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第五节 细胞免疫学技术的发展
细胞免疫化学(immunocytochemistry)是一种通过与特定抗原特异性结合的抗体来确定细胞中这些抗原位置的技术,主要通过研究细胞抗原的特征来确定细胞的起源、类别、发育、分化、结构和功能等属性。在血液病,尤其是血液肿瘤领域,检测和研究的细胞免疫表型,主要有三个方法:流式免疫表型检测技术、细胞免疫化学染色和组织免疫化学染色。
细胞免疫化学或免疫细胞化学(immunocytochemistry)与组织免疫化学染色,由于方法相同而材料不同,可以归纳为一个类别。它们是细胞学与免疫学原理和技术相结合而应用到组织学或细胞学领域,使组织或细胞内能够作为抗原的物质与其相应的特异性抗体之间发生抗原抗体的结合反应,在组织切片或细胞涂片标本上显示出来的诊断技术,也可以看做是细胞化学或组织化学诊断技术的延续。1975年英国学者Kohler和Milstein成功地创建了淋巴细胞杂交瘤技术,使人们利用此项技术制备了许多单克隆抗体并用以鉴定血液和骨髓细胞,促发了白血病细胞免疫表型分析诊断新技术的应用,白血病的免疫学分型随之兴起。伴随单克隆抗体认识了造血细胞表面分化抗原。1982年国际人类白细胞分化抗原国际会议对表达于白细胞表面的蛋白分子标记,统一命名为分化(抗原)簇(cluster of differentiation, CD)。于是,在白血病诊断史上,又增加了分析白血病细胞免疫表型这一新的诊断方法,作为细胞形态学诊断不足的补充,同时提供白血病患者预后因素的更佳依据,尤其是ALL和慢性淋巴细胞增殖性肿瘤。
从那时起,细胞免疫化学或组织免疫化学技术得到了快速的发展。1966年Nakane和Abrameas等用过氧化物酶代替荧光色素标记抗体,建立了免疫酶标法。1979年Sternberger等进一步发展了酶标抗体法,建立了非标记抗体酶标记法,即过氧化物酶-抗过氧化物酶复合物(peroxidase anti-peroxidase complex, PAP)方法,显著地提高了方法的敏感性。1981年Hsu等建立起亲和素(抗生物素蛋白)生物素复合物(avidin-biotin complex, ABC)法,成为非标记抗体法中最敏感的方法。随后Mason和Cordell等用碱性磷酸酶代替过氧化物酶,建立了碱性磷酸酶-抗碱性磷酸酶桥联酶标(alkaline phosphatase-anti-alkaline phosphatase, APAAP)方法,成为更适宜于血液和骨髓细胞涂片进行细胞免疫化学染色(immunocytochemistry staning)的方法,融入于形态学检验诊断。现在,细胞(组织)免疫化学染色已成为血液、骨髓细胞学和病理学诊断的常规项目,对一些少见白血病,如急性微分化髓细胞白血病(M0)、急性未分化细胞白血病和急性巨核细胞白血病(M7)。我们在1997年提出根据病人的具体需要适当选取1至数种单抗(如抗MPO、抗溶菌酶;CD41和CD42;CD68)进行定性或鉴别诊断,适用于一般性诊断的要求。应用流式细胞仪(在血细胞自动计数仪基础上发展起来的现代分析仪器,世界上第一台商用仪器于1973年BD公司与美国斯坦福大学研发)检测细胞免疫表型则属于另一层次的现代细胞分析技术。流式细胞仪的应用是将细胞免疫表型分析技术提高到系统化和量化的进一步的精细阶段,对造血和淋巴组织肿瘤的类型诊断等作出了更大的贡献(表1-4)。
表1-4 细胞免疫表型诊断技术对造血和淋巴组织肿瘤的贡献
血细胞分化抗原的识别和检测方法的应用,对形态学诊断中存在的不足进行了补充,同时界定了白血病新的免疫表型。1931年德国的Von Baros和Karos首先报道的急性巨核细胞白血病(acute megakaryoblastic leukemia, AMKL),曾被描述为多种病名,如1963年Lewis和Szur称为急性骨髓纤维化或恶性骨髓硬化,正是因为原始巨核细胞形态学多变,长期来对此型白血病存在争议。直至进入20世纪70~80年代,原始巨核细胞的特征性标记,电镜细胞化学血小板过氧化物酶(platelet peroxidase, PPO)染色和细胞免疫表型(CD41)分析技术的应用,AMKL才被公认,并被FAB协作组列为AML中的M7。1985年Mirro,1987年Gale,1991年Catovsky等用免疫表型界定了急性混合系列白血病(acute mixed lineage leukemia, AMLL)或双表型急性白血病(biphenotypic acute leukemia, BAL)。1989年Lo Coco等报道CD7+AML,认识了伴淋系标记的AML和伴髓系阳性的ALL。1987年Lee等首先报告微分化急性非淋巴细胞白血病,可用系列特异或系列相关的克隆抗体鉴定新的亚型,并被FAB协作组列为AML分类中的M0。20世纪80年代通过免疫表型界定的免疫类型还有急性未分化细胞白血病(acute undifferentiated leukemia, AUL)。ALL与免疫表型的关系更为密切,为了评估白血病细胞的系列和成熟性以及与临床的关系,ALL的形态学基本诊断都需要通过免疫表型检测,并于20世纪80~90年代逐渐形成急性白血病的免疫学分类,以及细胞形态学(M)、细胞免疫学(I)和细胞遗传学(C)相结合的MIC分类。将ALL分为B系和T系ALL,B系ALL分为早前B-ALL、普通型ALL(C-ALL)、前B-ALL和B-ALL,T系ALL分为早前T-ALL和T-ALL等类型,可以提供临床治疗选择和预后上更多的信息。免疫表型检查已经识别,FAB分类的ALL-L3(原始细胞大、胞质嗜碱性较丰富,胞质空泡亮而常呈珍珠样排列,为免疫表型成熟的B细胞,曾被称为成熟B细胞ALL),不是通常意义上CD34等阳性的原始B细胞性ALL。因此,ALL-L3已不再属于现在使用的术语——B-ALL的范畴。2008年WHO认为,从诊疗与预后信息看,将ALL分层为B系和T系ALL后不需要进一步细分,但在2017年的更新分类中又有变化。
更为有趣的是,最重要的免疫细胞淋巴细胞和浆细胞,早在1774年和1875年分别通过形态学就予以了描述,慢性淋巴细胞白血病也早在19世纪初期被认识,1845年Virchow也曾描述慢性淋巴细胞白血病的表现和血液细胞的变化。但是,直至20世纪60年代,才在沿袭的形态学的定义上,了解了淋巴细胞与免疫球蛋白的关系,发现了细胞介导的免疫,发现了淋巴细胞膜和胞质抗原,然后依据抗原将外周血成熟的淋巴细胞定义四种亚型:T(淋巴)细胞、B(淋巴)细胞、自然杀伤细胞和树突细胞(dendritic cell, DC;由1973年美国的Steinman and Cohn发现)。1967年Dameshek推测CLL是免疫不胜任小淋巴细胞的积蓄,不久即发现绝大多数CLL白血病细胞表达表面免疫球蛋白,属于B细胞起源的肿瘤细胞。1977年在慢性中性粒细胞减少的临床综合征病人中识别大颗粒淋巴细胞增多,80年代认识其肿瘤性病变——大颗粒淋巴细胞白血病(large granular lymphocytic leukemia, LGLL),根据免疫特性又被分为CD3阴性(NK细胞)和CD3阳性(T细胞)大颗粒淋巴细胞白血病两型。不同的肿瘤伴有不同的生物学特性和临床预后。因此,确定淋巴组织肿瘤的免疫属性需要通过细胞免疫学检测手段,同时也促进了细胞(形态)学对这些淋巴细胞(包括其他肿瘤性T、B细胞)形态的重新认识和评估。