摘要:細胞學檢查是診斷漿膜腔積液的重要手段,不僅可以評估疾病的良惡性,還可以用于判斷腫瘤的類型、來源、預后等方面的信息。本文主要從制片技術、腫瘤標志物檢測、DNA倍體分析、免疫組化和分子病理在漿膜腔積液中的應用進行綜述,旨在為漿膜腔積液的臨床診治提供參考。
關鍵詞:漿膜腔積液;腫瘤標志物;免疫細胞化學;DNA倍體
中圖分類號:R446.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI:10.3969/j.issn.1006-1959.2020.13.009
文章編號:1006-1959(2020)13-0030-05
Application Status of Cytological Diagnosis in Serous Cavity Effusion
LIANG Hai-hong
(Department of Pathology,Tianjin Port Hospital,Tianjin 300456)
Abstract:Cytological examination is an important method for diagnosing serous cavity effusion. It can not only evaluate the benign and malignant diseases, but also be used to judge the type, source, and prognosis of tumors. This article mainly reviews the application of preparation technology, tumor marker detection, DNA ploidy analysis, immunohistochemistry and molecular pathology in serous cavity effusion, aiming to provide reference for clinical diagnosis and treatment of serous cavity effusion.
Key words:Serous cavity effusion;Tumor markers;Immunocytochemistry;DNA ploidy
漿膜腔積液(serous effusion)是指胸腔、腹腔和心包腔內過多液體積聚形成,是臨床上常見的良性或惡性疾病的并發癥。漿膜腔積液良、惡性的診斷及鑒別診斷是臨床的一個難題,細胞病理學檢查是其診斷的重要方法。細胞病理學檢測方法在不斷改進,每種方法各有其優缺點,近幾年DNA倍體分析方法的應用可以發現早期病變的腫瘤細胞,免疫細胞化學可以幫助判斷腫瘤的類型及來源,分子病理可以幫助基因診斷及治療,多種方法聯合應用可提高診斷的準確率。本文對近年來漿膜腔積液診斷方法作一綜述,旨在為該病的診斷與鑒別診斷提供參考。
1傳統涂片和液基薄層制片
合格的細胞涂片是細胞病理學診斷的基礎,細胞涂片的主要制備方法包括兩種:傳統涂片法和液基薄層制片法。將送檢積液標本離心后手工制成傳統細胞涂片HE染色;也可以上機進行液基薄層制片,巴氏染色;兩種方法均可通過顯微鏡觀察初步做出有無惡性細胞或非典型細胞存在的診斷。傳統涂片法是簡單易行的一種方法,省時,成本低,基層醫院即可實行;缺點:由于是人工涂片,會出現厚薄不均、大量紅細胞及黏液混雜,造成背景不清晰,陽性檢出率低。在整個制作涂片過程中,取樣最為重要,根據標本性質的不同采用不同的處理方式是制作優質涂片的關鍵[1]。有研究認為固定是制備合格細胞涂片的前提條件,涂片后即使在空氣中暴露短短30s,足以使部分細胞發生變性、腫脹,染色質不清,若干燥后再固定則所有細胞會出現退變。因此需要及時濕固定,即涂片后立即置入95%乙醇中,且涂片過程要迅速,不宜在空氣中暴露[2]。液基薄層細胞涂片是對傳統涂片的一種改進,成本相對較高,但是制片過程采取了濕固定,具有細胞核、漿結構清晰,均勻分布于玻片,薄層,巴氏染色鮮艷,血液和粘液成分少,背景清晰等優點,利于顯微鏡觀察診斷。禹樂等[3]研究顯示,液基薄層細胞涂片法惡性腫瘤確診率為30.8%,高于傳統細胞涂片法的11.2%,其在胸腹水診斷中可以提高惡性腫瘤的確診率,且涂片質量、染色效果均優于常規涂片法。
2腫瘤標志物檢測
腫瘤標志物是腫瘤細胞產生的一些物質,可以在惡性腫瘤患者的血液、尿液、糞便或其他體液中檢出。腫瘤標志物在腫瘤中的檢測和治療中發揮著越來越重要的作用[4]。血清腫瘤標志物檢測是最常用的方法,近年來漿膜腔積液腫瘤標志物的檢測也越來越受重視。有研究比較患者血清及漿膜腔積液中腫瘤標志物的的含量,發現漿膜腔積液中腫瘤標志物明顯高于血清中含量[5]。
癌胚抗原(CEA)是一種臨床上常用的腫瘤標志物,常見于胃腸道惡性腫瘤,也見于乳腺癌、肺癌、宮頸癌、卵巢癌及其他一些非惡性病變,屬于廣譜腫瘤標志物。有研究顯示惡性組胸腔積液及血清腫瘤標志物均高于良性組和對照組,CEA是敏感性最高(41.6%),特異性最高(100%),準確率最高(74.1%)[6];胸腔積液CEA診斷非小細胞肺癌的敏感性為100%,胸腔積液和陰性胸腔細胞學患者胸腔積液CEA水平升高提示需要更具侵襲性的手術(如VATS引導的活檢),而低胸腔積液CEA可能支持隨訪[7]。有研究指出CEA是區分良惡性胸腔積液的最佳單一指標,CEA和CA15-3比CA125和CA19-9更可靠地鑒別良惡性胸腔積液[8]。CYFRA21-1是細胞角蛋白19的片段,臨床上主要用于非小細胞肺癌(NSCLC)的診斷[9],研究顯示胸腔積液CYFRA 21-1加CEA、胸腔積液CYFRA21-1加血清CYFRA21-1的并行診斷大大提高了惡性胸腔積液診斷的敏感性和準確性[10]。胸腔積液腫瘤標志物CEA、CYFRA21-1和CA19-9聯合應用可將診斷肺腺癌敏感性提高到95.06%[11]。CYFRA21-1與CA125聯合應用診斷惡性腹水的敏感性為65.5%,特異性為96.5%,提高了惡性腹腔積液的診斷準確性[12]。sB7-H4即可溶性B7-H4(Soluble B7-H4)屬于B7家族成員,主要通過負向調控相關T細胞免疫過程而誘發癌變[13]。有研究表明sB7-H4是鑒別良性胸腔積液和惡性胸腔積液的一個有價值的腫瘤標志物并且sB7-H4與CEA聯合檢測胸腔積液的敏感性為90.91%,特異性為97.62%[14]。細胞毒性T淋巴細胞相關抗原-4(CTLA-4)作為T細胞活化的負性調節因子,與許多惡性疾病有著密切的關系。研究表明CTLA-4診斷惡性胸腔積液的敏感性和特異性分別為58.30%和83.30%,CTLA-4、CEA和CYFRA 21-1聯合應用可使診斷敏感性提高到88.89%[15]。
因此早期進行腫瘤標志物檢測對惡性漿膜腔積液的診斷有重要意義,多項指標聯合應用可相互補充,從而提高良惡性漿膜腔積液鑒別診斷的敏感性和特異性。最新研究認為腹腔積液CEA對大腸癌患者的患腹膜癌幾率和預后有一定的預測價值[16]。有學者對10836名乳腺癌婦女進行隊列研究,發現術前檢測CA15-3和CEA水平可能有助于預測乳腺癌的生存率,并為luminal A和基底樣亞型患者提供個性化的治療策略[17]。可見腫瘤標志物不僅輔助病理診斷,而且對惡性腫瘤的預后和治療有重要意義。
3 DNA倍體分析
每個正常的體細胞核內有23對染色體,只有增殖期的細胞才會有染色體的復制。在生理狀態下,人體絕大多數的細胞處于靜止期,除生殖細胞外,染色體數均為二倍體,DNA含量恒定。當細胞處于G1/G0期時,細胞DNA指數為1或2C(二倍體細胞);當細胞處于增殖期(G2/M期)時,DNA指數可倍增,表達為2或4C(多為四倍體細胞)。當細胞受到致癌物刺激或DNA損傷時,導致細胞基因突變或染色體畸形斷裂,細胞增殖早期細胞核內出現DNA含量,結構及染色體數量改變,即產生單條或多條染色體,成為異倍體,最終發展為細胞形態異常和惡性腫瘤[18]。因此,DNA異倍體的出現是染色體異常變化的標志,對胸腹水中細胞進行DNA倍體分析,不僅可以觀察正常細胞的周期變化,還可以及時發現惡性增殖的腫瘤細胞,可以用來鑒別診斷胸腹水的良惡性[19]。目前,把DNA倍體分析應用于細胞學的方法有兩種:流式細胞術DNA倍體分析(flow cytometry,FCM-DNA)和細胞圖像DNA倍體分析(image cytometry,ICM-DNA)。
3.1流式細胞術DNA倍體分析? 先將積液制成單細胞懸液,然后加入DNA倍體分析試劑盒中的細胞膜穿透液,和PIN熒光染色劑,制成符合條件的細胞懸液,使用流式細胞儀進行DNA細胞周期分析(G0/G1,S、G2/M期)及DI測定。利用激光激發結合在細胞核內DNA上的熒光染料,通過自動收集并多參數綜合作用,得到的熒光強度反映DNA的含量,以相對熒光強度做為橫軸,以細胞數為縱軸,即可得到一個直方圖[20]。測定結果以單參數直方圖表示。FCM檢測良、惡性漿膜腔積液的判斷標準[21]:正常二倍體細胞的DI值為0.9~1.1,其余均為異倍體即為惡性;有一個突出的四倍體峰和大于15%的S期細胞,并伴有G0/G1期變異系數(CV)值大于9%為惡性;G0/G1期CV值增大,并伴有大于10%~15%的S期和一個突出的四倍體峰,為可疑惡性。有研究顯示,用流式細胞術DNA倍體分析檢測漿膜腔積液的靈敏度為78.6%,特異性為80.0%,準確性為79.2%,明顯高于傳統光學顯微鏡檢查[22]。流式細胞術DNA倍體分析相對細胞學檢查對診斷良惡性漿膜腔積液的靈敏度更高,可作為細胞學檢查的補充[13]。但其也有一定的缺點:費用較昂貴,需要檢驗技術較高,檢測后樣本不能保存并進行重復性檢測,不利于臨床普及。
3.2細胞圖像DNA倍體分析? 取漿膜腔積液標本液基制片,應用Feulgen染色法對細胞核染色,其中的Schiff試劑可與DNA分子特異性結合而著色,從而根據染色深淺及著色顆粒在核內分布等因素衡量DNA含量。細胞DNA定量分析系統可對每例標本中4000個以上細胞核進行自動聚焦,測定每個細胞核的132個核特征,自動進行細胞分類和計數,計算出細胞核的DNA倍體變化,確定是否有病變細胞及其所占比例。當DI值在1.1~1.9,2.1~2.8的細胞被認為是異倍體細胞,當異倍體細胞DI值在1.1~1.9形成峰值,或有3個以上細胞DI值>2.5(除外整倍體);或細胞DI=2的細胞數占被測細胞總數10%以上時,即可診斷為惡性[23]。所有被檢測細胞中DNA倍體異常細胞,必須由人工對每一個異倍體細胞進行仔細核實,以排除系統將重疊的細胞核或垃圾誤認為異常細胞。有研究表明,在可疑性滲出液中,ICM-DNA的靈敏度可能高達87.5%,在惡性腫瘤的檢測中,ICM-DNA優于流式細胞術[24]。也有研究表明細胞圖像DNA倍體分析對惡性積液的診斷敏感性為88.3%,特異性為100%,是一種簡單、實用、經濟的惡性積液輔助診斷方法[25]。因此DNA倍體分析可作為漿膜腔積液良惡性分析的重要指標,其陽性結果可為以作為臨床診療依據。與流式細胞術DNA倍體分析比較,細胞圖像DNA定量分析具有細胞玻片可長期保存并重復檢測、檢測敏感性更高、操作簡單且人為因素影響小、價格適中、利于臨床普及等優點。
4免疫組織化學
免疫組織化學是組織病理學最常用的輔助診斷技術,可以幫助判斷腫瘤的良惡性、組織來源及組織學亞型。近幾年越來越多的研究集中在把免疫組織化學應用于細胞學上。常用免疫細胞化學(ICC)檢測的抗體有:上皮源性標記CK(Pan)、EMA、MOC-31、BerEP4等;間皮細胞標記CK5/6、WT-1、Calretinin、HBME-1、MC和D2-40等;淋巴細胞來源標記LCA、CD3、CD20等;肺源性腫瘤CK7、TTF-1、NapsinA等;卵巢來源PAX-8、CK7、CA125、WT-1等;乳腺源性GATA3、GCDFP-15、Mammaglobin、E-cadherin等;胃腸道來源CEA、CDX-2、CK20等。目前為止沒有一種抗體對間皮或上皮細胞完全敏感或特異,在判斷每種細胞來源中,至少需兩種抗體聯合應用。解建軍等[26]研究得出D2-40、Calretinin、MOC-31和CEA四種抗體聯合應用,對于間皮性病變和轉移腺癌診斷的靈敏度和特異度分別達到99.2%和100.0%,遠遠高于任何一種抗體的單獨應用或其他抗體的組合應用,可作為一線抗體聯合應用。目前為止把免疫組織化學應用于細胞學主要有三種方法:①細胞涂片退染后,行ICC染色;②同時制備多張涂片進行ICC染色;③細胞塊加ICC染色。
4.1細胞涂片退染? 經HE染色的涂片清除蓋玻片,置入二甲苯中脫膠,梯度乙醇(從高濃度至低濃度)水化,蒸餾水洗滌;1%的鹽酸乙醇浸泡3 min,水洗后待用做ICC。趙銀環等[27]通過利用唇膏和金剛筆正反劃分區域在細胞HE涂片褪色后做ICC標記,最多可以用八分格在一張涂片上做8項ICC染色,其定位準確。但是常規涂片做ICC時,常會出現背景深、非特異性著色、出現假陽性,易掉片等缺點,因此操作有一定難度。
4.2制備多張涂片行ICC染色? 在薄層液基制片的基礎上行ICC染色,同一標本可制作多張涂片,一張用于HE染色,其余用于ICC染色,先存于-20℃冰箱備用。根據HE病變特點判斷ICC的抗體的選擇。與常規涂片相比,液基制片具有背景清晰,細胞分布均勻,厚薄一致,且同一標本可制作多張涂片,便于抗體組合應用。趙樂通過研究發現應用薄層液基涂片及ICC相結合方法,采用CR、HMBE-1、WT1、CDX2、E-cadherin、GLUT1六種抗體組合應用對胸腹水中腺癌細胞與增生間皮細胞鑒別診斷很有幫助[28]。但由于液基制片后,每張切片細胞的種類和分布會有所差異,可致使抗體的選擇應用準確率降低。
4.3細胞塊加ICC技術? 對胸腹腔積液進行離心,然后取沉淀物包埋,對于肉眼有凝集物者可直接包埋,然后脫水,石蠟包埋成細胞塊。與傳統涂片制片相比,細胞塊切片HE染色提供了更好的與組織學非常相似的形態結構,從而提高了細胞診斷的敏感性[29]。細胞蠟塊能長期保存及重復使用,可以繼續做ICC及基因檢測,更能有效滿足臨床診斷和確定治療方案的要求。細胞蠟塊聯合ICC可以連續多張切片,有利于多種抗體組合運用;背景干凈,細胞集中,定位準確,可重復性高;可以幫助細胞分型,降低了漏診率。細胞塊結合ICC技術明顯提高了胸水惡性腫瘤的檢出率,同時為靶向治療尤其是腺癌的分子遺傳學分析提供了材料[30]。Woo CG等[31]研究得出常規應用細胞蠟塊和CEA染色結合液基細胞學可提高惡性胸腔積液診斷的敏感性和特異性,提高診斷的準確性。
林梅英等[32]研究認為細胞蠟塊檢測雖具有可重復性和可長期保存的優點,但在實際工作中常會遇到細胞數量少或者難以發現涂片中可疑細胞團的情況,這時就需要使用涂片褪色后行免疫組化染色的方法幫助診斷。因此以上3種方法可以互相配合使用,能夠提取細胞蠟塊的標本首選細胞蠟塊結合ICC診斷,若細胞沉渣過少,推薦同時應用傳統涂片或TCT退染兩種方法,以提高陽性率[33]。
5分子病理
隨著分子病理學的發展,使得惡性漿膜腔積液患者尤其是晚期不能進行手術的患者的對癥治療得以實現。細胞蠟塊成為能進一步進行分子檢測,明確治療方案,判斷預后,可進行回顧性研究的材料。現就目前常用的分子檢測技術總結如下。
5.1 FISH技術? 是利用已知核酸序列制備探針,先以非放射性物質標記或用熒光素直接標記探針,探針與靶DNA進行雜交,再通過免疫細胞化學反應連接上熒光素標志物,然后在熒光顯微鏡下觀察雜交信號,對標本中待測核酸進行定性、定量和定位分析的方法。有學者用FISH檢測了137例NSCLC患者胸腔積液細胞蠟塊間變性淋巴瘤激酶(ALK)基因重排情況,結果有11.7%發生了ALK重排,認為FISH檢測細胞學標本中的ALK基因重排是篩選NSCLC適合靶向治療晚期患者的敏感方法[34]。
5.2 RT-PCR? 逆轉錄聚合酶鏈式反應(RT-PCR)通過逆轉錄(RT)將RNA轉化為cDNA,然后通過聚合酶鏈式反應(PCR)擴增cDNA。常見應用包括表達基因檢測、轉錄物變異檢測,以及克隆和測序用cDNA模板制備。Nakamichi S等[35]采用RT-PCR方法對肺癌患者的細胞學標本進行間變性淋巴瘤激酶(ALK)易位分析,發現3%陽性,RT-PCR陽性的4份標本同時進行IHC和FISH檢測,均為陽性,認為RT-PCR是檢測原發性肺癌細胞ALK易位的一種有效方法。ALK抑制劑克唑替尼和阿來替尼均可用于晚期ALK陽性非小細胞肺癌患者的一線治療,客觀緩解率和無進展生存時間顯著優于含鉑化療,并改善患者的生活質量[36]。
5.3第二代測序(NGS)? 利用高保真DNA聚合酶生成與單鏈DNA模版互補的拷貝。在每個反應中,一個可以特異性識別模版的單鏈引物,可以從3端開始啟動DNA合成,根據堿基互補配對原則,脫氧核糖核苷酸或簡單的核苷酸是一個接一個的與模版配對。Gornjec A等[37]用第二代測序-NGS法研究輸卵管卵巢高級別漿液性癌BRCA1/2基因突變中發現細胞學和組織學標本BRCA1/2突變檢測結果一致性為100%,具有足夠比例腫瘤細胞的細胞學標本可用于HGSC患者BRCA1/2基因突變分析,并能更快地處理基因分型,而BRCA突變的患者可以用聚(ADP-核糖)聚合酶抑制劑(PARPI)治療。
6總結
對良惡性漿膜腔積液的診斷及鑒別診斷是細胞學研究的重點課題,單靠一項指標對惡性漿膜腔積液的診斷都存在誤診和漏診的問題,為提高對惡性漿膜腔積液的診斷率,一般提倡多項指標聯合檢測并綜合分析。因此在細胞學檢測作為基礎,聯合腫瘤標志物檢測、DNA倍體分析,細胞蠟塊和免疫組化多項指標聯合檢測可達到提高診斷準確率的目的。分子技術的發展有效指導了腫瘤的分子靶向治療,為惡性腫瘤患者提供了一條新的診斷和治療途徑。
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收稿日期:2020-03-16;修回日期:2020-04-15
編輯/成森
作者簡介:梁海紅(1981.10-),女,河北肅寧人,碩士,主治醫師,主要從事腫瘤的病理診斷工作