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流式细胞术的临床应用(流式细胞术在医学领域的用途)

发布时间:2022-05-13 10:25:44 阅读:1472次 来源:百度学术

  流式细胞术(flow cytometry,FCM)是一种能够对单个细胞或生物微颗粒的生物学性质进行定量分析和分选的检测手段,具有快速、高精度、高准确性、多参数和高通量等优点,是目前先进的细胞定量分析技术之一。FCM能够快速分析单个细胞或粒子的多种特性,既可以定性,也可以定量,尤其适用于大量样品检测,已在临床检验工作中得到广泛应用。流式细胞仪(fluorescenceactivated cell sorter,FACS)的检测分析已涉及到细胞生物学、免疫学、肿瘤学、遗传学、血液学、微生物学等学科,此外,五分类血细胞分析仪以及部分尿沉渣分析仪也都采用了FCM原理。

  我国流式细胞术的应用现状

  我国流式细胞仪的研制和流式细胞技术的应用历经30多年的发展,在临床和科研领域的应用都发挥了非常重要的作用。

  流式细胞术应用领域的现状:

  目前我国FCM应用领域主要集中在下列方面(在此仅列出部分代表项目):

  (1)免疫学领域:淋巴细胞亚群检测,用以评估机体的免疫状态、辅助疾病如AIDS/HIV的诊断等,是目前各医疗单位开展和应用最广泛的项目。

  (2)血液学领域:主要是血液系统疾病的免疫分型及白血病微小残留病变(minimal residual disease,MRD)监测,用于血液系统疾病的诊断、治疗评估和复发监测。FCM的细胞免疫分型是国际公认的诊断造血细胞疾病必不可少的重要标准之一,是目前被广泛接受和认可的免疫分型方法。

  (3)临床肿瘤学:主要是DNA倍体和细胞周期分析,了解细胞DNA倍体和增殖能力,异常倍体的出现意味着DNA合成的异常,可能是肿瘤或是癌前病变发生的重要标志。

  (4)造血干细胞移植的应用:足够数量的造血干细胞是造血干细胞移植成功的关键因素之一,通过CD34标记和细胞计数微球同时使用,或者具有计数功能的流式细胞仪是鉴定和计数造血干细胞的快速、准确、定量的方法。

  流式细胞术在临床上的常规应用

  1、FCM检测淋巴细胞亚群

  FACS利用各种单克隆抗体与淋巴细胞表面的抗原结合,再配合多色荧光染料,同时检测一种或几种淋巴细胞的表面抗原,从而将不同功能的淋巴细胞区分开来,并且得到各亚群的相对比例。最常检测的淋巴细胞亚群包括CD3^+CD4^+T细胞、CD3^+CD8^+T细胞、B淋巴细胞(CD19^+CD20^+)及NK细胞(CD16^+CD56^+)等。通过对不同亚群淋巴细胞相对计数、绝对计数以及比率的观察,可以监测感染性疾病、免疫性疾病及肿瘤等疾病状态下机体的免疫状况,从而辅助诊断、判断病情变化。例如,CD4^+T细胞膜外CD4分子具有人类免疫缺陷病毒(HIV)识别部位,HIV感染人体后,入侵CD4^+T细胞,大量复制,导致CD4^+T细胞破坏,数量剧减,功能受损,机体免疫机能严重缺陷,所以,CD4^+T细胞检测是获得性免疫缺陷综合征(AIDS)诊断及病情观察的重要指标。

  2、FCM检测HLA-B27抗原

  HLA-B27基因是脊柱关节病的易感基因,强直性脊柱炎、反应性关节炎、炎症性肠病相关关节炎、银屑病关节炎、幼年脊柱关节炎以及未分化关节炎等疾病的发生与HLA-B27均存在不同程度的相关性。研究表明,强直性脊柱炎患者中,HLA-B27抗原阳性率高达91.1%。另外,HLA-B27尚与急性前葡萄膜炎的发生密切相关。FACS采用CD3/HLA-B27双标记抗体,首先鉴定出T淋巴细胞亚群,再分析其细胞表面是否存在HLA-B27组织抗原。检测HLA-B27可为上述疾病的诊断与鉴别诊断提供重要依据。

  3、FCM在肿瘤标志物检测中的应用

  FACS主要是对肿瘤细胞DNA进行分析以及对肿瘤相关标志物的检测。正常体细胞均具有较恒定的DNA二倍体含量,DNA二倍体含量改变以及DNA非整倍体细胞群出现,是细胞发生癌前病变或癌变的重要标志。通过对DNA进行染色标记,采用FACS检测分析,可以精确检测细胞DNA含量的改变,解析细胞周期,了解细胞的增殖能力,预测肿瘤的预后,指导化疗药物的选择,确定放疗强度、时间。通过对细胞DNA异倍体的监测,还可以为肿瘤的早期诊断及鉴别诊断提供参考。另外,FACS还可以检测分析肿瘤细胞的增殖活性标志分子、分化标志分子、凋亡标志分子以及免疫学标志物,用于肿瘤发病机制的研究、个性化治疗方案的制定以及预后判断等。

  4、FCM在临床微生物检测中的应用

  FACS快速、灵敏以及可以同时进行多参数分析的优点,使其在临床微生物检测中的作用受到越来越多的关注。通过荧光染料标记,不仅可以检测病原菌、毒素和血清抗体,还可用于抗生素敏感性试验,对抗生素后效应、细菌耐药的异质性等进行分析。流式微球分析(CBA)技术是FACS检测细菌病原体的常用方法,微生物抗原与被异性抗体包被的荧光微球结合,由于抗原的遮蔽效应,使荧光微球的发散光减弱,通过检测发散光强度的变化来进行诊断,应用不同大小的荧光微球,可同时检测同一标本的多个病原体,这种方法也可用于真菌、寄生虫、病毒以及这些病原体混合感染的检测。FACS体外抗生素药敏试验的主要机制是,通过FACS检测染料与病原体结合后发出的不同荧光强度,间接反映病原体的活性和功能状态,进而帮助判断病原体对抗生素的反应性。

  5、FCM在外周血细胞分析中的应用

  五分类血细胞分析仪是临床检验应用最为广泛的血细胞分析仪。根据FCM的原理,五分类血细胞分析仪将待测细胞经处理或染色后压入流动室,与此同时,不含细胞的缓冲液在高压下从鞘液管喷出,鞘液管入口方向与待测样品流形成一定角度,这样鞘液就能包绕着样品高速流动,组成一个圆形的流束,待测细胞在包绕下单行排列,依次通过检测区域,在激光束的照射下产生散射光和激发光。这两个光源信号分别反映了细胞体积的大小和内部的信息,经光电倍增管接收后可转换为电信号,再通过模/数转换器将连续的电信号转换为可被计算机识别的数字信号。多数血细胞分析仪将FCM与激光散射技术、多角度偏振光散射技术、荧光技术、电导/射频技术等相结合,共同用于血细胞检测,从而使检测结果更加准确、可靠。

  6、FCM在尿沉渣分析中的应用

  目前,一些全自动尿沉渣分析仪也应用了FCM,例如SYSMEXUF系列尿沉渣分析仪就是采用FCM结合荧光染色和半导体激光技术,将检测通道分为沉渣通道和细菌通道。检测尿液中的细胞成分时,首先对细胞中的特定物质进行荧光染色并调节到悬浮状后,使用鞘液包围此物质,然后通过喷嘴以单柱形式喷出。此时每个尿细胞都将暴露在高度密集的激光束照射之下,单个细胞会按不同角度发出荧光和散射光。荧光反映了细胞表面、细胞质内的性状以及细胞核的性质,从前向散射光的发光度即可获知细胞的大小和表面状态等,系统通过对这些信号进行分析,为尿液中的各种细胞按照荧光强度生成一维直方图,并按照荧光强度和散射光强度生成二维散点图,从而进行识别,并做出定量分析。

  随着计算机技术、光源、荧光染料、单克隆抗体、标记技术的不断进步,更高分辨率、更高速度、更多参数——流式细胞荧光分选技术(FACS)的研发,FCM必将进一步推动检验技术和检验水平的提高,让我们拭目以待。


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