骨髓细胞与组织病理诊断学
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第四节 中幼粒细胞和晚幼粒细胞

在骨髓中,原始粒细胞和早幼粒细胞各分裂一次,中幼粒细胞经历4天左右增殖分裂2~3次,最后从1个原始粒细胞可以生成16个或16个以上的晚幼粒细胞。但在正常情况下,骨髓中仅1/3粒细胞处于增殖状态。在粒细胞成熟过程中,许多编码成熟细胞特异蛋白的基因被表达。如早幼粒细胞表达MPO和弹性蛋白酶mRNA转录本,中晚幼粒细胞表达乳铁蛋白mRNA转录本,分别标记着早幼粒细胞和中晚幼粒细胞的成熟阶段(图7-1)。
一、正常形态学
评判中幼粒细胞(myelocytes)阶段的主要依据早幼粒细胞胞核的成熟程度,通常当胞核收缩超过假设圆形细胞核的1/4时可归类为中幼粒细胞(图7-2)。晚幼粒细胞(metamyeloctes)为胞核收缩至假设圆形胞核直径的1/2至3/4者,其他形态特点与中幼粒细胞基本相似。有时除了考虑胞核的收缩外,有时也需要考虑胞质多少等因素。
典型的中幼粒细胞为胞体大小在11~20μm之间,胞核占1/2左右,呈馒头状,核仁消失或仅隐约可见。晚幼粒细胞胞核呈肾形,不见核仁。但在超微结构和骨髓切片观察中,仍可以观察到核仁,尤其是中幼粒细胞。胞质位于细胞一边,颗粒和染色性常是重要的形态学评判条件之一。
中幼粒细胞胞质含有三种颗粒:嗜苯胺蓝颗粒、特异性颗粒和明胶酶(gelatinase)颗粒。晚幼粒细胞还出现分泌小泡或囊泡(secretory vesicles),也称分泌颗粒。早幼粒细胞晚期MPO颗粒停止生成,中幼粒细胞和晚幼粒细胞胞质的嗜苯胺蓝颗粒源于早幼粒细胞的遗留,并随着中幼粒细胞有丝分裂而减少,并逐渐失去早幼粒细胞的大型异染嗜苯胺蓝颗粒。中幼粒细胞和晚幼粒细胞的嗜苯胺蓝颗粒500nm大小(较小)呈紫(红)色(不如早幼粒细胞500nm以上的紫黑色大颗粒),在光镜下仍容易识别,颗粒常位于细胞边缘(图7-25)。特异性颗粒为MPO阴性颗粒,随着早幼粒细胞的分裂而增加,由于特异性颗粒小于光镜的分辨范围(<200nm)而不容易被识别,因是偏酸性的溶酶体颗粒,故在胞质中呈现杏红色或杏黄色或浅粉红色(图7-25)。明胶酶颗粒,即三级颗粒(tertiary granules)和分泌囊泡,在Wright-Giemsa染色下观察不到。成熟粒细胞电镜下通常含200~300个颗粒,其中MPO阳性的初级颗粒约占1/3。
图7-25 中幼粒细胞和晚幼粒细胞
a~e为中幼粒细胞(d为有丝分裂象),大小不一的紫红色颗粒为嗜苯胺蓝颗粒,杏黄色背景为中性特异性颗粒;f~h为晚幼粒细胞;i、j为骨髓切片,中幼粒细胞(红色箭头)和晚幼粒细胞(黑色箭头)
中幼粒细胞的超微结构特点为胞核变小凹陷,异染色质进一步增多,高尔基体发育良好,胞质特异性颗粒明显增多,而游离核蛋白体、粗面内质网和线粒体减少。晚幼粒细胞为胞核呈肾形,经马蹄形向分叶状发展,异染色质更多,胞质中高尔基体逐渐变小呈不活跃状态,但出现大量糖原颗粒和更多的特异性颗粒。
骨髓切片中,中幼粒细胞胞体中等大小,核偏位,核膜厚,可见小核仁或隐约核仁,异染色质增多、着色较早幼粒细胞为深,可见块状,胞质丰富和极浅粉红色(图7-25)。晚幼粒细胞比中幼粒细胞小,胞核常呈肾形和半锯齿切迹状,核膜厚,见异染色质聚集现象,常染色质减少。正常骨髓切片中,可见幼粒细胞岛性造血现象,但不易观察到护卫的巨噬细胞。
二、异常形态学
相对于正常形态,细胞大小和质量方面的改变都为异常形态。临床上最常见的是胞体增大、颗粒增多,成熟不良,核质发育不良与嗜苯胺蓝颗粒缺少,空泡形成。
1.核质发育不同步中幼粒细胞
为胞核发育幼稚、染色质疏松,可见核仁;胞质相对成熟,中性颗粒增多,表现出“核幼质老”现象(图7-26)。胞质着色常过度红染者,几乎都呈均匀性一片的浓杏红色,故也称为胞质红染幼粒细胞。有时可见少量无颗粒的蓝色“外(胞)质”和核质发育不平衡(图7-26)。这种异常中幼粒细胞和晚幼粒细胞是粒细胞病态造血的表现,具有重要的参考价值,主要见于MDS、MDSMPN、AML、亚急性粒细胞白血病等髓系肿瘤,但需要与APL细颗粒早幼粒细胞相鉴别;也偶见于非髓系肿瘤。
图7-26 核质发育不同步中晚幼粒细胞
箭头指处为晚幼粒细胞
2.嗜苯胺蓝颗粒缺少中幼粒细胞
以胞质嗜苯胺蓝颗粒(非特异性颗粒)缺少甚至缺乏为特征(图7-27),也常与核质发育不同步幼粒细胞(图7-26)同时存在。形态学评判意义相同。
3.嗜苯胺蓝颗粒增多中晚幼粒细胞
这一细胞胞体常较大,胞核可增大,通常是细胞周转增快的结果。胞质嗜苯胺蓝颗粒增多,常集中分布于细胞周边,中性颗粒较少(图7-28)。主要见于脾功能亢进、粒细胞缺乏症、某些感染性疾病(包括噬血细胞综合征)以及体内G-CSF增高的其他疾病,包括给予粒(单)细胞集落刺激因子后,也偶见于亚急性粒细胞白血病和CML。
4.少颗粒中幼和晚幼粒细胞
胞质颗粒减少或缺乏有两种情况:一是嗜苯胺蓝颗粒减少或缺乏;二是嗜苯胺蓝颗粒和中性颗粒都减少甚至缺乏(图7-29),通常因颗粒稀少或缺如,胞质着色固有的杏黄(红)色减退,呈中空状、清淡感,见于MDS和AML等髓系肿瘤。
5.双核中幼和晚幼粒细胞
特点为双核大小、形状常对称,呈“八”字形或镜形排列,部分胞核大小不一和异形(图7-30)。双核幼粒细胞出现于反应性粒细胞增多症、粒细胞相对增多的MDS、AML和CML。对称性双核多见于良性血液病,大小不一双核则以恶性血液病居多。
6.多核中幼和晚幼粒细胞
中幼粒细胞多核比晚幼粒细胞多见。通常细胞较大,胞核可呈异形性,非特异性颗粒常增多,伴有变性空泡。出现这一异常中幼粒细胞对诊断某些严重或特殊的感染有帮助。在白血病、MDS和噬血细胞综合征的骨髓涂片中也可出现多核中、晚幼粒细胞。
图7-27 嗜苯胺蓝颗粒和中性颗粒缺少中晚幼粒细胞
a为2个中幼粒细胞,嗜苯胺蓝颗粒缺乏;b为一大一小中幼粒细胞嗜苯胺蓝颗粒缺乏;c为2个晚幼粒细胞嗜苯胺蓝颗粒缺乏,中上方1个嗜苯胺蓝颗粒缺乏的异常分裂象;d为1个中幼粒细胞和1个晚幼粒细胞嗜苯胺蓝颗粒缺少;e、f为嗜苯胺蓝颗粒和中性颗粒缺少中晚幼粒细胞
图7-28 中幼和晚幼粒细胞嗜苯胺蓝颗粒增多
a为感染骨髓象;b为粒细胞缺乏症患者骨髓早中幼粒细胞增多(占44%)伴有嗜苯胺蓝颗粒增加,是机体病理生理反应(G-CSF增高)的结果
图7-29 胞质颗粒缺少和核发育不良小型中晚幼粒细胞
a为aCML中幼粒细胞特异性颗粒减少、发育不良与胞体小型;b、c为见于MDS、MDS-MPN和AML的晚幼粒细胞特异性颗粒和嗜苯胺蓝颗粒缺少、发育不良与胞体小型;d箭头指处为嗜苯胺蓝颗粒和中性颗粒缺少及胞体小型中幼粒细胞,左下方1个为中性颗粒缺少幼粒细胞
图7-30 双核和核碎裂中幼和晚幼粒细胞
a~d为见于继发性粒细胞增多的双核中晚幼粒细胞;e~g为MDS和AML的异形双核中晚幼粒细胞;h为见于继发性粒细胞增多症和MA的双核晚幼粒细胞;i为CML急变血象双核中晚幼粒细胞,间有1个核碎裂的凋亡细胞;j~l为病态造血AML骨髓涂片核碎裂(凋亡)样粒细胞,男性患者,85岁,血红蛋白56g/L,白细胞3.9×10 9/L,血小板20×10 9/L,骨髓原始细胞23.5%
7.核碎裂中幼和晚幼粒细胞
有核红细胞易见核碎裂,粒细胞核碎裂少见而缺乏描述。幼粒细胞核碎裂是凋亡的一种形态。我们从一例CML-BP外周血涂片中观察到许多形态和阶段形态各异的幼粒细胞核碎裂(图7-30i),但异常细胞核间多可见相连的核基部,酷似Pelger-Huet异常中性粒细胞,似乎大小不一双核和Pelger-Huet异常中性粒细胞与此有关。类似核碎裂的异常粒细胞也见于MDS等髓系肿瘤(图7-30j~l)和重症感染。
8.巨幼变中幼和晚幼粒细胞
巨幼变中幼粒细胞为胞体和胞核大或巨大,往往伴有胞质非特异性颗粒增多,临床意义同巨幼变早幼粒细胞。巨幼变晚幼粒细胞由于胞核常出现肥大伴畸特的核异质性(如扭、折、叠、转、鼓等),在镜下特别醒目(图7-31),但它常不是MDS的形态学特征。巨幼变晚幼粒细胞众多出现见于MA,少量出现也见于粒细胞生成增多的感染性疾病,不典型出现时或偶见典型细胞者也可见于粒细胞(相对)增多的MDS、粒细胞白血病等。但这些细胞的群体图像不同:形态多不典型、数量不显著,且与维生素B 12和/或叶酸缺乏无关,故可以称这类细胞为类巨变幼粒细胞。
图7-31 巨幼细胞贫血巨变中幼和晚幼粒细胞
a为巨幼变中幼粒细胞;b为巨幼变晚粒细胞和中幼粒细胞;c为巨幼变晚幼粒细胞;d为切片巨变中晚幼粒细胞(箭头指处),中间1个大细胞为巨幼变早幼红细胞;e~g为分别见于MDS、MDS-MPN和其他髓系肿瘤的类巨变晚幼、杆状核和中幼粒细胞与杆状核粒细胞
9.核发育不良小型中晚幼粒细胞
形态特点为细胞生长发育不良,细胞小、核小和胞质颗粒缺少(图7-29)。这一形态是有非常意义的一种病态粒细胞,主要见于MDS-MPN、MDS等髓系肿瘤,似乎在老年患者中更多见。
10.染色质异常松散中晚幼粒细胞
又称粒细胞核染色质异常或白细胞染色质异常凝集,特点为成熟中性粒细胞胞核染色质呈现松散不紧密的粗粒状、小块状,染色质均匀浅紫红色,典型者染色质酷似菊花样,但又不是早期有丝分裂异常和核碎裂,菊花瓣与瓣之间隙分明(图7-32)。这一染色质异常见于不同阶段粒细胞,中性幼粒细胞由于胞核近圆形,染色质松散接近中幼红细胞的块状,但又有明显宽大的块间特点。我们在20世纪80年代末在一例MDS中发现类似的中性粒细胞染色质异常,认为是一种少见而特异性较高的病态粒细胞,对诊断MDS有非常重要的评判价值。除了MDS外,这一形态还见于AML(主要是伴成熟型和粒单细胞型)和白细胞核染色质异常凝聚综合征(见第二十五章)。白细胞异常染色质凝集可能与异染色质、常染色质比例改变有关。
图7-32 染色质松散菊花样中晚幼粒细胞
a为AML(粒单细胞型)血片2个染色质异常松散中晚幼粒细胞;b为MDS-EB骨髓染色质异常松散晚幼粒细胞,插图为MDS骨髓染色质异常松散晚幼粒细胞
这一病态细胞在MDS中检出率高。常见于MDS-EB、MDS伴环形铁粒幼细胞(MDS with ringed sideroblasts, MDS-RS)和骨髓增生异常综合征不能分类型(myelodysplastic syndrome, unclassifiable, MDS-U)的老年患者,多数表现贫血和血小板减少,诊断时白细胞正常或减低,偶尔升高;随着疾病的进展白细胞逐渐上升,外周血单核细胞绝对值<1.0×10 9/L,嗜碱性粒细胞不高,中性粒细胞碱性磷酸酶(neutrophilic alkaline phosphatase, NAP)积分高低不一;血片常可检出幼粒细胞,但原始细胞罕见;骨髓为高增生性,粒系增多,可见三系病态造血,嗜碱、嗜酸性粒细胞比例不高;Ph染色体阴性。
11.空泡形成中晚幼粒细胞
中晚幼粒细胞空泡形成有两种类型:大空泡和小空泡(图7-33)。大空泡个数多较少,一至数颗,空泡多个时常有集积和融合趋向,见于许多疾病,缺乏特征性,但都是继发性形态学改变。血细胞空泡形成被认为是线粒体肿胀和破裂所致。细小空泡常见,其病理机制和确切的临床意义不详。
12.吞噬血细胞中晚幼粒细胞
白血病和重症感染中可见中晚幼粒细胞吞噬血细胞,被吞噬的血细胞大多为红细胞(图7-33)。在白血病中,主要见于单核细胞和粒单细胞急性白血病及其他髓系肿瘤,常有差的预后。
三、参考区间及意义评判参考值
一般所述的中晚幼粒细胞为中性中晚幼粒细胞。骨髓中,中幼粒细胞参考区间为5%~10%,也有报道<15%和<9%;晚幼粒细胞为10%~20%,也有报道为9%~15%。
骨髓标本中出现上述异常形态均有参考意义。在亚急性粒细胞白血病中,中幼粒细胞达到25%以上,结合其他细胞学变化的特点(如原始粒细胞和早幼粒细胞同时增多)可以疑似本型白血病。中晚幼粒细胞增多同时嗜酸性和嗜碱性粒细胞增多(尤其是后者)时,应怀疑CML等髓系肿瘤;脾功能亢进虽也有中晚幼粒细胞轻度增多,但不见嗜碱性粒细胞和/或嗜酸性粒细胞增多。部分CML和脾功能亢进的中晚幼粒细胞增多体现在绝对值上,百分比不一定升高。中晚幼粒细胞增多、颗粒增多和空泡可见,且成熟不佳时,也是部分粒细胞缺乏症以及给予G-CSF后的骨髓象特征。
图7-33 空泡形成和吞噬血细胞中晚幼粒细胞
a~c为中晚幼粒细胞含有大小和多少不一的空泡;d为感染标本吞噬红细胞中幼粒细胞;e为CMML中幼粒细胞吞噬红细胞和血小板;f为MPN标本吞噬红细胞中幼粒细胞
在外周血中,出现中晚幼粒细胞均为异常,少量(<3%~5%)出现时见于类白血病反应、髓外造血、MDS、骨髓转移性肿瘤、严重创伤和烧伤、不典型慢性粒细胞白血病(atypical chronic myelogenous leukemia, aCML)和MPN等。低百分比(<10%)中晚幼粒细胞对典型的CML和AML伴或不伴成熟型的诊断意义较小。中幼粒细胞和晚幼粒细胞>20%~30%,并有嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞易见时,常是CML的特点。
粒系病态造血细胞被用于表述MDS等髓系肿瘤造血异常(dysplasia)的一种重要类型细胞。病态中晚幼粒细胞的主要形态有:胞质颗粒缺少、胞核少分叶或不分叶、核质发育不平衡、双核多核粒细胞。病态造血细胞与良性血液病中的部分异常细胞有重叠,评估时在结合临床和血象的前提下还需要注意病态造血细胞的数量(一般为大于该系有核细胞的10%为病态造血)和细胞病态(异常)的程度。