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        吖啶橙熒光染色法在循環(huán)腫瘤細(xì)胞篩查中的應(yīng)用

        2015-11-15 06:20:19劉敏馬富玲韓榮李美劉淑芬張淑敏
        天津醫(yī)藥 2015年7期
        關(guān)鍵詞:腎癌懸液外周血

        劉敏,馬富玲,韓榮,李美,劉淑芬,張淑敏

        診斷技術(shù)

        吖啶橙熒光染色法在循環(huán)腫瘤細(xì)胞篩查中的應(yīng)用

        劉敏,馬富玲△,韓榮,李美,劉淑芬,張淑敏

        目的應(yīng)用吖啶橙熒光(AO-F)染色法搭建循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)篩選平臺(tái),并將其應(yīng)用于腎癌患者外周血CTCs篩查。方法選擇轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌患者27例(研究組),用不同濃度的血清培養(yǎng)腎癌原代腫瘤細(xì)胞和細(xì)胞系769-P,分別制備涂片于熒光顯微鏡下,觀察細(xì)胞形態(tài)及著色情況是否一致;隨機(jī)計(jì)數(shù)5個(gè)視野下AO-F陽(yáng)性(+)細(xì)胞占769-P細(xì)胞的比例,評(píng)估AO-F染料對(duì)腫瘤細(xì)胞的敏感性;清晨抽取10例健康體檢者(對(duì)照組)空腹外周血,紅細(xì)胞裂解后富集單個(gè)核細(xì)胞,配制含1×106個(gè)細(xì)胞的懸液;取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期腎腫瘤細(xì)胞,配制成每管分別含500、200、100、50、10個(gè)腫瘤細(xì)胞的懸液,與1×106個(gè)單個(gè)核細(xì)胞混合,建立腎癌外周血CTCs模型,AO-F染色后計(jì)算腫瘤細(xì)胞回收率;另計(jì)算2組外周血AO-F+細(xì)胞的檢出率,分析其與患者臨床參數(shù)之間的關(guān)系。結(jié)果腎癌原代腫瘤細(xì)胞和細(xì)胞系769-P均呈現(xiàn)出鮮明色彩,兩者具有相似的形態(tài)學(xué)特征,平均每個(gè)視野下AO-F+細(xì)胞占腫瘤細(xì)胞的比例為93%±3%。含500、200、100、50個(gè)細(xì)胞的懸液組腫瘤細(xì)胞回收率(%)分別為10.2±3.8、9.2±2.3、10.8±2.6、10.5±1.9,組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。含10個(gè)細(xì)胞的懸液組偶然可檢測(cè)到AO-F+細(xì)胞。對(duì)照組無(wú)一例陽(yáng)性,研究組9例檢測(cè)到AO-F+細(xì)胞,檢出率為33.33%;檢出率在不同年齡、性別、腫瘤大小、病理類型、Furhman分級(jí)、轉(zhuǎn)移部位及帶瘤狀態(tài)間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論AO-F染色法篩查腎癌患者外周血CTCs切實(shí)可行,并具有高度的特異性和可重復(fù)性,對(duì)早期預(yù)測(cè)腎癌復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移有一定參考價(jià)值。

        吖啶橙;顯微鏡檢查,熒光;癌,腎細(xì)胞;循環(huán)腫瘤細(xì)胞

        近年來(lái),循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulating tumor cells,CTCs)作為腫瘤的“液體活檢標(biāo)本”,在腫瘤早期診斷、療效判定、預(yù)后判斷方面的價(jià)值備受關(guān)注。CTCs的出現(xiàn)可作為評(píng)估腫瘤患者預(yù)后的因素之一,并與腫瘤有無(wú)復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移有關(guān)[1]。近年來(lái)有許多前沿技術(shù)應(yīng)用于CTCs檢測(cè),目前只有Cell Search系統(tǒng)得到歐美國(guó)家認(rèn)同。Cell Search系統(tǒng)通過(guò)細(xì)胞表面標(biāo)志富集CTCs,但因腎癌細(xì)胞缺乏特異性標(biāo)志物限制了其在腎癌領(lǐng)域的應(yīng)用。吖啶橙(acridine orange fluorescent,AO-F)作為一種熒光絡(luò)黃染料,具有高度異染性,已經(jīng)應(yīng)用于胸水、腹水、尿液等標(biāo)本的腫瘤細(xì)胞檢測(cè)[2]。本研究旨在建立吖啶橙熒光法篩查CTCs的技術(shù),并將其應(yīng)用于腎癌患者的早期診斷及術(shù)后隨訪。

        1 資料與方法

        1.1一般資料選擇2013年7月—2014年5月我院收治的轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌患者27例(研究組),其中男19例,女8例;年齡28~79歲,平均(61.63±12.04)歲?;颊呔忻鞔_病理組織學(xué)診斷證實(shí)為腎細(xì)胞癌,且具有充分臨床或影像學(xué)證據(jù)確診為轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌,均未接受任何治療。另?yè)?0例健康體檢者作對(duì)照組,其中男6例,女4例;年齡26~79歲,平均(50.1±16.88)歲。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn),且獲研究對(duì)象知情同意。

        1.2主要試劑和儀器769-P細(xì)胞系購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院細(xì)胞資源中心,RPMI-1640培養(yǎng)基、熱滅活胎牛血清、淋巴細(xì)胞分離液購(gòu)自天津?yàn)笊锟萍加邢薰?,胰蛋白酶、膠原酶Ⅱ、紅細(xì)胞裂解液購(gòu)自北京索萊寶科技有限公司,熒光顯微鏡(Olympus BX51),離心機(jī)(BAIYANG B160A),超凈臺(tái)(Labeier),CO2培養(yǎng)箱(Forma Scientific)。

        1.3方法

        1.3.1腫瘤細(xì)胞培養(yǎng)新鮮腎癌組織經(jīng)膠原酶Ⅱ消化,加淋巴細(xì)胞分離液,離心獲得原代腎癌細(xì)胞。加含20%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)基,置于37℃、5%CO2條件下傳代培養(yǎng)。同時(shí)將769-P細(xì)胞系加入含10%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)基中培養(yǎng)。待細(xì)胞覆蓋瓶底80%時(shí),胰蛋白酶消化后按1∶3傳代。每5 d傳代1次。取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期769-P細(xì)胞備用。

        1.3.2AO-F染色評(píng)估AO-F染料對(duì)腫瘤細(xì)胞的敏感性分別制備原代和769-P細(xì)胞涂片,涂片經(jīng)AO-F染色:AO-F染液中浸泡3 min,PBS沖洗;HCl溶液沖洗5 s,PBS沖洗;CaCl2溶液浸泡3 min,PBS沖洗。加蓋片于熒光顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)及著色情況。隨機(jī)讀取5個(gè)視野計(jì)算AO-F陽(yáng)性(+)細(xì)胞占769-P細(xì)胞的比例,評(píng)估AO-F染料對(duì)腫瘤細(xì)胞的敏感性。

        1.3.3富集對(duì)照組外周血單個(gè)核細(xì)胞對(duì)照組清晨空腹抽取肘正中靜脈血5 mL,低張紅細(xì)胞裂解液破紅,乙二胺四乙酸(EDTA)漂洗后固定2次,2 000 r/min離心10 min,獲得單個(gè)核細(xì)胞。制備細(xì)胞涂片,經(jīng)AO-F染色后熒光顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)及著色情況。同時(shí)PBS逐級(jí)稀釋,配制含1×106個(gè)細(xì)胞的懸液置于玻璃管中,共20管,備用。

        1.3.4模擬腎癌患者外周血樣取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的769-P,計(jì)數(shù)后PBS逐級(jí)稀釋,配制成每管分別含500、200、100、50、10個(gè)769-P細(xì)胞的懸液,與1×106個(gè)單個(gè)核細(xì)胞混合,模擬腎癌患者外周血樣,離心、固定、涂片、染色,重復(fù)4次,計(jì)算腫瘤細(xì)胞回收率。

        1.3.5檢測(cè)研究組外周血中AO-F+細(xì)胞研究組患者于清晨空腹抽取肘正中靜脈血6 mL。為避免污染摒棄前1 mL。按1.3.3中方法于2 h內(nèi)處理。計(jì)算AO-F+細(xì)胞的檢出率,并分析檢出率與患者臨床病理參數(shù)之間的關(guān)系。

        1.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果判讀(1)AO-F+細(xì)胞:細(xì)胞明顯增大,核異型性明顯,核漿比例失調(diào);胞核、胞漿均著色,胞核呈亮黃綠色,邊緣不齊;胞漿呈桔紅色,含量少,即為CTCs。(2)AO-F陰性(-)細(xì)胞:細(xì)胞體積小,可見(jiàn)多核、桿狀核、分葉核等白細(xì)胞亞群;胞核呈亮綠色熒光,胞漿不著色。

        1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS 17.0軟件進(jìn)行處理。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,多組間比較采用單因素方差分析。計(jì)數(shù)資料組間比較采用Fisher確切概率法。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)特點(diǎn)細(xì)胞生長(zhǎng)迅速且良好,3次傳代后,質(zhì)量和數(shù)量均能滿足后續(xù)實(shí)驗(yàn)要求。見(jiàn)圖1。

        Fig.1The primary renal cancer cells observed under inverted microscope(×200)圖1 原代腎癌細(xì)胞光鏡觀察(×200)

        2.2各組AO-F染色情況比較AO-F染色后,原代細(xì)胞和細(xì)胞系均呈現(xiàn)出鮮明色彩,兩者具有相似的形態(tài)學(xué)特征:細(xì)胞大小不一,形態(tài)各異,核漿比例失調(diào),胞核呈明亮黃綠色,胞漿呈鮮亮桔紅色,見(jiàn)圖2a。對(duì)照組外周血白細(xì)胞大小均一,胞核被染為亮綠色,胞漿不著色,可見(jiàn)各亞群細(xì)胞核形態(tài),見(jiàn)圖2b;研究組涂片上可見(jiàn)到兩類細(xì)胞,大部分為白細(xì)胞,僅有個(gè)別AO-F+的腫瘤細(xì)胞,數(shù)目少,但醒目(箭頭所示),見(jiàn)圖2c。

        Fig.2Comparison of AO-F staining between three groups(×200)圖2 各組細(xì)胞AO-F染色情況比較(×200)

        2.3AO-F染料對(duì)腫瘤細(xì)胞的敏感性及腫瘤細(xì)胞回收率平均每個(gè)視野下AO-F+細(xì)胞占769-P細(xì)胞的比例為93%±3%。含500、200、100、50個(gè)細(xì)胞的懸液組腫瘤細(xì)胞回收率(%)分別為:10.2±3.8、9.2± 2.3、10.8±2.6、10.5±1.9,組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F= 1.001,P>0.05)。含10個(gè)細(xì)胞的懸液組偶然可檢測(cè)到AO-F+細(xì)胞。

        2.4研究組CTCs檢出率及與臨床病理資料的關(guān)系9例檢測(cè)到AO-F+細(xì)胞,檢出率為33.33%。檢出率在不同年齡、性別、腫瘤大小、病理類型、Furhman分級(jí)、轉(zhuǎn)移部位及帶瘤狀態(tài)間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見(jiàn)表1。

        Tab.1Clinical parameters and AO-F positive rate in 27 patients with metastasized renal cancer表1 27例轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌患者CTCs檢測(cè)結(jié)果及與臨床病理資料的關(guān)系例(%)

        3 討論

        腫瘤微轉(zhuǎn)移是單個(gè)細(xì)胞或微小細(xì)胞團(tuán)形式存在的隱匿性轉(zhuǎn)移,存在于血液循環(huán)中,但常規(guī)臨床病理學(xué)和影像學(xué)方法均不能檢出,需要借助特殊手段才能檢出。早在1869年,澳大利亞學(xué)者Ashworth首次提出了CTCs的概念。細(xì)胞自原發(fā)灶脫落進(jìn)入血液循環(huán)在遠(yuǎn)處組織、器官增殖并形成轉(zhuǎn)移灶,這部分進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的細(xì)胞即被稱之為CTCs。腫瘤細(xì)胞進(jìn)入外周血中是發(fā)生微轉(zhuǎn)移以及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的前提[3]。因此,檢測(cè)CTCs對(duì)監(jiān)測(cè)腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移有重要意義。

        目前許多前沿技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到CTCs檢測(cè),如RT-PCR、microRNA、生物芯片等[4-5],但各自因其不能克服的缺點(diǎn)未被認(rèn)可。Cell Search系統(tǒng)是目前國(guó)際上唯一認(rèn)可的技術(shù),已被批準(zhǔn)用于乳腺癌、前列腺癌、結(jié)直腸癌中CTCs的檢測(cè)。腎癌是泌尿系統(tǒng)常見(jiàn)腫瘤之一,起源于腎小管上皮細(xì)胞,術(shù)后患者死亡的主要原因是發(fā)生轉(zhuǎn)移。腎癌作為上皮組織來(lái)源的腫瘤,理論上細(xì)胞角蛋白(cytokeratin,CK)表達(dá)率應(yīng)該較高,但Gradilone等[6]選用CK8/18/19抗體標(biāo)志腫瘤細(xì)胞對(duì)25例轉(zhuǎn)移性腎癌患者血中CTCs使用Cell Search系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè),檢出率僅有16%,同時(shí)對(duì)檢出的CTCs行RT-PCR擴(kuò)增,發(fā)現(xiàn)CK8/18/19表達(dá)率極低,表明腎腫瘤細(xì)胞表面抗原進(jìn)入血液循環(huán)成為CTCs后發(fā)生了變化,導(dǎo)致其表面缺乏特異性腫瘤標(biāo)志物。由于腫瘤的異質(zhì)性,Cell Search系統(tǒng)通過(guò)細(xì)胞表面標(biāo)志物篩查CTCs,不可避免地使不表達(dá)特異性標(biāo)志物的腫瘤細(xì)胞亞群“逃脫法網(wǎng)”,造成一定的假陰性。另外由于檢測(cè)成本和技術(shù)要求較高,難于在基層醫(yī)院普及,這些都使得Cell Search系統(tǒng)的臨床價(jià)值得不到體現(xiàn)。因此,發(fā)展一種新的檢測(cè)方法很有必要。

        AO-F作為一種熒光絡(luò)黃染料,具有高度異染性,被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和生物學(xué)的研究中。AO-F染色法的原理是腫瘤細(xì)胞能夠特異性地與DNA和RNA結(jié)合,從而使腫瘤細(xì)胞變成“彩色”,在顯微鏡下明顯區(qū)別于正常外周血單個(gè)核細(xì)胞。此法綜合細(xì)胞形態(tài)學(xué)和細(xì)胞化學(xué)兩方面的特點(diǎn)來(lái)判斷細(xì)胞良、惡性,為不表達(dá)特異性標(biāo)志物的CTCs檢測(cè)提供了新思路。

        本研究結(jié)果顯示,AO-F染色后平均每個(gè)視野下AO-F+細(xì)胞占769-P細(xì)胞的比例為93%±3%,證實(shí)AO-F染料對(duì)腫瘤細(xì)胞敏感性高。一定數(shù)量的腫瘤細(xì)胞與健康外周血單個(gè)核細(xì)胞混合,建立腎癌外周血CTCs模型,用AO-F法進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示各組腫瘤細(xì)胞回收率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示應(yīng)用AO-F法檢測(cè)CTCs較穩(wěn)定,具有較好可重復(fù)性。含10個(gè)細(xì)胞的懸液組偶然可檢測(cè)到AO-F+細(xì)胞,與李燕等[7]建立的膜濾過(guò)聯(lián)合激光掃描細(xì)胞計(jì)量?jī)x(ISET+LSC)檢測(cè)CTCs相比,回收率基本相仿,但較新近出現(xiàn)的CTCs芯片技術(shù)相比,尚不夠理想。整個(gè)過(guò)程中的離心、漂洗、計(jì)數(shù)、染色以及AO耐光性弱的內(nèi)在特性[8]等都可造成不同程度的細(xì)胞丟失,需繼續(xù)優(yōu)化。對(duì)照組未檢測(cè)到AO-F+細(xì)胞,提示該方法有較高的特異性。

        本研究結(jié)果顯示,研究組有9例采用AO-F染色法檢測(cè)到CTCs,檢出率為33.33%。檢出率在不同年齡、性別、腫瘤大小、病理類型、Furhman分級(jí)、轉(zhuǎn)移部位及帶瘤狀態(tài)間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。李蕾等[9]研究顯示乳腺癌患者血中CTCs檢出率與轉(zhuǎn)移部位存在一定關(guān)系。本研究未發(fā)現(xiàn)兩者存在相關(guān)關(guān)系,可能與腫瘤類型、樣本例數(shù)大小有關(guān),尚需大樣本研究驗(yàn)證。Bluemke等[10]檢測(cè)154例腎癌患者的233份血樣中的CTCs發(fā)現(xiàn),CTCs檢出率與患者年齡、性別、腫瘤大小無(wú)關(guān),與本研究結(jié)果基本一致,另外該研究發(fā)現(xiàn)CTCs是腎癌的獨(dú)立預(yù)后因素之一,與淋巴結(jié)陽(yáng)性及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。對(duì)于已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)移但外周血中未檢出CTCs的患者,這種不一致性可能是由于腫瘤細(xì)胞釋放進(jìn)入血液的周期性變化以及疾病進(jìn)展過(guò)程中腫瘤組織與宿主免疫狀態(tài)的相互抗衡等導(dǎo)致的[11]。

        AO-F法篩查CTCs作為一種新的檢測(cè)方法有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì),可以提供CTCs形態(tài)學(xué)和細(xì)胞化學(xué)方面的詳細(xì)信息,且克服腫瘤細(xì)胞異質(zhì)性等問(wèn)題,為不表達(dá)特異性上皮標(biāo)志物的CTCs檢測(cè)提供了新思路。

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        (2014-10-13收稿 2015-03-02修回)

        (本文編輯 陳麗潔)

        The application of acridine orange fluorescent staining method in circulating tumor cell

        LIU Min,MA Fuling△,HAN Rong,LI Mei,LIU Shufen,ZHANG Shumin
        Department of Urology,The Second Hospital,Tianjin Medical University,Tianjin Institute of Urinary Surgery,Tianjin 300211,China△

        ObjectiveTo establish the screening platform of circulating tumor cells(CTCs)using acridine orange fluo?rescent(AO-F)dyeing method,and to apply it in the screening of peripheral blood CTCs in patients with kidney cancer. MethodsTwenty-seven patients with metastatic renal cell carcinoma was included in this study.Primitive tumor cells and kidney cancer cell line 769-P were cultured with different concentrations of fetal bovine serum.Smears were prepared and observed under fluorescence microscopy.The percentage of AO-F positive staining of 769-P cells under 5 random sights was calculated.The sensitivity of AO-F staining to cells was evaluated.The 5 mL morning fasting venous blood was obtained from 10 subjects with healthy check-up.The 1×106cell suspension was prepared.The logarithmic phase of renal tumor cells was used to prepare tube containing 500,200,100,50 and 10 tumor cell suspension,which were mixed with 1×106nucleated cells to establish CTCs model of renal cancer.AO-F staining method was used to detect the expression of AO-F positive cells.The correlation between expression of AO-F positive cells and clinical parameters was analyzed.ResultsThe prima?ry cells and cell line 769-P showed similar bright color and morphological characteristics.The percentage of AO-F positive staining in 769-P cells was 93%±3%under 5 random sights.The recovery rates(%)of four groups(500,200,100 and 50 tu?mor cell suspension)were 10.2±3.8,9.2±2.3,10.8±2.6 and 10.5±1.9,respectively.There were no significant differences in recovery rates between four groups(P>0.05).The group of 10 tumor cell suspension could find AO-F positive staining cells occasionally.Zero case was positive in controls.Nine of 27 patients were positive and the rate was 33.33%.There were no significant statistical differences in AO-F positive rates between gender,age,tumor size,pathological pattern,F(xiàn)urhman stage,metastasis of lung and presence of tumor(P>0.05).ConclusionIt is confirmed that the method of CTCs staining with AO-F,which has high specificity and reproducibility,is feasible to detect CTCs and worthy of being studied.There is a certain reference value to predict tumor recurrence and metastasis.

        acridine orange;microscopy,fluorescence;carcinoma,renal cell;circulating tumor cells

        R737.11;R446-39

        A

        10.11958/j.issn.0253-9896.2015.07.025

        天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院泌尿外科,天津市泌尿外科研究所(郵編300211)

        劉敏(1989),女,碩士在讀,主要從事腎癌循環(huán)腫瘤細(xì)胞臨床價(jià)值研究

        △通訊作者E-mail:18722569796@163.com

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