细胞仪原理及检验作用

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1工作原理

细胞仪主要由液流系统、光学系统、检测系统和数据处理系统4个部分组成，有些细胞仪还包括细胞分选系统。当制备成单细胞悬液的待测细胞经特异性荧光染色后放入样品管中，通过充满鞘液的细胞流动室，在稳定的压力下细胞悬液保持在鞘液中心恒速流动，排成单列由喷嘴喷出，形成细胞液柱进入检测区域，细胞被激光激发后发出散射光与荧光，检测器根据光的强度将光转变成与光量成比例的电脉冲，并使电脉冲经过放大处理后，收集结果进行分析、比较和显示。此外，它还能在检测时根据液滴偏转原理进行分选。

2在医学检验中的应用

细胞仪目前在医院的检验科室应用相当广泛，涉及各个科室的诊断和分析，本文从免疫学、肿瘤学、细胞学以及血液检查这几个方面的应用作简单的介绍。

2．1免疫学方面的应用

目前细胞仪用于免疫学基础研究和临床医学的各个方面。它在临床医学中的应用，主要是流式免疫检测技术。它克服了传统免疫技术难以准确定量的不足，并且可对单个细胞进行单色或同时多色荧光染色标记。自身免疫疾病、免疫缺陷性疾病、变态反应性疾病、病毒感染、恶性肿瘤等均有淋巴细胞亚群的异常改变。所以检测外周血T淋巴细胞亚群(CD3、CD4、CD8)及其比值(CD4。。／CD8)是反映机体免疫状态的重要参数之一。应用不同的CD系列的单克隆抗体，细胞仪能区分出不同的淋巴细胞亚群，并计算出他们的数量及相互间的比例，对控制这些疾病的发生、发展及了解疾病的发病机制、指导临床治疗，都有极其重要的意义I]。细胞仪除了在淋巴细胞亚群分析外，还在细胞特异性标志物的分析中发挥作用。细胞仪能检测各种免疫细胞的特异性标志物及细胞内的各种细胞因子、表面受体(淋巴因子受体、干扰素受体、白细胞介素受体等)的定量分析，在冠心病、动脉粥样硬化、恶性肿瘤、自身免疫性疾病的临床应用相当广泛。细胞内的受体，如雌激素、糖皮质激素受体的检测，可指导乳腺癌的性激素治疗和糖皮质激素的治疗。细胞仪与经典化学同位素标记测定受体法相比，优势在于它的单细胞测定可在混合细胞中选择性测定其中一群，可在同一群细胞中观察每个细胞上受体量的差异，并可将死细胞扣除¨2]。

2．2在肿瘤细胞筛查中的应用

目前，病理学尚不能证实为恶性的交界瘤，经细胞仪检测出DNA非整倍体细胞时可考虑为恶性肿瘤，而病理学认为两性的肿瘤经流式细胞仪测出非整倍体则提示有恶性转变的可能。大量研究表明，癌前病变的癌变率与病变的增生程度一致，而增生程度与DNA含量的异常改变又呈平行关系。细胞仪通过精确定量DNA含量，能对癌前病变的性质和发展趋势作出判断，有助于癌前病变的早期判断。Barrett食管是食管癌的癌前病变之一，Montgomery等用细胞仪技术对58例Barrett食管进行了分析，发现DNA非整倍体中有77为高度不典型增生对于造血系统恶性肿瘤的早期诊断，形态学上一般不具有典型的特征，应用细胞仪的DNA倍体检测可解决这一问题。国外科学家曾对7例早期T淋巴细胞性淋巴细胞瘤的活体标本进行DNA分析，发现这7例患者的DNA均为非整倍体，而5～12个月后，病理结果才能诊断为淋巴瘤。故认为流式细胞术对淋巴瘤的早期诊断较之形态学方法更为敏感、准确，它可以测得正常细胞与异常细胞间的微小差异，在形态学还不能作出诊断以前就可以提供确切的疾病信息j。

2．3在细胞研究中的应用

细胞仪在细胞学研究中最重要的一环就是研究细胞凋亡的作用。细胞仪检测凋亡细胞是结合了形态学检测、生化改变及DNA含量变化、细胞膜磷脂分布的改变及DNA断裂点标记等几方面。细胞仪应用于凋亡形态学时，主要是根据细胞凋亡时出现细胞膜皱缩，胞质浓缩，体积减少；因此检测时前向角散射光(forwardscatter，FSC)下降，而侧向角散射光(sidescatter，SS)增加，但这种表现只出现于凋亡最早期，所以，形态学检测一般用于凋亡期。检测凋亡较特异的方法可能是对DNA断裂点进行标记后细胞仪检测。在细胞凋亡过程中，半胱氨酰基天冬氨酸蛋白酶家族(Caspases)在凋亡早期才能检测到，在凋亡过程中持续升高，凋亡晚期快速下降，通过细胞仪对Caspases一3的检测，可动态观察凋亡的全过程。此外，可利用细胞凋亡时膜内侧的膜磷脂酚丝胺酸(Ps)由膜内侧翻转到膜外的特征进行检测。将荧光标记的亲PS的检测探针Annexin—V与PI联合标记染色，AV与处于细胞外环境的PS结合。由于早期凋亡细胞膜完整，PI不能通过完整的细胞膜，因此可定量检测早期凋亡细胞(V—FITC一／PI一群)及坏死细胞(V—FITC／PI一群)_4j。

2．4在血液检查中的应用细胞仪

在血液检查中的应用主要是在白血病治疗及检测、血栓和出血性疾病中的检测等方面。目前，世界各国科学家都提出白血病分型应采用MIC分型，它包括了形态学、免疫学及细胞遗传学3种分型方法。而通过细胞仪进行的免疫学分型已是传统形态学检查的必要补充。免疫学分型就是根据白血病细胞的膜表面标记和胞质内抗原来分析其表现型，确定细胞的来源及判断白血病的亚型。在白血病中的检测主要是用于检测化疗效果：流式细胞术能通过白血病细胞的细胞周期动态观察白血病的化疗效果。DNA非整倍体的消失可作为白血病细胞被杀伤的标志，也可作为判断疗效的标准之一。监测预后：通过检测白血病患者外周血和骨髓的DNA指数(I)I)、RNA指数(RI)和变异指数(CV)3项指标来判断预后，如果3项指标持续异常，或存在一个以上的白血病克隆(尤其是血和骨髓中同时出现)，则提示预后不良。而且，若同时测定两种或两种以上的细胞表型，可增加判断预后的意义。微小残留病变(MRD)检测：MRD是白血病复发的主要根源，流式细胞术高特异性与敏感性可以在患者缓解期检测是否有残留病变细胞，早期探测MRD，在复发的预防及监测方面有重要意义。出血性疾病主要是血小板的检测。血小板活化程度可根据血小板膜糖蛋白(GP)表达水平的高低来判断。细胞仪测定GP的表达情况已成为检测血小板功能的一种新方法。血小板活化时其质膜糖蛋白较其静止期发生很大变化。细胞仪用于分析血小板或血小板亚群GP，此外，细胞仪还可通过单抗免疫标记(GPIIb／11Ia，CD62，CD63等)检测血小板功能及活化情况，有利于血小板无力症、巨大血小板综合征及血栓栓塞性疾病的诊断和治疗]。细胞仪可以通过荧光抗体标记测定血小板抗体含量，直接测定血小板表面的相关抗体；间接法可测定血清中的相关抗体。利用流式细胞术对血小板相关免疫球蛋白(PAIg)的检测对免疫性血小板减少症的诊断具有一定的价值。

综上所述，细胞仪在医学检验与研究中的应用相当广泛，这主要得益于它的几个特点：一是能对单一细胞从单色到同时进行多色染色，这也使它区别于传统的免疫染色法。二是它不仅能测定细胞膜表面标记，还可检测细胞内成分。三是还可对液体中的可溶性成分(如细胞液中的细胞因子、血液中的自身抗体等)进行分析，只要将液体中的可溶性成分结合到类似于细胞大小的颗粒上，再进行荧光免疫标记即可。所以说无论在学习实践中，还是在临床医学检验中，细胞仪发挥了越来越多的作用，只有了解和掌握其原理及应用才能让它发挥更大的作用。