陳 立,陳 郁,張文玲,王曉菲,張晨晰,張立文
1承德縣醫(yī)院 檢驗科,河北承德 067400;2解放軍總參謀部第61研究所 門診部,北京 100141;3解放軍總醫(yī)院 臨檢科,北京 100853
急性早幼粒細(xì)胞白血病(acute promyelocytic leukemia,APL)是急性髓細(xì)胞性白血病(acute myeloid leukemia,AML)中的一種特殊亞型,其發(fā)病兇險,早期死亡率高,以彌散性血管內(nèi)凝血(disseminated intravascular coagulation,DIC)或纖溶亢進(jìn)所致嚴(yán)重出血傾向為主要特點。近年來,隨著以維甲酸、砷劑聯(lián)合蒽環(huán)類抗生素為基礎(chǔ)的化療藥物的廣泛應(yīng)用,APL患者的長期生存率提高到了90% ~ 95%[1]。因而快速準(zhǔn)確診斷APL對及時選擇合適的治療方案至關(guān)重要。目前其快速診斷和預(yù)后判斷主要依靠細(xì)胞形態(tài)學(xué)和細(xì)胞化學(xué)染色。流式細(xì)胞術(shù)(flow cytometry,F(xiàn)CM)對急性白血病診斷、分型及預(yù)后判斷具有重要的臨床意義[2-3],本研究對82例APL患者骨髓細(xì)胞應(yīng)用流式細(xì)胞術(shù)檢測,以形態(tài)學(xué)診斷分型為基礎(chǔ),進(jìn)一步分析其免疫表型及細(xì)胞形態(tài)學(xué)特點,為臨床明確診斷及鑒別提供重要的實驗依據(jù)。
1 研究對象 選取2010年8月- 2014年3月于解放軍總醫(yī)院就診的82例初診APL患者。診斷標(biāo)準(zhǔn)參照天津標(biāo)準(zhǔn)和FAB標(biāo)準(zhǔn),其中男性54例,女性28例,中位年齡37(23 ~ 64)歲;M3a(粗顆粒)者20例,M3b(細(xì)顆粒)者57例,M3v(變異型)者5例。82例均行骨髓穿刺(bone marrow aspiration,BMA)及流式細(xì)胞術(shù)檢測。
2 主要儀器和試劑 流式細(xì)胞儀為美國Becton Dickinson公司的FACSCalibur。所用單克隆抗體 (CD33、CD13、CD9、CD64、CD117、CD2、CD11b、CD16、CD19、CD15、CD4、CD56、CD34、CD3、CD7、CD10、CD14、CD20、HLA-DR)及各色同型對照均購自美國Becton Dickinson公司。
3 流式細(xì)胞分析 所有標(biāo)本均行流式細(xì)胞術(shù)檢測免疫表型。無菌操作取3 ml EDTA-K3抗凝的骨髓樣品,用流式細(xì)胞儀Cell Quest軟件獲取30 000個有核細(xì)胞,對數(shù)取樣,CD45/SSC設(shè)門,檢測骨髓有核細(xì)胞各種抗原的表達(dá)率。流式細(xì)胞術(shù)檢測結(jié)果以熒光強(qiáng)度在<102為陰性,102~ 103為弱陽性,
103~ 104為強(qiáng)陽性,以抗原表達(dá)>20%為陽性。
4 骨髓涂片檢查 無菌操作取患者0.2 ml骨髓液,涂片,室溫晾干,運用瑞氏-吉姆薩(Wright-Giemsa’s)混合染液,染色15 min,水洗晾干后鏡檢,在涂片佳、染色良好、細(xì)胞分布均勻處,分類計數(shù)200個有核細(xì)胞,計算異常早幼粒細(xì)胞的百分比。
5 統(tǒng)計學(xué)處理 實驗數(shù)據(jù)采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件處理,正態(tài)分布資料以±s表示,兩組間的顯著性差異比較采用獨立樣本的t檢驗或Mann-Whitney檢驗;計數(shù)資料采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
1 骨髓細(xì)胞形態(tài)及流式細(xì)胞分群 每例標(biāo)本經(jīng)骨髓細(xì)胞形態(tài)學(xué)檢查,其中異常早幼粒細(xì)胞比例為50.5% ~ 94.5%,此類細(xì)胞大小不一,呈類圓或不規(guī)則形;細(xì)胞質(zhì)豐富,色藍(lán),細(xì)胞質(zhì)內(nèi)可見粗細(xì)不一、紫紅色顆粒及Auer小體,邊緣偽足樣突起明顯;胞核多呈不規(guī)則形,核有扭曲、凹陷、折疊及分葉;核染色質(zhì)細(xì)致,核仁l ~ 3個(圖1)。進(jìn)行CD45/SSC設(shè)門后將骨髓細(xì)胞分為淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、粒細(xì)胞及幼稚細(xì)胞群,在APL患者中均可見一群異常細(xì)胞,這群細(xì)胞占核細(xì)胞總數(shù)的45.6% ~ 88.2%。該細(xì)胞的特點:細(xì)胞群均一、明顯,CD45弱陽性,SSC值較大(圖2)。在細(xì)胞分布及抗原表達(dá)中CD33和CD13呈強(qiáng)陽性表達(dá),且CD33熒光強(qiáng)度均勻一致(圖3)。
圖1 APL患者骨髓細(xì)胞形態(tài)圖 2 APL患者骨髓細(xì)胞CD45/SSC散點圖P1:幼稚細(xì)胞群; P2:淋巴細(xì)胞; P3:單核細(xì)胞; P4:粒細(xì)胞Fig. 1 Bone marrow cell morphology of APL patientsFig. 2 Scatter diagram of CD45/SSC of APL patients P1: blasts; P2: lymphocytes; P3: monocytes; P4: granulocyte
圖3 82例APL患者CD13抗原和CD33抗原表達(dá)散點圖Fig. 3 Scatter diagram of CD13 and CD33 antigen expression of 82 APL cases
2 APL患者的免疫表型分析 82例APL細(xì)胞全部表達(dá)抗原CD33和CD13,其平均陽性細(xì)胞比例分別為90.2%、85.3%;CD64和CD9抗原陽性表達(dá)率也較高,分別為91.5%、85.4%。表達(dá)早期髓系抗原CD117陽性率為65.9%,表達(dá)T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原CD2陽性率為11.0%,17.1%的患者異常表達(dá)CD56,表達(dá)髓系成熟標(biāo)志CD15抗原陽性率僅為9.8%。CD19、CD34、CD7和HLA-DR抗原陽性表達(dá)率較低,基本不表達(dá)CD16、CD4、CD3、CD10、CD14和CD20。見表1。
表1 82例APL患者免疫表型Tab. 1 Immunophenotypic characteristics of 82 APL cases
3 APL患者陽性抗原表達(dá)強(qiáng)度分析 根據(jù)陽性細(xì)胞比例的不同范圍,即20% ~ 40%、40% ~ 60%、60% ~ 80%和80% ~ 100%進(jìn)一步分析陽性抗原表達(dá)分布,CD13、CD9、CD64、CD117、CD56在4個不同的表達(dá)強(qiáng)度范圍內(nèi)均有分布。其中CD33和CD13主要分布在80% ~ 100%的強(qiáng)表達(dá)范圍內(nèi),CD9和CD64大多分布在60% ~ 80%和80% ~ 100%的表達(dá)范圍內(nèi),淋系標(biāo)記CD56和CD2主要分布在20% ~ 40%和40% ~ 60%的弱表達(dá)范圍內(nèi),CD117大多分布在20% ~ 40%和60% ~ 80%的表達(dá)范圍內(nèi)。而CD15、CD11b、CD19、CD7、CD34和HLA-DR大多分布在20% ~ 40%的弱表達(dá)范圍內(nèi),其平均陽性細(xì)胞比例均較低。見表2。
4 APL患者抗原比較 按白血病細(xì)胞表達(dá)CD34和HLA-DR的強(qiáng)度,分成CD34+和(或)HLA-DR+(包 括CD34+HLA-DR+、CD34+HLA-DR-、CD34-HLA-DR+)共27例(32.9%)以 及CD34-和HLADR-共55例(67.1%)兩組進(jìn)行比較,其中抗原CD2和CD56在兩組間的表達(dá)有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05),其他抗原組間比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。見表3。
5 M3a、M3b及M3v型中各抗原陽性表達(dá)率比較M3a型CD117抗原陽性表達(dá)率明顯高于M3v型(P<0.05),M3v型CD34抗原陽性表達(dá)率明顯高于M3a和M3b型(P<0.01),而其他抗原組間比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。見表4。
表2 82例APL患者的陽性抗原表達(dá)強(qiáng)度Tab. 2 Positive antigen expression intensity of 82 APL cases
表3 APL患者的CD34+和(或) HLA-DR+組與CD34-和HLA-DR-組比較Tab. 3 Comparison of CD34+ and/or HLA-DR+ group and CD34- and HLA-DR- group (%)
CD13、CD33是髓系特異性免疫標(biāo)志,在不同類型白血病中表達(dá)率不同。Kaleem等[4]報道大部分APL細(xì)胞具有特殊的免疫特征,高表達(dá)CD13、CD33和CD9,而CD34、HLA-DR大多為陰性。本研究結(jié)果顯示,APL患者白血病細(xì)胞群均一、明顯,因其顆粒較多表現(xiàn)為SSC值較大,與成熟粒細(xì)胞相似;82例APL患者表現(xiàn)為CD33+CD13+陽性共表達(dá),共表達(dá)率100.0%,CD33抗原的平均陽性細(xì)胞比例可達(dá)90.2%,CD13次之(85.3%)。抗原CD64和CD9陽性表達(dá)率及平均陽性細(xì)胞比例分別為91.5%(67.4%)、85.4%(68.2%),表達(dá)率與文獻(xiàn)報道相似[5]。而抗原CD34、HLA-DR陽性表達(dá)率較低。這說明通過CD45/SSC散點圖特征及細(xì)胞高表達(dá)抗原CD13、CD33和CD9,但CD34和HLA-DR陽性表達(dá)率較低時應(yīng)該考慮APL的可能性。正常情況下髓系成熟標(biāo)志CD15抗原在早幼粒細(xì)胞階段即開始高表達(dá)[6],然而與正常早幼粒細(xì)胞不同,APL患者的異常早幼粒細(xì)胞很少表達(dá)這個抗原(表達(dá)率僅為9.8%),且表達(dá)強(qiáng)度也較弱。
表4 M3a、M3b及M3v型中各抗原陽性表達(dá)率比較Tab. 4 Comparison of antigen positive rate of M3a, M3b and M3v (%)
各抗原表達(dá)陽性細(xì)胞比例不盡相同,CD33抗原不但陽性率和陽性細(xì)胞比例高,且分布較一致;而CD13、CD9、CD64、CD117、CD56等抗原的陽性細(xì)胞比例分布不一致,為20% ~ 100%,這決定了初診時具有上述抗原表達(dá)的APL細(xì)胞比例高低不等。因此盡可能選用初診幼稚細(xì)胞中表達(dá)率高的抗體,使其適用范圍更廣。CD117是一種分子量為145 kU的跨膜蛋白受體,其配體為干細(xì)胞因子(stem cell factor,SCF)。SCF是重要的造血生長因子,與其他細(xì)胞因子協(xié)同作用可刺激造血干/祖細(xì)胞的增殖和分化。有文獻(xiàn)報道CD117在正常骨髓細(xì)胞的陽性率較低,主要在干細(xì)胞、髓系定向祖細(xì)胞上表達(dá)[7]。國內(nèi)外關(guān)于APL患者中CD117陽性表達(dá)率報道多為23.0% ~ 80.0%。本研究結(jié)果顯示,CD117陽性表達(dá)率及平均陽性細(xì)胞比例分別為65.9%與56.4%。盡管CD117的陽性細(xì)胞比例有差異,但目前還沒有更好的標(biāo)志可以替代CD117進(jìn)行早期細(xì)胞設(shè)門。另外,對初治CD117表達(dá)不高的患者,利用CD117進(jìn)行設(shè)門分析時,可能會低估白血病細(xì)胞的比例,因此在解釋結(jié)果時要加以說明。
CD34是干細(xì)胞祖細(xì)胞的標(biāo)志,表達(dá)于最早的干細(xì)胞祖細(xì)胞上,隨細(xì)胞成熟其抗原表達(dá)逐漸減弱直至消失,HLA-DR表達(dá)于白血病細(xì)胞的較早分化階段,我們按照患者異常早幼粒細(xì)胞在這2種抗原的表達(dá)強(qiáng)度,將所有患者分為表達(dá)較為幼稚的CD34+和(或) HLA-DR+組和表達(dá)較為成熟CD34-和HLA-DR-組。結(jié)果顯示,CD34+和(或) HLA-DR+組表達(dá)CD2、CD56抗原強(qiáng)度明顯高 于CD34-和HLA-DR-組。Montesinos等[8]發(fā)現(xiàn),APL患者異常表達(dá)CD56完全緩解的持續(xù)時間更短,5年復(fù)發(fā)率更高,總體生存期更短。國外文獻(xiàn)報道CD56陽性與APL復(fù)發(fā)及預(yù)后存在一定的相關(guān)性[9]。但目前臨床對于CD56陽性出現(xiàn)APL復(fù)發(fā)的相關(guān)機(jī)制尚不清楚,主要有以下兩種解釋:1) CD56陽性的細(xì)胞,大多都比較幼稚,帶有多能干造血干細(xì)胞性質(zhì),對以維甲酸+蒽環(huán)類為基礎(chǔ)的藥物缺乏敏感性[10]。2)CD56陽性患者治療過程中,往往高表達(dá)P-糖蛋白,從而更容易出現(xiàn)化療藥物耐藥。CD2是T淋巴細(xì)胞上分布的一種綿羊紅細(xì)胞受體,與T淋巴細(xì)胞的活化和增殖有關(guān)。有文獻(xiàn)報道,白血病細(xì)胞表達(dá)CD34和CD2的APL患者對ATRA的治療效果較差,早期死亡率更高,更容易復(fù)發(fā),總體生存期和無病生存期相對較短[11]。故CD2和CD34也可作為APL預(yù)后不良指標(biāo)之一。急性白血病系列混雜模型認(rèn)為[12-14],表達(dá)CD34、HLA-DR同時跨系CD2或CD56的APL患者,其白血病腫瘤干細(xì)胞可能起源于系列未確定前更為原始的造血細(xì)胞。而不表達(dá)CD2和CD56的APL細(xì)胞則可能起源于髓系已確定后較為成熟的髓系祖細(xì)胞[15-16]。因此,表達(dá)CD34、HLA-DR抗原的APL細(xì)胞更多出現(xiàn)跨系表達(dá)CD2和CD56。
APL形態(tài)學(xué)診斷可分為M3a型(粗顆粒)、M3b型(細(xì)顆粒)和M3v型(變異型),M3v型是指異常早幼粒細(xì)胞胞核呈雙葉、多葉或腎形,胞質(zhì)內(nèi)無或少顆粒,Auer小體少見。在82例APL患者中M3b型比例最高為69.5%。我們進(jìn)行免疫表型分析結(jié)果顯示,M3a型CD117抗原陽性表達(dá)率明顯高于M3v型,M3v型CD34抗原陽性表達(dá)率明顯高于M3a和M3b型。這提示M3v型患者CD34表達(dá)率高,此型APL細(xì)胞可能來源于更原始的祖細(xì)胞。據(jù)文獻(xiàn)報道[17-18],M3v型患者中表達(dá)CD2陽性率高,而M3a、M3b型大多不表達(dá)CD2,推斷CD2和M3v有一定關(guān)系。本研究中82例APL患者診斷M3v型僅5例,表達(dá)CD2抗原有1例,但由于M3v型例數(shù)過少,無法證實CD2與M3v型的關(guān)系,尚需擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究。對于常見的M3a型較易鑒別,但M3b、M3v型細(xì)胞顆粒細(xì)小,似灰塵樣,核扭曲折疊,易誤診為單核細(xì)胞,因此以骨髓細(xì)胞形態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)結(jié)合免疫表型分析,有助于鑒別診斷及了解細(xì)胞的不同分化階段和類型。
1 Wang ZY, Chen Z. Acute promyelocytic leukemia: from highly fatal to highly curable[J]. Blood, 2008, 111(5): 2505-2515.
2 徐曉蘭,范志平,宋蘭林,等.伴t(11;17)(q23;q21)易位的急性早幼粒細(xì)胞白血病1例并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2007,27(6):923-924.
3 常曉麗,董征,劉莎,等.伴t(11;17)(q23;q21)易位的急性早幼粒細(xì)胞白血病1例并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)[J].解放軍醫(yī)學(xué)雜志,2013,38(5):378-382.
4 Kaleem Z, Crawford E, Pathan MH, et al. Flow cytometric analysis of acute leukemias. Diagnostic utility and critical analysis of data[J]. Arch Pathol Lab Med, 2003, 127(1): 42-48.
5 Paietta E. Expression of cell-surface antigens in acute promyelocytic leukaemia[J]. Best Pract Res Clin Haematol, 2003, 16(3):369-385.
6 王建中.臨床流式細(xì)胞分析[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2005:287-288.
7 Rizzatti EG, Garcia AB, Portieres FL, et al. Expression of CD117 and CD11b in bone marrow can differentiate acute promyelocytic leukemia from recovering benign myeloid proliferation[J]. Am J Clin Pathol, 2002, 118(1): 31-37.
8 Montesinos P, Rayón C, Vellenga E, et al. Clinical significance of CD56 expression in patients with acute promyelocytic leukemia treated with all-trans retinoic acid and anthracycline-based regimens[J]. Blood, 2011, 117(6): 1799-1805.
9 Breccia M, De Propris MS, Minotti C, et al. Aberrant phenotypic expression of CD15 and CD56 identifies poor prognostic acute promyelocytic leukemia patients[J]. Leuk Res, 2014, 38(2):194-197.
10 Percherancier Y, Germain-Desprez D, Galisson F, et al. Role of SUMO in RNF4-mediated promyelocytic leukemia protein (PML)degradation: sumoylation of PML and phospho-switch control of its SUMO binding domain dissected in living cells[J]. J Biol Chem,2009, 284(24):16595-16608.
11 Ahmad EI, Akl HKh, Hashem ME, et al. The biological characteristics of adult CD34+ acute promyelocytic leukemia[J]. Med Oncol, 2012, 29(2): 1119-1126.
12 Miyamoto T, Iwasaki H, Reizis B, et al. Myeloid or lymphoid promiscuity as a critical step in hematopoietic lineage commitment[J]. Dev Cell, 2002, 3(1): 137-147.
13 曾靜霞.急性早幼粒細(xì)胞白血病不同治療方案的療效分析[D].太原:山西醫(yī)科大學(xué),2011:1-35.
14 王克強(qiáng), 亓云法, 王靜, 等. 急性早幼粒細(xì)胞白血病細(xì)胞形態(tài)學(xué)分型臨床意義分析[J]. 中華腫瘤防治雜志, 2014, 21(7):538-542.
15 Grimwade D, Enver T. Acute promyelocytic leukemia: where does it stem from?[J]. Leukemia, 2004, 18(3): 375-384.
16 Zhang L, Cao Z, Zou Y, et al. Quantification of PML/RARa transcript after induction predicts outcome in children with acute promyelocytic leukemia[J]. Int J Hematol, 2012, 95(5): 500-508.
17 Albano F, Mestice A, Pannunzio A, et al. The biological characteristics of CD34+ CD2+ adult acute promyelocytic leukemia and the CD34 CD2 hypergranular (M3) and microgranular (M3v)phenotypes[J]. Haematologica, 2006, 91(3): 311-316.
18 Varma N, Agarwal C, Varma S. Evaluation of PML immunofluorescence, flow cytometric immunophenotypic analysis,and reverse transcriptase polymerase chain reaction for PML/RARa for rapid diagnosis of acute promyelocytic leukemia[J]. Cancer,2011, 117(2):435.