DNA定量细胞学
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前言

细胞学检查方法是多年来逐渐发展、成熟起来的一种检测诊断技术。这种技术主要用于肿瘤的诊断和鉴别诊断,为临床医学事业的发展作出了重大贡献。宫颈细胞学检查是最常见的细胞学检查方法之一。该方法是通过细胞学技术员或细胞学医生在显微镜下对成千上万个细胞观察后作出诊断。由于每一个细胞技术员或细胞学医生水平不一,以及镜下观察时的视觉疲劳,不可避免地造成一些误诊和漏诊。从20世纪60年代开始,人们就试图用仪器代替人来测定宫颈细胞。最初Airborne仪器实验室设计出了Cyto Analyzer自动细胞测定仪,它可测定荧光染色后玻片上不正常DNA含量的细胞。其原理是通过比较正常和不正常细胞核的大小、形态等指标来区别不同类别的细胞。但其临床试验不成功,主要原因有宫颈细胞涂片质量不好、计算机功能不足、价格昂贵及对不正常细胞形态及观念理解不清等。

长期以来,宫颈细胞学检查采用木制小脚刮板取材,然后将宫颈刮取物直接涂在玻片上。这样容易造成涂片厚薄不均,细胞往往聚集成团,重叠较多,粘液和炎性细胞成分也很多。这些原因可导致15%~30%的假阴性。20多年来,多种宫颈取材器和多种细胞制片技术尤其是液基薄层技术的出现,克服了以上这些缺陷,使细胞能单层分布在玻片上,从而提高了制片的质量和细胞病理医生阅片的效率。

如何将细胞病理医生的专业知识转变成计算机软件,是研究和制造自动细胞定量测量仪器很重要的一步。早期由于计算机的功能不发达,计算和储存能力有限,不能很好地模拟人的思维。随着计算机技术的革命,尤其是20世纪80~90年代高性能、低价位的计算机的产生,使自动细胞定量测定技术翻开了新的一页。从此,研发自动细胞定量仪的实验室和公司像雨后春笋一样在西方国家出现。我国在20世纪90年代也有很多公司生产出细胞图像分析仪,但大多为手动,自动系统较少。

自1943年以来,宫颈细胞学大多采用巴氏五级分类方法。通过长期实践,巴氏分类法还存在很多不足,例如,没有与组织病理学相对应的术语,分级范围过宽以及对临床缺乏明确的指导意义。因此,从1988年开始,国际通用的TBS分类法逐渐取代了巴氏分类法。临床上用TBS报告来指导临床处理和治疗。

除了以上原因外,还有另外几个方面的原因推动了自动细胞图像分析系统在国外的发展。首先,从经济方面考虑,在西方国家的细胞技术员和细胞病理医生收入均较高,若用机器分析取代人工阅片可降低成本,为政府和保险公司节省大量开支;其次,细胞技术员的培养需大学毕业后2~3年专业学校的培训,并且由于工作枯燥,很多细胞技术员最终选择改行而造成细胞技术员的缺乏,采用自动细胞图像分析系统则可弥补这一缺陷。

目前自动细胞定量分析设计模式有两种:第一种是将染色玻片进行机器扫描,然后机器自动作出诊断,这就是所谓的暗箱式(Black box)分析仪;第二种是玻片经机器扫描后,可疑的细胞被挑选出来,然后再经过细胞技术员或细胞医生核实,最终做出诊断。

根据细胞染色方法的不同,自动细胞定量分析系统分为两类:第一类为巴氏染色或常规染色后通过细胞形态分析、比较、测定而将可疑的细胞图形提取出来,再由细胞技术员或细胞医生观察这些细胞而作出诊断,这样就提高了细胞技术员和细胞医生阅片的效率。目前在临床上使用的Papnet和Thinprep系统归于这一类。第二类为DNA染色后再通过细胞核的DNA含量和形态的测定作出细胞定量分析的直方图,细胞技术员或细胞病理医生根据DNA定量分析结果,结合常规细胞学检查而作出诊断。

DNA染色方法有Feulgen染色和抗体荧光染色。Feulgen染色后玻片用白光自动细胞图像分析仪测定(DNA Image Cytometry, DNA-ICM),如加拿大温哥华AcCell系统和中国兰丁MOTIC系统;抗体荧光染色多用荧光或激光自动细胞图像分析仪测定。细胞DNA图像分析系统不仅用于宫颈细胞学检查还可用于其他细胞学检查。

国内也发展了一些自动细胞图像系统,由于硬件和软件的限制,多停留在研究或发放图文报告上,用于临床诊断则较少。自1999年开始,我们引进加拿大Cyto-Savan系统,主要做痰细胞学MAC检查方法用于发现肺癌高危人群早期的癌变,后来做肺癌和非肺癌病变的鉴别诊断,在这方面我们已积累了2000多的病例。从2001年开始,武汉市政府科委与加拿大BC肿瘤研究所联合在武汉市开始做妇女宫颈癌的普查工作,这样就引进了AcCell系统。与Cyto-Savan软件相似,但经过一些改进,可适合做宫颈等脱落细胞DNA含量检查。为了降低成本,兰丁MOTIC公司在国内率先生产出兰丁MOTIC全自动DNA定量分析系统,通过4年多的临床实践,我们已检测了8000多例各种胸腹积水病例;2000多乳腺、甲状腺、淋巴结等包块穿刺病例;还与多所大学、研究所和医院开展了胃癌、肺癌、鼻咽癌等研究;尤其我们与武汉市计划生育委员会、湖北省计划生育委员会结合,在湖北省内对50000多名妇女开展了宫颈癌细胞普查工作,发现了几百名患有宫颈癌和癌前病变的妇女,使这些妇女及时得到了治疗。

近几年来,通过对我们所做的工作进行总结,在国内外多个专业刊物上发表了我们的研究结果。本书主要目的是将DNA细胞定量学的基本原理、方法和临床运用等介绍给国内同行。另外,书中插有很多图片,其中包含有DNA定量细胞学和常规细胞学两种诊断,以便加深读者对DNA倍体分析诊断的理解和认识。书中少数内容已发表过,大多内容尚未发表。与其说是一本书,倒不如说成是一本论文集。

本书在编写过程中得到了很多专家、教授的指导和建议。在此,特别要感谢的是加拿大BC肿瘤研究所的Branko Palcic教授、德国Heinnick Heine大学细胞病理学院Alfred Bocking教授、华中科技大学同济医学院病理系车东媛教授、邓仲端教授、湖北省肿瘤医院病理科毛永荣教授对本书的支持和帮助。本书作者还要感谢武汉兰丁肿瘤早期诊断检测中心的全体员工。还要感谢李耀辉女士、李黎女士、李丹女士、卢敏女士、汪俊先生、干定云先生和胡顺则先生,他们参与了本书的编写和排版工作。

孙小蓉

2006年2月