。焦红丽[18]等研究显示,ICM-DNA检测与常规细胞学联合检查的敏感性高于脱落细胞学检查。研究表明由于DNA倍体分析采用随机抽样,能够大大降低人为因素和受细胞蜕变的影响,使敏感性和特异性均较高,经过使DNA倍体分析标准化,可以使诊断结果呈现客观、可重复性的优点和实用、相对廉价的优点[19]。
但DNA倍体分析有时在确定核异质细胞及多倍体、非整倍体时仍有困难,所以仍需结合常规细胞学检查等措施,以进一步提高其准确性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆研究表明细胞DNA定量分析法和液基细胞学的结合应用,可以使恶性胸腹水的阳性检出率提高,使漏诊率下降,并且二者具有很好的互补性,可以使单项检查方法固有的一些缺陷被克服[20,21]。虽然许多实验或分子技术可能具有帮助细胞学诊断恶性胸腹水和提高其诊断准确性的潜在价值,但在细胞学实验室中只有少数可应用于“现实世界”或常规临床实践中,因应当考虑设备和试剂成本,员工培训和诊断效率[13]。
3 未来与展望
用细胞DNA定量分析系统检测癌及癌前病变 ,人工观察主观性强 、可重复性差的缺点可被克服,可以实现自动化检测 ,并且大大提高病变的检出率 。通过对细胞DNA倍体含量的测定和分析,用来对良、恶性肿瘤的早期诊断、鉴别诊断、疗效判断、预后测定及普查有较好的临床应用意义。
[1] Bisht B , Handa U ,Mohan H ,et al . Complementary value of DNA flow cytometry and image morphometry in detection of malignant cells in effusion fluids [J]. Malays J Pathol , 2014,36(2):83-90.
[2] 田玉旺,刘 光,周 建,等.细胞DNA定量分析技术在宫颈癌及癌前病变早期筛查中的应用价值[J].诊断病理学杂志,2013,20(7):425-8.
[3]唐燕,余龙.尿路上皮诊断中DNA倍体分析和尿脱落细胞学检查的临床价值[J].临床与实验病理学杂志,2015,31(6):636-9.
[4]王永军,王 珩,刘世正,等.细胞DNA定量分析在脱落细胞学诊断中的应用[J]. 临床与实验病理学杂志,2011,27(2);150-3.
[5]Meng Z , Shi J ,Zhu C ,et al. Automated quantification of DNA aneuploidy by image cytometry as an adjunct for the cytologic diagnosis of malignant effusion [J]. Anal Cell Pathol (Amst) ,2013 ,36(3-4):107-15.
[6] A. Bocking, F. Giroud and A. Reith, Consensus report of the ESACP task force on standardization of diagnosticDNAimage cytometry, European Society for Analytical Cellular Pathology[J].Anal Cell Pathol,1995,8(1):67–74.
[7] G. Haroske, et al., Fourth updated ESACP consensus report on diagnostic DNA image cytometry[J].Anal Cell Pathol,2001,23(2):89–95.
[8]Choma D,Daures JP,Quantin X,et al. Aneuploidy and prognosis of non-small-cell lung cancer: a meta-analysis of published data[J].Br J Cancer, 2001 ,85(1):14-22.
[9] Duarte CE, Carvalho CR, Silva-Filho AL,et al.Adaptation of image cytometry methodology for DNA ploidy analysis of cervical epithelium samples: a pilot study [J]. Taiwan J Obstet Gynecol, 2014,53(2):227-31.
[10] Ermiah E, Abdalla F, Buhmeida A, et al. Prognostic significance of DNA image cytometry in Libyan breast cancer [J]. Oncology, 2012,83(3):165-76.
[11] Zhao L, Wei WQ, Zhao DL, et al.Population-based study of DNA image cytometry as screening method for esophageal cancer [J].World J Gastroenterol, 2012,18(4):375-82.
[12] K?mmerer PW, Koch FP, Santoro M, et al.Prospective, blinded comparison of cytology and DNA-image cytometry of brush biopsies for early detection of oral malignancy [J]. Oral Oncol,2013 ,49(5):420-6.
[13] K.B. Sriram, et al., Diagnostic molecular biomarkers for malignant pleural effusions[J].Future Oncol ,2011,7(6): 737–752.
[14] A. Segal, et al.,Adiagnosis of malignant pleural mesothelioma can be made by effusion cytology: Results of a 20 year audit.Pathology[J] . 2013,45(1):44–48.
[15] Ishida M, Kagotani A, Iwai M.Cytological features of lung adenocarcinoma with micropapillary pattern in the pleural or pericardial effusion: analysis of 5 cases[J]. Int J Clin Exp Pathol,2014 ,7(8):5111-6.
[16] Demirel D,A.Diagnostic and Prognostic significance of image cytometric DNA ploidy measurement in cytological samples of cervical squamous intraepithelial lesions[J]. J Cytopathology, 2013,24(2):105-12.
[17]李德昌;任力;李炜，等.全自动细胞图像分析系统在鉴别良恶性胸腹水中的应用[J].诊断病理学,2011,18(2):134-136.
[18] [1]焦红丽,冶亚平,杨杰,deng. DNA倍体分析与脱落细胞学检测对恶性胸腹水诊断的比较[J]. 新乡医学院学报,2010,(05):491-493
[19]Chitturi RT;Nirmal RM,Sunil PM ,et al.Evaluation of ploidy status using DNA-image cytometry of exfoliated mucosal cells in oral lichen planus[J]. J Cytol ,2014,31(3):131-135.
[20]陶伟,李俊.细胞DNA定量分析在在鉴别良恶性胸腹水中的应用价值[J].安微医科大学学报,2015,50(7):1016-1019.
论文作者:李梅,张易青,王丰梅 胡梦文
论文发表刊物:《医师在线》2017年5月下第10期
论文发表时间:2017/7/7
标签：细胞论文; 胸腹论文; 细胞学论文; 体细胞论文; 定量分析论文; 细胞核论文; 含量论文; 《医师在线》2017年5月下第10期论文;