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流式细胞术在临床检验中的应用

 开心100mm05xkw 2017-08-03



流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)是一种可对单细胞悬液进行快速定性、定量分析和分选的技术。它不仅可以对细胞表面抗原进行检测,也能对细胞内部的生物大分子进行检测,能够在细胞水平上对相关疾病进行诊断和病程监测。因此在临床医学及科学研究中发挥着非常重要的作用。随着技术水平的不断提高及完善,FCM得到了更为广泛的应用。目前,FCM在临床检验方面主要应用于血液学、免疫学、肿瘤、等临床医学和基础医学研究领域,具有检测样品快速、准确以及灵敏度性高等特点,为临床检验提供了一种强有力的手段和全新的医学视角,是临床检验工作中重要的一种研究工具。



FCM主要由液流系统、光学系统、电子系统组成。其主要基本原理是将待测样本染色后制成单细胞悬液放入样品管中,通过气体的压力使样品进入鞘液,鞘液与样品之间会形成一定的压力,当压力达到一定程度后,在鞘液的带动下,单细胞悬浮样品会形成单细胞柱状经过激光聚焦区,样品柱与激光束垂直,由于样品经特异性染料处理,因此在激光激发下会产生特定波长的荧光。流式细胞仪中的光学系统收集到荧光信号后进行信号处理,再经过计算机系统对这些数字信号收集、储存,以一维直方图或二维点阵图及数据表或三维图形显示出来,然后做出统计分析从而获得所需要的检测结果。


1.FCM在血液学中的应用


FCM主要通过对外周血细胞和骨髓细胞表面抗原和DNA的检测分析对各种血液病如白血病、淋巴瘤等血液系统疾病的分型、诊断、治疗及预后判断均有重要作用。血细胞在白细胞系、红细胞系、巨核细胞系、血小板及非造血细胞均有不同的分化抗原表达,分布在细胞质、细胞膜中。血液肿瘤细胞的特征是丧失了正常细胞的系类专一性和分化阶段的规律性,运用FCM将具有系列特异性并涵盖不同分化阶段的单克隆体作为分子探针来检测血液肿瘤细胞的内外抗原,可以反映其本质上与正常造血细胞的差异。由于不同的血细胞系统都有其特有的表面抗原,FCM通过采用各种血细胞表面分化抗原特异的单克隆抗体,借助于各种不同的荧光染料(FITC、PE)可同时检测一个单细胞的不同参数,根据所测的参数结果来判断出该血细胞的属性。在各种急性白血病的诊断和鉴别中,一般形态学检查很难区分,而FCM对白血病的诊断与分型、治疗方案选择与预后判断、发病机理研究等有着重要的价值。FCM还可以通过噻唑橙、丫啶橙等荧光染料与红细胞中的RNA结合定量地测定网织红细胞中的RNA,得到网织红细胞占成熟红细胞的百分比,从而准确地反映骨髓造血功能。此外FCM还可以测出网织红细胞的成熟度,对红细胞增值能力的判断很有意义,为干细胞移植术后恢复的判断、贫血的治疗监测、肿瘤患者放化疗对骨髓的抑制状况等提供依据。FCM 在血小板相关疾病的诊断中也有许多应用。血小板是止血机制中一个重要的因素,当受到外界刺激时血小板会被活化而发生一系列改变。从血小板膜的糖蛋白表达水平的高低可判断血小板的活化程度,利用FCM 测定血小板膜糖蛋白的表达情况来为血小板膜糖蛋白异常所致疾病的诊断提供依据。在血栓性疾病的诊断和治疗中,这种测定可以评价活化血小板程度在血栓性疾病和血栓前状态发生、发展中的作用。


2.FCM在免疫学中的应用


随着单克隆抗体技术的发展,FCM在免疫学中的作用也越来越大。通过表面标志物质监测各细胞及细胞内各种细胞因子在体内的水平,以及对患者淋巴细胞各亚群数量的测定,可监控患者的免疫状态,辅助相关疾病的诊断,指导相关临床疾病的治疗。T、B细胞和自然杀伤淋巴细胞的水平是检验免疫状态的一个重要指标。 总的T淋巴细胞和B淋巴细胞百分数可以用来判断某些免疫缺陷和自身免疫性疾病。了解CD4+和CD8+淋巴细胞的百分数有助于监测患有免疫缺陷疾病、自身免疫性疾病或有免疫反应的患者的免疫状态。正常人淋巴细胞CD4+/CD8+比值大约为2/1,比值升高表明机体免疫机能亢进,见于自身免疫性疾病,如SLE、类风湿性关节炎、自身免疫性溶血等。比值降低表明机体免疫机能下降,如艾滋病、病毒感染、肿瘤患者、活动性肝硬化、AA等。FCM还可以进行HLA群体分析,在强直性脊柱炎患者中用流式细胞术检测HLA-B27抗原阳性率高达2.6%,而且可以排除交叉反应,提高检测的灵敏度和准确性。


3.FCM在肿瘤学中的应用


随着科技的进步与发展,FCM的出现使肿瘤治疗有了质的飞跃。其应用主要是通过测DNA含量实现的,包括癌前病变检查、早期癌变的检出、化疗指导以及预后评估等。正常细胞均是DNA二倍体,当细胞癌基因表达或者由良性的肿瘤细胞转变成恶性肿瘤细胞时,这些细胞中DNA水平会发生改变,这些细胞的DNA倍体变化或者染色体结构异常在FCM检测过程中会以DNA倍体数量的改变表现出来。FCM对DNA异倍体精确的分析是肿瘤诊断、间叶组织良恶性肿瘤判断的重要依据。利用FCM还可以测定肿瘤细胞的增殖活性、分化程度和凋亡水平,这些细胞参数与肿瘤的恶性程度密切相关,并为肿瘤临床治疗方案的选择提供可靠的理论基础。


4.FCM在精子功能检测中的应用


精子质量检测是诊断男性不育症的重要手段,研究发现吸烟、酗酒、辐射和化学物质均能在不同程度上影响精子核完整性,从而造成受精成功率低或者习惯性流产。常规的精液检查只能反映精子的形态特征和有限的功能,不能为生育能力提供准确评估的依据,用FCM检查精液可把定性的描述变成定量的研究,提高了实验结果的准确性,可对精液进行高通量、多参数分析,得到不同时期的细胞。FCM还能对精子线粒体功能进行检测。线粒体是提供精子运动所需能量的供应站,线粒体的功能好坏直接影响精子的活力,因此,线粒体的功能也是衡量精子质量的关键指标。利用FCM检测精子的质量更加快速准确,在男性不育的诊断、优生优育及精子内部结构研究中具有重要意义。


FCM是一种在医学基础、临床及科研领域中具有广泛应用前景的细胞分析技术,由于FCM具有快速、高精度、高准确性、多参数和高通量等优点,使其逐步成为医学临床检验领域中极具发展潜力的高技术平台。随着单克隆抗体、荧光染料标记技术、计算机技术等相关技术的不断开发和利用,FCM在临床检验学中的应用会越来越广泛,将会更进一步推动临床检验学的发展。


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