1.流式細(xì)胞儀的功能
(1)細(xì)胞參量分析
包括細(xì)胞大小、形狀、蛋白熒光、氧化還原狀態(tài),膜的結(jié)構(gòu)、流動(dòng)性、微粘度、膜電位,酶活性,鈣離子含量,pH值,染色質(zhì)結(jié)構(gòu),DNA合成,堿基比例等。
(2)細(xì)胞表型分析
從1982年正式以CD(clustor of differentiation)來表達(dá)(示)白細(xì)胞分化抗原。己確定的CD序號(hào)從CDl一CD247,這些細(xì)胞表面分化抗原,可以將人體組織細(xì)胞分為T細(xì)胞、B細(xì)胞、髓樣細(xì)胞、血小板、NK細(xì)胞、粘附分子、內(nèi)皮細(xì)胞,細(xì)胞因子受體/趨化性細(xì)胞因子受體、干細(xì)胞/祖細(xì)胞、碳水化合物/凝集素、非譜系組共13系。CD抗原在細(xì)胞表面的獲得和丟失在一定程度上反映細(xì)胞分化程度和功能狀態(tài)。研究CD的意義在于①理解CD抗原分子本身的一些特性及其與免疫功能的關(guān)系;②認(rèn)識(shí)和探討CD抗原所表達(dá)細(xì)胞的功能及其在疾病發(fā)生中的作用。
(3)細(xì)胞分選
這是FCM的一項(xiàng)重要功能,目前FCM對(duì)細(xì)胞亞群的分選純度可以達(dá)到99%,除了對(duì)特定的亞群加以分選外,還可以分出所需要的染色體加以分析甚至能結(jié)合PCR方法加以擴(kuò)增,這多用于研究中。
2.流式細(xì)胞儀檢測在臨床的應(yīng)用
流式細(xì)胞儀的功能決定了其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要地位,目前在臨床上主要用于細(xì)胞表型分析、造血系腫瘤診斷和分型、移植前配型及與免疫有關(guān)疾病分析等。
(1)CD抗原與白細(xì)胞分析
①T細(xì)胞
CD3+(注意下面CD分子的格式應(yīng)一致):成熟T淋巴細(xì)胞,是鑒定T細(xì)胞的重要標(biāo)志,判斷細(xì)胞免疫狀況。
CD4+: T輔助/誘導(dǎo)細(xì)胞亞群
CD8+: T抑制/細(xì)胞毒亞群
CD4+/CD8+比值:是免疫狀態(tài)標(biāo)志的檢測指標(biāo),正常CD4+/CD8+比值為1.2∽2.9,在腫瘤、免疫缺陷病、病毒感染、自身免疫病、器官移植后都有診斷、預(yù)后和治療的指導(dǎo)價(jià)值,其比例降低與病變程度有關(guān)。
CD8+ /CD28+與CD8+/CD28—:前者為細(xì)胞毒T細(xì)胞(Tc),后者為抑制性T細(xì)胞(Ts)。
CD4+/CD25+與CD4+/CD25—:前者為免疫調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,后者為效應(yīng)T細(xì)胞。
CD4+/CD29+:輔助性誘導(dǎo)細(xì)胞,輔助B細(xì)胞產(chǎn)生抗體和誘導(dǎo)細(xì)胞介導(dǎo)的淋巴細(xì)胞溶解作用,自身免疫性疾病可見增多。
CD4+ /CD 45RA+與CD4+ /CD45Ro+:前者為原初細(xì)胞(naivecell)主要功能是誘導(dǎo)Ts細(xì)胞活化和輔助其功能活性。SLE、MS患者外周血CD4+/CD 45RA+細(xì)胞減少,后者為記憶細(xì)胞(memorycell)。
②B淋巴細(xì)胞:CD19+是總的B淋巴細(xì)胞特異抗原,判斷體液免疫狀況。CD23+為IgE低親和力受體,分布于B淋巴細(xì)胞、嗜酸粒細(xì)胞上,增多與變態(tài)反應(yīng)性疾病、腎病綜合癥、白血病等有關(guān)。
③NK淋巴細(xì)胞: CD3—/CD(16+56)+細(xì)胞表型。
④單核/巨噬細(xì)胞標(biāo)志:CD14+細(xì)胞
(2)CD抗原與血小板分析
分析單個(gè)血小板或血小板亞群膜糖蛋白,是血小板膜糖蛋白檢測分析方法學(xué)上的重大發(fā)展,對(duì)先天性與獲得性血小板膜糖蛋白異常所致疾病的診斷,尤其是評(píng)價(jià)血栓性疾病與血栓前狀態(tài)發(fā)生與發(fā)展過程中血小板的活化程度及其診斷、治療、預(yù)防等具有特別重要的意義。FCM分析血小板膜糖蛋白方法簡便、快速、標(biāo)本用量少、靈敏度高、特異性強(qiáng)、結(jié)果準(zhǔn)確,為血小板的基礎(chǔ)和臨床研究提供了嶄新的手段。
CD62p(P選擇素)是一種糖蛋白,存在于血小板α顆粒以及內(nèi)皮細(xì)胞中。CD62p在體內(nèi)或體外刺激后,即轉(zhuǎn)移至膜表面,巨核細(xì)胞也有表達(dá)。CD62p又稱GMP—140或PADGEM蛋白(血小板活化依賴α顆粒膜蛋白),它在血小板與單核細(xì)胞及中性粒細(xì)胞相互作用中起關(guān)鍵作用。
CD63為溶酶體膜糖蛋白,在多種細(xì)胞的表面和胞漿內(nèi),尤其是在血小板內(nèi)部都能檢測到,血小板活化后即轉(zhuǎn)移至膜表面。
測血小板相關(guān)免疫球蛋白(PAIg)包括抗IgG、IgM、IgA有助于診斷免疫性血小板減少癥。
一些血小板的胞漿中含有核酸物質(zhì)RNA,可被噻唑橙(Thiazoleorange,TO)染色稱網(wǎng)織血小板。網(wǎng)織血小板是剛從骨髓中釋放出來的血小板,可用于血小板減少性疾病的鑒別診斷和療效監(jiān)測。
3.輔助白血病和淋巴瘤分型和診斷
FCM是血液病MICC分型法中免疫表型分析的重要手段。免疫分型可為臨床指導(dǎo)治療,判斷預(yù)后,預(yù)測復(fù)發(fā)提供幫助。
(1)白血病系列分化抗原:
T淋巴細(xì)胞白血?。篊D3、CD5、CD7、CD10
B淋巴細(xì)胞白血?。篊Dl9、CD20、CD21、CD22,CDl0
NK細(xì)胞白血?。篊Dl6、CD56、CD57
粒細(xì)胞白血病:CDl3、CD33、MPO(髓過氧化酶)
單核細(xì)胞白血?。篊Dl4、CDl5、 CDl1b
紅血?。貉吞堑鞍譇(glycophorinA),CDl3
巨核細(xì)胞白血病:CD41,CD42、CD61
(2)白血病系列非特異性抗原:
CD34+、HLA-DR+、CD38-為干細(xì)胞、CD34+、HLA-DR+、CD38+為原始細(xì)胞,CD34-、HLA-DR-、CD38+為幼稚細(xì)胞。
白血病細(xì)胞系列確定后,可根據(jù)系列抗原表達(dá)特點(diǎn)選擇單抗進(jìn)一步分亞型。
4.HIV和獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)
HIV主要感染CD4+T細(xì)胞,CD4+受體是病毒進(jìn)入的主要途徑。正常血中CD4+T細(xì)胞約1000細(xì)胞/ul(400---1500細(xì)胞/ul)。<400—500細(xì)胞/ul表示病毒強(qiáng)烈影響免疫系統(tǒng)。<200細(xì)胞/ul即使沒有癥狀可確定AIDS,有預(yù)后價(jià)值。HIV感染早期CD8+T細(xì)胞增多,發(fā)展為AIDS則下降。
5.DNA含量分析以及細(xì)胞分化周期分析
DNA含量檢測根據(jù)細(xì)胞周期動(dòng)力學(xué)概念,在一個(gè)周期內(nèi)可分為4個(gè)時(shí)相,依次為G1期、S期、G2期和M期,見圖2。利用DNA分析軟件可以確定各時(shí)相細(xì)胞的比例。能夠進(jìn)行DNA含量分析的標(biāo)本可以是PBL,正常、病變或腫瘤組織,針吸或活檢組織,石蠟包埋組織,胸水、腹水,膀胱沖洗液和體外培養(yǎng)細(xì)胞。
DNA含量分析的目的在于確定某一組織或細(xì)胞群體的增殖狀態(tài),引入DNA指數(shù)(D1)即DNA倍體的概念可以用于區(qū)別腫瘤的良惡性,惡性腫瘤的增殖狀態(tài)。

二倍體細(xì)胞的DI=1,在臨床上二倍體細(xì)胞DI在0.9—1.0之間,根據(jù)DI可以確定細(xì)胞DNA倍體。
6.化療藥物用藥指導(dǎo),敏感藥物篩選
藥物作用處理后的細(xì)胞采用Calcein-AM(Florescein-methyleneaminodiacetic acid 熒光素亞甲亞氨二醋酸)與PI染色。Calcein-AM為非熒光乙酰甲氨基酯經(jīng)活細(xì)胞非特異性酯酶水解可變?yōu)闊晒饨Y(jié)合物,而死細(xì)胞不能水解因而無熒光。死細(xì)胞可被PI染成紅色,活細(xì)胞不被PI染色,兩者區(qū)分明顯,可用以篩選藥物。
7.實(shí)體器官移植配型和排異監(jiān)測
可判斷受者的免疫狀態(tài)、免疫抑制劑療效和全身免疫抑制程度。移植前交叉配型檢測類抗原的抗體(PRA)、血管內(nèi)皮細(xì)胞抗原(VEA)抗體,可以提高移植成功率。
8.細(xì)胞凋亡(cellapoptosis)檢測
細(xì)胞凋亡可清除體內(nèi)有害的細(xì)胞群,維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。細(xì)胞凋亡闡明一些疾病的發(fā)病機(jī)制,導(dǎo)致疾病新療法的出現(xiàn)。FCM利用光散射和熒光染色能夠通過檢測細(xì)胞光散射改變、膜結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)運(yùn)功能改變、DNA含量變化和DNA斷裂點(diǎn)標(biāo)記,從多方面分析和鑒定凋亡。是目前能夠同時(shí)區(qū)分凋亡與壞死的唯一手段。
碘化丙啶(P1)標(biāo)記FCM分析時(shí),在細(xì)胞周期分析圖中表現(xiàn)為G0/G1期峰前的亞G1期(sub-G1)峰。
位于細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層內(nèi)側(cè)的磷脂酰絲氨酸(Ps),反轉(zhuǎn)至外側(cè)是凋亡早期膜結(jié)構(gòu)的特異性改變。annexin-V是一種Ca2+依賴的磷脂結(jié)合蛋白,與PS具有高親和力,以酶或熒光素標(biāo)記的annexin-V為探針可鑒定凋亡,與PI結(jié)合經(jīng)流式細(xì)胞儀(FCM)分析,是唯一可區(qū)分凋亡早、晚期(如何區(qū)分)與壞死的方法。見圖3。
9.Th1與Th2細(xì)胞及細(xì)胞因子
輔助性T細(xì)胞根據(jù)其產(chǎn)生的細(xì)胞因子及功能的不同可分為Th1與Th2兩大類。Th1細(xì)胞分泌IL-2、IFNγ、主要參與細(xì)胞免疫;Th2細(xì)胞分泌IL-4、IL-5、IL-6及IL-10,主要參與體液免疫。兩者相互調(diào)節(jié)、相互平衡,其平衡失調(diào)與多種疾病有關(guān)。應(yīng)用流式細(xì)胞儀可檢測細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞因子。
近年來美國BD公司提供CBA(Cytometric beadarray),采用一系列微珠組合來捕獲并結(jié)合流式細(xì)胞儀技術(shù)檢測溶液中被檢測物質(zhì)的量。此法優(yōu)點(diǎn)為同時(shí)可檢測多項(xiàng)指標(biāo)如人Th1/Th2CBA可檢測IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNFα、IFNγ;人炎癥性細(xì)胞因子CBA可同時(shí)檢測IL-8、IL-1β、IL-6、IL-10、TNFα、和IL-12。
10.網(wǎng)織紅細(xì)胞計(jì)數(shù)
傳統(tǒng)技術(shù)用煌焦油藍(lán)染料,染色涂片后,光鏡下計(jì)數(shù),方法費(fèi)時(shí)且只計(jì)數(shù)1000個(gè)細(xì)胞,誤差較大。使用噻唑橙(ThiazoleOrange,TO)染料,可與核酸形成熒光-核酸復(fù)合物,流式細(xì)胞儀上檢測50000個(gè)紅細(xì)胞求得百分率與絕對(duì)數(shù),有助于貧血的鑒別
11.造血干祖細(xì)胞檢測
骨髓移植的適應(yīng)癥主要有白血病、先天性免疫缺陷病、再障等。骨髓移植實(shí)質(zhì)是造血干細(xì)胞的移植。CD34+細(xì)胞常作為多能干細(xì)胞的標(biāo)志。
骨髓移植前檢測CD34+細(xì)胞是很重要的一個(gè)步驟。樣品經(jīng)抗CD34+熒光抗體染色,可識(shí)別和定量CD34+細(xì)胞。
12.糖皮質(zhì)激素受體(glycocorticoidreceptor,GCR)檢測
測GCR常用細(xì)胞溶質(zhì)放射配基受體(請(qǐng)確認(rèn))結(jié)合測定,它可定量,但需細(xì)胞量多、檢測時(shí)間長。流式細(xì)胞儀可測淋巴細(xì)胞總GCR,此法雖半定量,但檢測所需樣品量少。對(duì)長期激素治療或確定下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)(HPA)軸功能紊亂,評(píng)估細(xì)胞內(nèi)GCR水平有一定價(jià)值。
13.環(huán)氧合酶(Cyclooxygenase,COX)檢測
環(huán)氧合酶(COX)是花生四烯酸合成前列腺素(PG)的限速酶。它催化產(chǎn)生的PG參與機(jī)體多種生理和病理生理過程。COX有兩種類型:COX-1和COX-2。COX-1為結(jié)構(gòu)性的“看家基因”產(chǎn)物,在多數(shù)組織細(xì)胞中持續(xù)低濃度表達(dá),參與維持機(jī)體正常的生理功能。COX-2為可誘導(dǎo)性的,炎癥、細(xì)胞因子、生長因子等刺激可使其大量表達(dá),參與和加重炎癥反應(yīng),促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、新生血管形成,促進(jìn)黏附、抑制免疫與抑制細(xì)胞凋亡。應(yīng)用流式細(xì)胞儀可監(jiān)測人血單核細(xì)胞經(jīng)LPS刺激后COX-2與COX-1的水平。對(duì)炎癥、血栓、腫瘤等病的發(fā)病機(jī)制、療效和預(yù)后判斷均有一定價(jià)值。
近年來應(yīng)用流式細(xì)胞術(shù)檢測特異性CTL細(xì)胞、細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)等亦在迅速開展。
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