骨髓细胞与组织病理诊断学
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第五节 杆状核和分叶核粒细胞

晚幼粒细胞失去增殖能力,细胞由分裂库进入成熟储存库,故晚幼粒细胞以后阶段细胞比例不成倍增多。储存库中的分叶核中性粒细胞又称为骨髓储备,可提供机体4~8天中所需的中性粒细胞。生长发育总过程约需2周,基线速率下骨髓大致每天可以生成1.6×10 9个中性粒细胞/kg,在生理需要或病理应激下前体细胞增殖和成熟细胞释放增加。杆状核粒细胞和分叶核粒细胞因细胞完全成熟,胞质中充满了能杀死和降解微生物成分的颗粒和分泌囊泡。特异性颗粒为偏酸性溶酶体颗粒,呈杏红色充满于胞质。
一、正常形态学
中性杆状核粒细胞(band cell;band neutrophil;neutrophil stab cell)胞核凹陷超过假设核圆径的3/4,同时核的两端亦变细(核叶之间没有形成线样细丝者),当细长胞核进一步收缩有细丝相连或呈分叶者归入中性分叶核粒细胞(polymorphonuclear neutrophil, segmented neutrophil, neutrophil segmented cell)。杆状核粒细胞因胞核形如杆,故称杆状核粒细胞,因有时弯曲如带,又有带状核之称。杆状核和中性分叶核粒细胞由于不再产生新的颗粒,其移动和吞噬能力均很强。胞核分叶和细丝连接有益于细胞运动,分叶核小而多且细丝少者常为衰老粒细胞。超微结构特点为异染色质高度凝聚,胞质内游离核糖体和粗面内质网很少,线粒体也少,高尔基体小而不活跃,但含丰富的糖原颗粒和中性颗粒,以及比特异性颗粒为少的嗜苯胺蓝颗粒(两者之比为3∶1~4∶1)。骨髓切片中,杆状核和分叶核粒细胞胞体较小,胞核着色深,胞质着色不明显或很浅的粉红色,一般都观察不到颗粒(图7-34)。
图7-34 中性杆状核和分叶核粒细胞
a~c为中性杆状核粒细胞;d~f为中性分叶核粒细胞;g为骨髓切片众多杆状核分叶核粒细胞
二、异常形态学
中性杆状核粒细胞和分叶核粒细胞在病理下多描述的是它们的形态异常伴有量的变化,这与实际工作中形态学异常的重要意义有关。
1.巨变杆状核粒细胞
特点为胞体巨大,可大至30μm以上;核染色质细致着色变浅,胞核肥大形如粗短茄子,俗称胖杆状,或特长带状酷似细长黄瓜,且常见巨长带状核扭、折、叠、转、鼓突(类似单核细胞核)形状(巨幼变晚幼粒细胞也可见相似形态),胞质中还可出现空泡变性。巨变杆状核粒细胞主要见于MA,是叶酸和/或维生素B 12缺乏所致贫血的重要形态表现,较多出现也是诊断MA中非常重要的一个依据(图7-35)。少量或偶见典型细胞巨变也见于MDS、白血病、感染和给予G-CSF,但这些巨变中较多的是不典型性巨变,且由于这一形态学与维生素B 12和/或叶酸缺乏无关,故可以称其为类巨变杆状和粒细胞。
2.多分叶核和巨多分叶核粒细胞
中性分叶核粒细胞的核分叶多至6个时称为多分叶,同时出现细胞巨大者称之巨多分叶核粒细胞。多分叶核粒细胞多见于MA,尤其当外周血中5叶的分叶中性粒细胞达到5%以上时有重要的参考价值。多分叶核粒细胞也见于其他许多疾病,如感染、MDS、AA和PMF,在正常人中也偶尔可见。巨多分叶核粒细胞系显著病理性细胞,在MA中多见和醒目,其他如感染和恶性造血系统疾病为偶尔可见,个别感染和PMF病人骨髓象或外周血象中也较多出现,且往往伴有其他细胞明显的异质性或多形性改变。
图7-35 类巨变杆状核粒细胞
结合临床等特征进行评判,MA巨变杆状核粒细胞的典型形态为肥长胞核常呈扭折形状(见图3-14);类巨变杆状核粒细胞,见于粒细胞增多的非MA,缺乏典型性并缺少一定数量和旁证细胞(a),也见于给予粒细胞集落刺激因子后(b)
3.毒性变粒细胞
为胞质出现中毒性颗粒和空泡,以及胞质的嗜酸性变和细胞膜的退化变,细胞常大,也可固缩变小。严重时还可见Dhole小体。Dhole小体为中性粒细胞胞质内出现淡蓝色囊状包含体(蓝色斑状小体),1个或多个,多位于胞质周围,超微结构为游离的核糖体或一般的核糖体黏附于内质网囊上形成的小体。Dhole小体除了见于感染外,还见于烧伤和白血病化疗后。中性粒细胞中毒性颗粒可能不是真正的“中毒”所致,是机体因需粒细胞成熟过快而生成和残留过多的嗜苯胺蓝颗粒。
中性分叶核粒细胞和杆状核粒细胞还可见非感染的类中毒性颗粒,临床上常见于给予G-CSF时,或因感染而体内G-CSF应激性升高时,为粒细胞生长过快和功能旺盛的反映——嗜苯胺蓝颗粒增多。与给予皮质类固醇激素后反应性增多的粒细胞常缺乏明显的非特异性颗粒不同。
4.MPO活性缺乏和颗粒过多杆状粒细胞和分叶核粒细胞
MPO活性缺乏为细胞化学和免疫化学染色反应强度减弱或呈阴性反应(图7-36),除罕见于家族性MPO缺乏症外,临床上多见于MDS、CML和AML等髓系肿瘤。MPO活性过强见于给予G-CSF后和MA的中性粒细胞,除细胞化学和免疫化学染色外,这一特点是胞质嗜苯胺蓝颗粒增多。
5.颗粒缺少杆状核粒细胞和分叶核粒细胞
为杆状核和分叶核粒细胞胞内颗粒稀少或缺如,胞质缺乏浑厚感而呈淡灰蓝色或淡清中空状(图7-36)。多见于MDS和粒单细胞性和伴有核红细胞增多AML。
6.Pelger-Huet异常与假性Pelger-Huet异常
Pelger-Huet异常为显性遗传的Pelger-Huet病患者中性粒细胞的少分叶或不分叶异常现象,俗称少分叶粒细胞和中性粒细胞分叶不能。特点为中性粒细胞已成熟,胞核分叶仍少或不分叶,常为两叶、肿胀如眼镜状、哑铃形和夹鼻眼镜状,单个核者呈花生形、棒状(图7-37)。在正常人中偶见此类形态,MDS、AML和MDS-MPN中常见类似异常,习惯上称之假性Pelger-Huet异常或获得性Pelger-Huet异常。假性Pelger-Huet异常被列为粒细胞病态的常见类型。在MDS中,粒细胞增多者假性Pelger-Huet异常较多见。在AML中,AML伴成熟型、急性粒单细胞白血病较易见,而ALL、AML不伴成熟型、急性原始单核细胞白血病、急性巨核细胞白血病和AML微分化型不见或偶见。此外,重症感染等也可见假性Pelger-Huet异常。在髓系肿瘤中所见的假性Pelger-Huet异常细胞还常缺少胞质颗粒。
7.双杆状核粒细胞
为两个杆状或带状胞核呈横向排列或同向排列,两个胞核的大小和形状多为相同(图7-38)。已如前述,在粒系细胞成熟中可观察到不同阶段的双核粒细胞(早幼阶段至杆状核阶段)。因此,在一定的病理情况下,粒细胞有一个双核(binucleated)形式的成熟过程,也许是细胞核碎裂的一种形式。观察双核粒细胞有助于某些血液病的鉴别诊断,如AML双核粒细胞阳性检出率高,ALL不见;AML类型中,AML不伴成熟型、急性粒单细胞白血病有高阳性检出率,而AML不伴成熟型、急性原始单核细胞白血病、急性巨核细胞白血病和AML微分化型检出率极低。
8.环形杆状粒细胞
环形杆状核粒细胞(ring-shaped nuclei granulocyte)是粒系细胞成熟的形态学特点之一,为粒细胞胞核除凹陷性收缩外,胞核中间内凹性成熟的另一种方式。特点为胞体比同期中性杆状核粒细胞大,可大至25~30μm,胞核凹陷呈环状或锁状(图7-39),中间为含颗粒的胞质,故其也包含了幼稚阶段粒细胞。锁状为胞核一边变小出现成熟性收缩,形成胞核三面核径大致等宽而一面胞核显著收缩后仍留下细细的一条且常向外鼓起的相连核膜,形如锁状故名。临床上,环形杆状核粒细胞最常见于MA(典型MA几乎都有出现)。其他,除了MDS外,也见于AML伴或不伴成熟型、CML、重症酒精中毒、PMF等。在急性白血病中,环形杆状核粒细胞仅见于AML,后者又以AML伴成熟型、急性粒单细胞白血病为多见。
图7-36 MPO活性缺乏和颗粒过多中性粒细胞
a为抗MPO染色,中性粒细胞缺少MPO活性;b为杆状和分叶核粒细胞嗜苯胺蓝颗粒缺少;c为杆状核粒细胞嗜苯胺蓝颗粒和中性颗粒缺少;d为类巨杆状核粒细胞,含有较多嗜苯胺蓝颗粒和空泡,见于重症感染和噬血细胞综合征;e、f为中性粒细胞(类)毒性颗粒、空泡变性和给予G-CSF后反应性增多中性分叶核粒细胞类毒性颗粒
图7-37 Pelger-Huet异常中性粒细胞
a、b为见于感染的假性Pelger-Huet异常中性粒细胞;c为APL标本,胞质有Auer小体的假性Pelger-Huet异常中性粒细胞;d、e为见于MDS-MPN和MDS的假性Pelger-Huet中性粒细胞
图7-38 双杆状核和衰老中性粒细胞
a~e为大小和形状各异的双杆状核粒细胞,见于粒细胞增多的继发性疾病和髓系肿瘤;继发性者几乎都有明显的非特异性颗粒,髓系肿瘤者非特异性颗粒常缺少;f为衰老中性分叶核粒细胞
图7-39 环形杆状核粒细胞和幼粒细胞的各种形态
a、b为环状;c~j为锁状(g、j为骨髓切片),k为双环;a、c、e、f、h、i、k为幼粒细胞核环状收缩;l为AML标本中含Auer小体白血病细胞环状核及核畸形;m、n为分别见于感染和AML的异常环形杆状核;o为MA的1个幼粒细胞样核环和1个巨变杆状核粒细胞;p为锁状核粒细胞
9.异形杆状核粒细胞
异形杆状核粒细胞多见于流行性出血热患者,特点为胞体较大,胞核肿胀,短胖圆润,多似新灌香肠形状,核膜光滑,染色质多凝聚,胞质淡染,可见散在数量不等的包含体样颗粒。骨髓中异形杆状核粒细胞比外周血多而肥大,消失亦慢。实验表明流行性出血热病毒感染粒细胞后,最早引起细胞病变的是胞膜的异常和损害。
10.核染质松散菊花样中性粒细胞
又称粒细胞核染色质异常,特点为成熟中性粒细胞之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(图7-40)。临床上见于MDS、AML和白细胞核染质异常凝聚综合征。
11.衰老中性分叶核粒细胞
以胞体小、胞核过度凝聚和核叶小以及胞质偏少为特点(图7-38f)。在正常骨髓中偶见,老年患者中易见,部分感染、MDS、aCML、AA、PMF等血液病中增加。
图7-40 核染色质松散菊花样中性粒细胞
12.中性粒细胞核鼓锤体
中性粒细胞鼓锤体或鼓锤小体(drumstick appendages of neutrophils)是成熟中性粒细胞胞核之一端或其他部位出现一直径2~4μm(也有认为0.7~1.7μm)向外伸出的突起物。其头部(顶端)椭圆或圆形,与胞核连接部分较细或为一细丝,形如球拍,更似鼓锤而得名。一个细胞1个,偶尔2个。中性粒细胞鼓锤体为含无活性的X染色体,女性常在5%左右(2%~20%),男性为1%左右(1%~10%)。在放射病、白血病、内分泌疾病和恶性肿瘤时粒细胞鼓锤小体可增多。
13.中性粒细胞核刺状物
在核的一侧或一端伸出1个至数个细小的类似鼓锤棒状物,为非鼓锤体的刺状物,也称核棘突。放射病患者、放射物质接触敏感者等,可见此现象的中性粒细胞。
14.无形体感染中性粒细胞
人无形体病(anaplasmosis)主要指嗜吞噬细胞无形体(anaplasma phagocytophilum)感染所引起,为新发现的人畜共患自然疫源性传染病,主要经蜱叮咬传播,主要侵犯白细胞(粒细胞)、血小板并引起多个脏器功能损害。临床表现有发热、不适、头痛、肌痛等,与立克次体病有类似的症状。感染后可在中性粒细胞胞质中找到1~3μm的桑葚体,呈圆形至卵圆形,嗜碱性或双染性(图7-41),结合临床具有诊断意义。
图7-41 无形体感染中性粒细胞
a、b为中性粒细胞胞质无形体包含体;c为电镜下的无形体包含体
15.遗传性中性粒细胞异常
包括Chediak-Higashi畸形和假性Chediak-Higashi颗粒、May-Hegglin畸形和Alder-Reilly畸形或异常等(详见第三十七章)。
16.中性粒细胞的其他异常
中性粒细胞其他异常多为细胞核的异常和细胞大小异常,多属于病态形态但又不能归类于前述形态(图7-42)。
图7-42 中性粒细胞的其他异常
a~d为髓系肿瘤核叶畸形和颗粒缺少中性粒细胞;e为中性分叶核粒细胞有一巨大、圆形的核叶,髓系肿瘤标本;f为中性分叶核大小不一或畸形,胞质呈泡沫样小空泡性改变;g为巨分叶核和染色质、核形与胞质颗粒异常粒细胞,见于髓系肿瘤和MA;h为畸形核叶过多中性粒细胞,i为既往用烷化剂治疗的中性粒细胞核叶异常;j、k为胞质细长Auer小体畸形核粒细胞;l为MDS-MPN核叶与形状异常中性粒细胞
三、参考区间及意义评判参考值
正常人骨髓涂片,中性杆状核粒细胞和中性分叶核粒细胞的参考值为10.0%~20.0%和6.0%~24.0%,也有报道为10%~25%和7%~30%。
杆状核和分叶核粒细胞意义评判有数量变化和质量异常2个方面,且质的改变常大于数量改变,这与细胞进入终末期成熟阶段的特性有关。数量变化方面,最有意义的是评判它的成熟不佳或成熟障碍,当杆状核和分叶核粒细胞百分比明显低于幼粒细胞,或幼粒细胞百分比明显高于成熟阶段细胞时,见于粒细胞缺乏症、感染、给予G-CSF早期、MDS等;另一方面是成熟阶段比例过高(生成过多、释放障碍、凋亡过少),见于感染、CNL、给予类固醇激素后、CML和肿瘤转移等。
检出病态杆状核和分叶核粒细胞,结合临床和血象有重要的评判意义,病态细胞的主要形态是颗粒缺少、假性Pelger-Huet异常、多分叶核、类巨变和环形杆状核等其他胞核为主异常者。