第二節 細胞化學染色
細胞化學染色(cytochemical stain)是以細胞形態學為基礎,運用化學、生物化學等技術對細胞內的各種化學物質進行定性、定位及半定量分析的方法。細胞化學染色在臨床上主要用于:①輔助判斷白血病的細胞類型;②血液病與其他非血液病的診斷和鑒別診斷。
一、髓過氧化物酶染色
(一)原理
過氧化物酶(peroxidase,POX)主要為髓過氧化物酶(myeloperoxidase,MPO),血細胞內的MPO,能催化聯苯胺復合物使其脫氫后形成有色不溶性沉淀,定位于MPO所在的活性部位。MPO是人類中性粒細胞含量最多的一種蛋白質,反應結果以陽性率和陽性強度表示。正常血細胞反應如圖1-44所示。
(二)臨床意義
主要用于鑒別急性白血病類型(圖1-45)。
1.急性淋巴細胞白血病
原始淋巴細胞、幼稚淋巴細胞均呈陰性(圖1-45A)。
2.急性髓系白血病未成熟型及成熟型
原始粒細胞呈陽性或陰性,一般為(+)~(++)(圖1-45B)。AML伴t(8;21)(q22;q22); RUNX1-RUNX1T1中異常中性中幼粒細胞呈強陽性(圖1-45C)。
3.急性早幼粒細胞白血病伴PML-RARα
異常早幼粒細胞呈強陽性,為(+++)~(++++)(圖1-45D)。
4.急性粒-單核細胞白血病
原始及幼稚單核細胞呈陰性或弱陽性,原始粒細胞呈陽性或陰性(圖1-45E)。AML伴inv(16)(p13.1;q22);或t(16;16)(p13.1;q22); CBFβ -MYH11中嗜酸性粒細胞呈強陽性(圖1-45F)。
5.急性原始單核細胞/單核細胞白血病
原始及幼稚單核細胞呈陰性或弱陽性(圖1-45G)。
6.急性紅白血病
有核紅細胞呈陰性,原始細胞呈陽性或陰性(圖1-45H)。
二、酯酶染色
血細胞酯酶有兩大類:特異性酯酶(specific esterase,SE)和非特異性酯酶(nonspecific esterase,NSE)。特異性酯酶主要是指氯乙酸AS-D萘酚酯酶,非特異性酯酶有多種,本文主要指醋酸AS-D萘酚酯酶。目前顯示血細胞中酯酶的方法均為偶氮偶聯法。
(一)氯乙酸AS-D萘酚酯酶(naphthol AS-D chloroacetate esterase,NAS-DCE) 1.原理
NAS-DCE可水解基質液中的氯乙酸AS-D萘酚,釋放出AS-D萘酚,后者與基質液中的重氮鹽偶聯,形成不溶性的有色沉淀,定位于細胞質內酯酶所在的部位。NAS-DCE幾乎僅出現于粒系細胞中(圖1-46),反應結果以陽性率和陽性強度表示。
2.臨床意義
主要用于輔助鑒別急性白血病細胞類型,尤其有助于粒系和單系的鑒別。
(1)急性髓系白血病未成熟型及成熟型:原始粒細胞多呈陽性,少數呈陰性(圖1-47)。
圖1-47 急性髓系白血病未成熟型及成熟型NAS-DCE染色(甲基綠復染)
A.急性髓系白血病未成熟型,呈部分陽性;B.急性髓系白血病成熟型,呈部分陽性
(2) AML伴t(8;21)(q22;q22); RUNX1-RUNX1T1:異常中性中幼粒細胞呈強陽性(圖1-48)。
(3)急性早幼粒細胞白血病伴 PMLRARα:早幼粒細胞呈強陽性(圖1-48)。
圖1-48 急性髓細胞白血病NAS-DCE染色(甲基綠復染)
A.APL伴 PML-RARα,強陽性,可見柴捆細胞(箭);B.AML伴t(8;21)(q22;q22); RUNX1-RUNX1T1,強陽性
(4)急性原始單核細胞/單核細胞白血病:原始單核及幼稚單核細胞幾乎均呈陰性,個別細胞弱陽性(圖1-49)。
(5)急性粒-單核細胞白血病時原始粒細胞及早幼粒細胞呈陽性,原始單核及幼稚單核細胞呈陰性(圖1-50)。
(6)急性淋巴細胞白血病和急性原始巨核細胞白血病:均陰性(圖1-51)。
圖1-49 急性原始單核細胞/單核細胞白血病NAS-DCE染色(甲基綠復染)
A.急性原始單核細胞白血病,陰性;B.急性單核細胞白血病,陰性
圖1-50 急性粒-單核細胞白血病NAS-DCE染色(甲基綠復染)
A、B.各有部分陽性細胞
圖1-51 急性白血病NAS-DCE染色(甲基綠復染)
A.ALL,陰性;B.急性原始巨核細胞白血病,陰性
(二)醋酸AS-D萘酚酯酶(naphthol AS-D acetate esterase,NAS-DAE) 1.原理
NAS-DAE是一種中性非特異性酯酶,在中性條件下,水解基質液中的醋酸AS-D萘酚并釋放出AS-D萘酚,后者與基質液中的重氮鹽偶聯形成不溶性的有色沉淀,定位于細胞質內酯酶所在的部位。NASDAE存在于單核細胞系、粒細胞系和巨核細胞系的細胞中(圖1-52),其對單核細胞系特異性較強,并被氟化鈉抑制。NAS-DAE反應結果以陽性率和氟化鈉抑制率表示。
2.臨床意義
主要用于輔助鑒別急性白血病細胞類型。
(1)急性原始單核細胞/單核細胞白血病:
白血病細胞多呈較強陽性,且能被氟化鈉抑制(圖1-53)。
圖1-53 急性原始單核細胞/單核細胞白血病NAS-DAE染色(中性紅復染)
A.急性單核細胞白血病呈強陽性;B.A病人加氟化鈉抑制后,陽性的白血病細胞明顯被抑制
(2)急性淋巴細胞白血病:
原始及幼稚淋巴細胞呈陰性或弱陽性,陽性不能被氟化鈉抑制(圖1-54)。
圖1-54 急性淋巴細胞白血病NAS-DAE染色(中性紅復染)
A.急性淋巴細胞白血病呈弱陽性;B.A病人加氟化鈉抑制后,陽性的白血病細胞沒有被抑制
(3)急性髓系白血病未成熟型及成熟型:
原始粒細胞呈陽性或陰性,陽性反應不能被氟化鈉抑制(圖1-55)。
(4)急性早幼粒細胞白血病伴PMLRARα:
異常早幼粒細胞呈強陽性,且陽性常不被氟化鈉抑制(圖1-56)。
(5)急性粒-單核細胞白血病:
原始粒細胞呈陰性至陽性,陽性不被氟化鈉抑制,原始及幼稚單核細胞呈陽性,陽性能被氟化鈉抑制,因此,急性粒-單核細胞白血病時,NASDAE染色呈現出部分陽性被氟化鈉抑制(圖1-57)。
三、過碘酸-雪夫反應
(一)原理
圖1-55 急性髓系白血病未成熟型NAS-DAE染色(中性紅復染)
A.急性髓系白血病未成熟型呈陽性;B.A病人加氟化鈉抑制后,陽性的白血病細胞沒有被抑制
圖1-56 APL伴 PML-RARα的NAS-DAE染色(中性紅復染)
A.APL伴 PML-RARα呈強陽性;B.A病人加氟化鈉抑制后,陽性的白血病細胞沒有被抑制
圖1-57 急性粒-單核細胞白血病NAS-DAE染色(中性紅復染)
A.急性粒-單核細胞白血病呈陽性;B.A病人加氟化鈉抑制后,陽性的白血病細胞部分被抑制
過碘酸-雪夫反應(periodic acid-Schiff reaction,PAS),又稱為糖原染色。細胞質內的糖原或多糖類物質含有乙二醇基,被過碘酸氧化,形成雙醛基(-CHO-CHO)。雙醛基使雪夫試劑中的品紅重新排列顯色,紅色物質定位于糖原存在部位。糖原存在于多種血細胞中(圖1-58),反應結果以陽性率及顆粒性狀表示。
(二)臨床意義 1.紅細胞疾病的鑒別
多數良性血液疾病,如缺鐵性貧血、珠蛋白生成障礙性貧血、巨幼細胞貧血、再生障礙性貧血及其他溶血性貧血中的有核紅細胞常呈陰性,個別細胞可呈弱陽性。紅血病、紅白血病、骨髓增生異常綜合征中有核紅細胞可陽性(圖1-59)。
2.輔助鑒別急性白血病的類型 (1)急性淋巴細胞白血病:
原始淋巴細胞及幼稚淋巴細胞的陽性率升高,呈粗顆粒狀或小塊狀陽性(圖1-60)。
(2)急性髓系白血病:
部分原始粒細胞呈陽性,細顆粒狀或彌散分布,異常早幼粒細胞呈較強陽性(圖1-61)。
(3)急性原始單核細胞/單核細胞白血病:
原始單核及幼稚單核細胞可呈陽性,陽性呈細顆粒狀,有時胞質邊緣處顆粒較粗大(圖1-62)。
(4)急性紅白血病和急性原始巨核細胞白血病:
有時白血病細胞呈陽性,呈粗顆粒狀、小塊狀或彌散分布(圖1-63)。
3.其他疾病的輔助診斷(圖1-64) (1)惡性淋巴瘤:
淋巴瘤細胞呈陰性或陽性,陽性呈塊狀或粗顆粒狀,但Reed-Sternberg細胞陰性或弱陽性。
(2)感染性淋巴細胞增高性疾病:
傳染性“單個核細胞”增多癥時,淋巴細胞陽性程度輕度增高,而其他病毒感染時,淋巴細胞多正常。
(3)類脂質沉積病:
戈謝細胞呈強陽性,尼曼-匹克細胞呈陰性或弱陽性。
(4)骨髓轉移性腺癌:
呈強陽性。
四、中性粒細胞堿性磷酸酶染色
(一)原理(偶氮偶聯法)
圖1-60 急性淋巴細胞白血病PAS染色(甲基綠復染)
A.原幼淋巴細胞陽性,呈粗顆粒狀;B.原幼淋巴細胞陽性,呈塊狀
圖1-61 急性髓系白血病PAS染色(甲基綠復染)
A.AML伴t(8;21)(q22;q22); RUNX1-RUNX1T1,異常中性中幼粒細胞呈彌散細顆粒狀陽性;B.APL伴 PML-RARα,異常早幼粒細胞呈較強陽性、細顆粒狀
圖1-62 急性原始單核細胞/單核細胞白血病PAS染色(甲基綠復染)
A.胞質邊緣處陽性顆粒較粗大;B.陽性顆粒呈細顆粒彌散分布
中性粒細胞堿性磷酸酶(neutrophilic alkaline phosphatase,NAP)在堿性條件下水解底物中的磷酸萘酚鈉,釋放出萘酚,后者與重氮鹽偶聯,生成的不溶性有色沉淀物,定位于細胞質酶活性所在處。NAP主要存在于成熟中性粒細胞中(圖1-65),反應結果以陽性率和積分表示。
圖1-63 急性紅白血病和急性原始巨核細胞白血病PAS染色(甲基綠復染)
A.急性紅白血病,箭頭所示呈粗顆粒狀陽性;B.急性原始巨核細胞白血病,呈陰性
(二)臨床意義 1.鑒別慢性髓細胞白血病與類白血病反應
前者NAP活性明顯降低,積分常為零,而后者NAP活性顯著增加,積分明顯增高(圖1-66)。
2.鑒別感染類型
細菌性感染(尤其是化膿性感染)NAP活性明顯增高,而病毒、支原體、衣原體或寄生蟲感染時NAP常無明顯變化(圖1-67)。
3.鑒別急性白血病類型
急性粒細胞白血病NAP活性常降低,急性淋巴細胞白血病NAP活性多增強,急性單核細胞白血病NAP活性一般正常或減低(圖1-68)。
4.鑒別再生障礙性貧血與陣發性睡眠性血紅蛋白尿癥
圖1-66 NAP染色(甲基綠復染)
A.慢性髓細胞白血病慢性期,NAP陰性;B.感染血涂片,中性粒細胞陽性
圖1-67 NAP染色(甲基綠復染)
A.細菌性感染血涂片;B.病毒性感染血涂片
圖1-68 NAP染色(甲基綠復染)
A.急性淋巴細胞白血病血涂片;B.急性粒細胞白血病血涂片
前者常增高,而后者常減低(圖1-69)。
圖1-69 NAP染色(甲基綠復染)
A.再生障礙性貧血血涂片;B.陣發性睡眠性血紅蛋白尿癥血涂片
5.其他疾病的輔助診斷(圖1-70) (1)慢性中性粒細胞白血病:
NAP積分增加。
(2)慢性髓細胞白血病加速期:
NAP積分增加。
(3)原發性血小板增多癥:
NAP積分增加。
(4)真性紅細胞增多癥:
NAP積分增加。
(5)骨髓增生異常綜合征:
NAP積分下降。
(6)不典型慢性髓細胞白血病:
NAP積分下降。
五、鐵染色
(一)原理
骨髓中的鐵在酸性環境下與亞鐵氰化鉀作用,形成藍色沉淀,定位于含鐵的部位。骨髓中的鐵主要存在于幼紅細胞(細胞內鐵)和骨髓小粒(細胞外鐵)中(圖1-71和1-72)。報告方式為骨髓細胞外鐵陽性程度、細胞內鐵陽性率及各型比例(包括環形鐵粒幼紅細胞,即幼紅細胞胞質中存在鐵顆粒5個以上,且圍繞核周1/3以上排列)。
(二)臨床意義
主要用于缺鐵性貧血和環形鐵粒幼紅細胞增多性貧血的診斷和鑒別診斷。
1.缺鐵性貧血
IDA病人細胞外鐵陰性,細胞內鐵明顯減少甚至為0(圖1-73)。
2.鐵粒幼細胞貧血
細胞內鐵、外鐵及環形鐵粒幼紅細胞明顯增多(圖1-74)。
圖1-73 缺鐵性貧血鐵染色(中性紅復染)
A.骨髓細胞外鐵陰性(×100);B.細胞內鐵陰性
圖1-74 鐵粒幼細胞貧血鐵染色(中性紅復染)
A.骨髓外鐵:+++(×100);B.環形鐵粒幼紅細胞易見
3.骨髓增生異常綜合征
伴環形鐵粒幼紅細胞增多的難治性貧血,其環形鐵粒幼紅細胞大于有核紅細胞的15%,細胞外鐵也常增加(圖1-75)。
4.非缺鐵性貧血(圖1-76) (1)巨幼細胞貧血、溶血性貧血、再生障礙性貧血和白血病引起的貧血:
細胞內鐵和外鐵正常或增加。
(2)感染、肝硬化、慢性腎炎、尿毒癥、血色病等疾病:
鐵粒幼紅細胞可減少,但細胞外鐵明顯增加。
圖1-75 骨髓增生異常綜合征鐵染色(中性紅復染)
A.骨髓外鐵:++(×100);B.環形鐵粒幼紅細胞易見
(胡王強)