第二节 细胞化学染色
细胞化学染色(cytochemical stain)是以细胞形态学为基础,运用化学、生物化学等技术对细胞内的各种化学物质进行定性、定位及半定量分析的方法。细胞化学染色在临床上主要用于:①辅助判断白血病的细胞类型;②血液病与其他非血液病的诊断和鉴别诊断。
一、髓过氧化物酶染色
(一)原理
过氧化物酶(peroxidase,POX)主要为髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO),血细胞内的MPO,能催化联苯胺复合物使其脱氢后形成有色不溶性沉淀,定位于MPO所在的活性部位。MPO是人类中性粒细胞含量最多的一种蛋白质,反应结果以阳性率和阳性强度表示。正常血细胞反应如图1-44所示。
(二)临床意义
主要用于鉴别急性白血病类型(图1-45)。
1.急性淋巴细胞白血病
原始淋巴细胞、幼稚淋巴细胞均呈阴性(图1-45A)。
2.急性髓系白血病未成熟型及成熟型
原始粒细胞呈阳性或阴性,一般为(+)~(++)(图1-45B)。AML伴t(8;21)(q22;q22); RUNX1-RUNX1T1中异常中性中幼粒细胞呈强阳性(图1-45C)。
3.急性早幼粒细胞白血病伴PML-RARα
异常早幼粒细胞呈强阳性,为(+++)~(++++)(图1-45D)。
4.急性粒-单核细胞白血病
原始及幼稚单核细胞呈阴性或弱阳性,原始粒细胞呈阳性或阴性(图1-45E)。AML伴inv(16)(p13.1;q22);或t(16;16)(p13.1;q22); CBFβ -MYH11中嗜酸性粒细胞呈强阳性(图1-45F)。
5.急性原始单核细胞/单核细胞白血病
原始及幼稚单核细胞呈阴性或弱阳性(图1-45G)。
6.急性红白血病
有核红细胞呈阴性,原始细胞呈阳性或阴性(图1-45H)。
二、酯酶染色
血细胞酯酶有两大类:特异性酯酶(specific esterase,SE)和非特异性酯酶(nonspecific esterase,NSE)。特异性酯酶主要是指氯乙酸AS-D萘酚酯酶,非特异性酯酶有多种,本文主要指醋酸AS-D萘酚酯酶。目前显示血细胞中酯酶的方法均为偶氮偶联法。
(一)氯乙酸AS-D萘酚酯酶(naphthol AS-D chloroacetate esterase,NAS-DCE) 1.原理
NAS-DCE可水解基质液中的氯乙酸AS-D萘酚,释放出AS-D萘酚,后者与基质液中的重氮盐偶联,形成不溶性的有色沉淀,定位于细胞质内酯酶所在的部位。NAS-DCE几乎仅出现于粒系细胞中(图1-46),反应结果以阳性率和阳性强度表示。
2.临床意义
主要用于辅助鉴别急性白血病细胞类型,尤其有助于粒系和单系的鉴别。
(1)急性髓系白血病未成熟型及成熟型:原始粒细胞多呈阳性,少数呈阴性(图1-47)。
图1-47 急性髓系白血病未成熟型及成熟型NAS-DCE染色(甲基绿复染)
A.急性髓系白血病未成熟型,呈部分阳性;B.急性髓系白血病成熟型,呈部分阳性
(2) AML伴t(8;21)(q22;q22); RUNX1-RUNX1T1:异常中性中幼粒细胞呈强阳性(图1-48)。
(3)急性早幼粒细胞白血病伴 PMLRARα:早幼粒细胞呈强阳性(图1-48)。
图1-48 急性髓细胞白血病NAS-DCE染色(甲基绿复染)
A.APL伴 PML-RARα,强阳性,可见柴捆细胞(箭);B.AML伴t(8;21)(q22;q22); RUNX1-RUNX1T1,强阳性
(4)急性原始单核细胞/单核细胞白血病:原始单核及幼稚单核细胞几乎均呈阴性,个别细胞弱阳性(图1-49)。
(5)急性粒-单核细胞白血病时原始粒细胞及早幼粒细胞呈阳性,原始单核及幼稚单核细胞呈阴性(图1-50)。
(6)急性淋巴细胞白血病和急性原始巨核细胞白血病:均阴性(图1-51)。
图1-49 急性原始单核细胞/单核细胞白血病NAS-DCE染色(甲基绿复染)
A.急性原始单核细胞白血病,阴性;B.急性单核细胞白血病,阴性
图1-50 急性粒-单核细胞白血病NAS-DCE染色(甲基绿复染)
A、B.各有部分阳性细胞
图1-51 急性白血病NAS-DCE染色(甲基绿复染)
A.ALL,阴性;B.急性原始巨核细胞白血病,阴性
(二)醋酸AS-D萘酚酯酶(naphthol AS-D acetate esterase,NAS-DAE) 1.原理
NAS-DAE是一种中性非特异性酯酶,在中性条件下,水解基质液中的醋酸AS-D萘酚并释放出AS-D萘酚,后者与基质液中的重氮盐偶联形成不溶性的有色沉淀,定位于细胞质内酯酶所在的部位。NASDAE存在于单核细胞系、粒细胞系和巨核细胞系的细胞中(图1-52),其对单核细胞系特异性较强,并被氟化钠抑制。NAS-DAE反应结果以阳性率和氟化钠抑制率表示。
2.临床意义
主要用于辅助鉴别急性白血病细胞类型。
(1)急性原始单核细胞/单核细胞白血病:
白血病细胞多呈较强阳性,且能被氟化钠抑制(图1-53)。
图1-53 急性原始单核细胞/单核细胞白血病NAS-DAE染色(中性红复染)
A.急性单核细胞白血病呈强阳性;B.A病人加氟化钠抑制后,阳性的白血病细胞明显被抑制
(2)急性淋巴细胞白血病:
原始及幼稚淋巴细胞呈阴性或弱阳性,阳性不能被氟化钠抑制(图1-54)。
图1-54 急性淋巴细胞白血病NAS-DAE染色(中性红复染)
A.急性淋巴细胞白血病呈弱阳性;B.A病人加氟化钠抑制后,阳性的白血病细胞没有被抑制
(3)急性髓系白血病未成熟型及成熟型:
原始粒细胞呈阳性或阴性,阳性反应不能被氟化钠抑制(图1-55)。
(4)急性早幼粒细胞白血病伴PMLRARα:
异常早幼粒细胞呈强阳性,且阳性常不被氟化钠抑制(图1-56)。
(5)急性粒-单核细胞白血病:
原始粒细胞呈阴性至阳性,阳性不被氟化钠抑制,原始及幼稚单核细胞呈阳性,阳性能被氟化钠抑制,因此,急性粒-单核细胞白血病时,NASDAE染色呈现出部分阳性被氟化钠抑制(图1-57)。
三、过碘酸-雪夫反应
(一)原理
图1-55 急性髓系白血病未成熟型NAS-DAE染色(中性红复染)
A.急性髓系白血病未成熟型呈阳性;B.A病人加氟化钠抑制后,阳性的白血病细胞没有被抑制
图1-56 APL伴 PML-RARα的NAS-DAE染色(中性红复染)
A.APL伴 PML-RARα呈强阳性;B.A病人加氟化钠抑制后,阳性的白血病细胞没有被抑制
图1-57 急性粒-单核细胞白血病NAS-DAE染色(中性红复染)
A.急性粒-单核细胞白血病呈阳性;B.A病人加氟化钠抑制后,阳性的白血病细胞部分被抑制
过碘酸-雪夫反应(periodic acid-Schiff reaction,PAS),又称为糖原染色。细胞质内的糖原或多糖类物质含有乙二醇基,被过碘酸氧化,形成双醛基(-CHO-CHO)。双醛基使雪夫试剂中的品红重新排列显色,红色物质定位于糖原存在部位。糖原存在于多种血细胞中(图1-58),反应结果以阳性率及颗粒性状表示。
(二)临床意义 1.红细胞疾病的鉴别
多数良性血液疾病,如缺铁性贫血、珠蛋白生成障碍性贫血、巨幼细胞贫血、再生障碍性贫血及其他溶血性贫血中的有核红细胞常呈阴性,个别细胞可呈弱阳性。红血病、红白血病、骨髓增生异常综合征中有核红细胞可阳性(图1-59)。
2.辅助鉴别急性白血病的类型 (1)急性淋巴细胞白血病:
原始淋巴细胞及幼稚淋巴细胞的阳性率升高,呈粗颗粒状或小块状阳性(图1-60)。
(2)急性髓系白血病:
部分原始粒细胞呈阳性,细颗粒状或弥散分布,异常早幼粒细胞呈较强阳性(图1-61)。
(3)急性原始单核细胞/单核细胞白血病:
原始单核及幼稚单核细胞可呈阳性,阳性呈细颗粒状,有时胞质边缘处颗粒较粗大(图1-62)。
(4)急性红白血病和急性原始巨核细胞白血病:
有时白血病细胞呈阳性,呈粗颗粒状、小块状或弥散分布(图1-63)。
3.其他疾病的辅助诊断(图1-64) (1)恶性淋巴瘤:
淋巴瘤细胞呈阴性或阳性,阳性呈块状或粗颗粒状,但Reed-Sternberg细胞阴性或弱阳性。
(2)感染性淋巴细胞增高性疾病:
传染性“单个核细胞”增多症时,淋巴细胞阳性程度轻度增高,而其他病毒感染时,淋巴细胞多正常。
(3)类脂质沉积病:
戈谢细胞呈强阳性,尼曼-匹克细胞呈阴性或弱阳性。
(4)骨髓转移性腺癌:
呈强阳性。
四、中性粒细胞碱性磷酸酶染色
(一)原理(偶氮偶联法)
图1-60 急性淋巴细胞白血病PAS染色(甲基绿复染)
A.原幼淋巴细胞阳性,呈粗颗粒状;B.原幼淋巴细胞阳性,呈块状
图1-61 急性髓系白血病PAS染色(甲基绿复染)
A.AML伴t(8;21)(q22;q22); RUNX1-RUNX1T1,异常中性中幼粒细胞呈弥散细颗粒状阳性;B.APL伴 PML-RARα,异常早幼粒细胞呈较强阳性、细颗粒状
图1-62 急性原始单核细胞/单核细胞白血病PAS染色(甲基绿复染)
A.胞质边缘处阳性颗粒较粗大;B.阳性颗粒呈细颗粒弥散分布
中性粒细胞碱性磷酸酶(neutrophilic alkaline phosphatase,NAP)在碱性条件下水解底物中的磷酸萘酚钠,释放出萘酚,后者与重氮盐偶联,生成的不溶性有色沉淀物,定位于细胞质酶活性所在处。NAP主要存在于成熟中性粒细胞中(图1-65),反应结果以阳性率和积分表示。
图1-63 急性红白血病和急性原始巨核细胞白血病PAS染色(甲基绿复染)
A.急性红白血病,箭头所示呈粗颗粒状阳性;B.急性原始巨核细胞白血病,呈阴性
(二)临床意义 1.鉴别慢性髓细胞白血病与类白血病反应
前者NAP活性明显降低,积分常为零,而后者NAP活性显著增加,积分明显增高(图1-66)。
2.鉴别感染类型
细菌性感染(尤其是化脓性感染)NAP活性明显增高,而病毒、支原体、衣原体或寄生虫感染时NAP常无明显变化(图1-67)。
3.鉴别急性白血病类型
急性粒细胞白血病NAP活性常降低,急性淋巴细胞白血病NAP活性多增强,急性单核细胞白血病NAP活性一般正常或减低(图1-68)。
4.鉴别再生障碍性贫血与阵发性睡眠性血红蛋白尿症
图1-66 NAP染色(甲基绿复染)
A.慢性髓细胞白血病慢性期,NAP阴性;B.感染血涂片,中性粒细胞阳性
图1-67 NAP染色(甲基绿复染)
A.细菌性感染血涂片;B.病毒性感染血涂片
图1-68 NAP染色(甲基绿复染)
A.急性淋巴细胞白血病血涂片;B.急性粒细胞白血病血涂片
前者常增高,而后者常减低(图1-69)。
图1-69 NAP染色(甲基绿复染)
A.再生障碍性贫血血涂片;B.阵发性睡眠性血红蛋白尿症血涂片
5.其他疾病的辅助诊断(图1-70) (1)慢性中性粒细胞白血病:
NAP积分增加。
(2)慢性髓细胞白血病加速期:
NAP积分增加。
(3)原发性血小板增多症:
NAP积分增加。
(4)真性红细胞增多症:
NAP积分增加。
(5)骨髓增生异常综合征:
NAP积分下降。
(6)不典型慢性髓细胞白血病:
NAP积分下降。
五、铁染色
(一)原理
骨髓中的铁在酸性环境下与亚铁氰化钾作用,形成蓝色沉淀,定位于含铁的部位。骨髓中的铁主要存在于幼红细胞(细胞内铁)和骨髓小粒(细胞外铁)中(图1-71和1-72)。报告方式为骨髓细胞外铁阳性程度、细胞内铁阳性率及各型比例(包括环形铁粒幼红细胞,即幼红细胞胞质中存在铁颗粒5个以上,且围绕核周1/3以上排列)。
(二)临床意义
主要用于缺铁性贫血和环形铁粒幼红细胞增多性贫血的诊断和鉴别诊断。
1.缺铁性贫血
IDA病人细胞外铁阴性,细胞内铁明显减少甚至为0(图1-73)。
2.铁粒幼细胞贫血
细胞内铁、外铁及环形铁粒幼红细胞明显增多(图1-74)。
图1-73 缺铁性贫血铁染色(中性红复染)
A.骨髓细胞外铁阴性(×100);B.细胞内铁阴性
图1-74 铁粒幼细胞贫血铁染色(中性红复染)
A.骨髓外铁:+++(×100);B.环形铁粒幼红细胞易见
3.骨髓增生异常综合征
伴环形铁粒幼红细胞增多的难治性贫血,其环形铁粒幼红细胞大于有核红细胞的15%,细胞外铁也常增加(图1-75)。
4.非缺铁性贫血(图1-76) (1)巨幼细胞贫血、溶血性贫血、再生障碍性贫血和白血病引起的贫血:
细胞内铁和外铁正常或增加。
(2)感染、肝硬化、慢性肾炎、尿毒症、血色病等疾病:
铁粒幼红细胞可减少,但细胞外铁明显增加。
图1-75 骨髓增生异常综合征铁染色(中性红复染)
A.骨髓外铁:++(×100);B.环形铁粒幼红细胞易见
(胡王强)