2 .艾滋病以及 HLTV—III 感染艾滋病是一種由人類 T 淋巴細胞病毒( HLTV--III )感染而造成的疾病。這種病毒主要侵襲 CD 4 + T 細胞,而導致 CD 4 淋巴細胞減少, CD 4 /CD 8 淋巴細胞比值下降,甚至可低到 0.5 以下。艾滋病多發生在同性戀性行為活躍的男性,這可能與多次重復感染 HLTV-III 有關。對異性性行為活躍的人來講,對 HLTV—IIi 感染的機會也不容忽視。另一種感染的途徑是 HLTV 血清陽性的獻血者對受血者的感染。有部分人血液中 T 淋巴細胞減少, CD 4 /CD 8 比值下降,但 HTLV 血清反應不一定就是陽性。有些人 CD 4 減少不明顯,但 CD 8 有所增加,也會導致 CD 4 /CD 8 的的比值下降。
對可疑為艾滋病及血清檢驗為陽性的人, T 細胞亞群是分析了解免疫系統被病毒破壞程度的標志。初診時, CD 4 細胞越少, CD 4 /CD 8 值越低者,預后越差。所以經治療后恢復的指標則是 CD 4 細胞數增加, CD 4 /CD 8 比值升高。用熒光標記雙染色的 FCM 分析的結果表明,艾滋病人除 CD 4 和 CD 8 的改變外,同時還可以表現出 OKT 10 陽性細胞增多(圖 10-15 )。病人表現為 CD 8 和 OKT 10 同時增加時,預后比 OKT 10 陽性細胞低的病情嚴重。
圖 10-15 健康人艾滋病人淋巴細胞表面抗原的比較
艾滋病人 Leu 3 + 、 Leu 8 - 和 Leu 3 + 、 Leu 8 + 細胞均減少,而 Leu 2 + 、 Leu 8 - 細胞相應增加,
Leu 2 + 、 Leu 7 + 與 Leu2 3 + 、 Leu 10 + 細胞明顯增加
3 .白血病和淋巴瘤的表現型 近年來,為了弄清這些腫瘤的病理組織形態、影響治療效果的原因與免疫狀態的相互關系,對于不同類型的白血病和淋巴瘤作為廣泛的細胞表面表現型的研究。
在診斷方面, FCM 與單克隆抗體結合,可以弄清這些腫瘤的免疫起源,特別是分清 B 細胞性、 T 細胞性或骨髓性腫瘤。同時,還可以證實一些與細胞起源相關的抗原,如普通急性淋巴細胞性白血病抗原( CALLA 、 CD 10 )。另外,可以用適當的試劑從反應免疫過程中來證實單克隆的腫瘤細胞的增殖。
大部分淋巴系統腫瘤均起源于 B 細胞。而 B 細胞腫瘤常用抗免疫球蛋白的抗體來證實。由于前 B 細胞與漿細胞表面均無免疫蛋白,所以用檢測免疫球蛋白的辦法就只能證實 B 細胞發育中間時期的腫瘤。目前,已有一系列的 B 細胞表面抗原被發現,而可以證實 B 細胞個體發育的各個時期的腫瘤。
對 B 細胞腫瘤最有價值的抗原是 CALLA 。這種抗原僅存在于 B 細胞正常以育期的前 B 細胞、早期 B 細胞以及 80% ~ 90% 的急性淋巴細胞性白血病。因此,抗 CALLA 抗體可以區別淋巴細胞性和髓性白血病。用抗 CALLA 結合其它一些成熟 B 細胞的單克隆抗體,如 CD 19 , CD 20 , CD 24 ( B 4 , B 1 , BA -1 )將能證實大部分 B 細胞來源的腫瘤。圖 10-16 給出了 B 細胞分化的各個時期細胞膜的表現型。來源于 B 細胞的腫瘤和正常 B 細胞的表現型相似,也就是說, B 細胞前身、成熟 B 細胞及最后分化為分泌 B 細胞 — 漿細胞。
圖 10-16 B 細胞分化各時期的細胞膜表現型
由于 T 淋巴細胞來源的腫瘤浸潤性較強,預后較差,并需要多種治療。 T 細胞腫瘤的表現型千變萬化,但大部分均表現 T 細胞抗原 CD 7 ( Leu 9 , 3A )或其它 T 細胞抗原 CD 2 、 CD 5 ( OKT 11 , OKT 1 )。這些抗原與腫瘤的細胞成熟時間有關,因而有助于擬定治療方案。從 FCM 分析的結果表明,非成熟的 T 細胞腫瘤常表現非成熟的 T 細胞抗原,如 CD 1 和 t 10 。而成熟的 T 細胞腫瘤則僅表現成熟 T 細胞抗原: CD 2 、 CD 3 、 CD 5 和 CD 7 。有時也可表現 CD 2 、 CD 8 ,但不會出現在同一個細胞上面。
由于腫瘤細胞的多種來源,很難避免在腫瘤標本中混雜正常細胞,這給 FCM 的分析帶來技術上的困難。如殘留的紅細胞在 FCM 分析時,落入淋巴細胞框定的范圍內而造成淋巴細胞各種亞群百分率下降。所以在制備標本時,應盡量想法去除紅細胞。另一種污染是正常細胞存在于腫瘤細胞之間,這是一個很頭痛的問題。例如骨髓常被外周血污染,反應性的正常淋巴細胞滲入到腫瘤組織中等,因此估計污染程度對解釋 FCM 分析的資料有一定的意義。因為在 FCM 分析時,正常細胞與腫瘤細胞可能由于不同的體積和密度而被分開,根據對污染的估計,仔細分析圖像就能得到比較正確的結果。
4 . FCM 對正常 B 細胞和 B 細胞腫瘤分析 FCM 對正常 B 細胞和 B 細胞腫瘤的分析在免疫學研究和臨床診斷上有著重要的實用價值, B 細胞的某些特征必須使用 FCM 來分析,但是這在 FCM 技術方法中仍存在著一些需要解決的問題。
( 1 ) B 細胞的標記: B 細胞膜表現免疫球蛋白( SIg )存在于所有成熟 B 細胞。最早的 B 細胞前身,細胞質內含有免疫球蛋白 M ( IgM ),但不存在于細胞膜表面。細胞質內 IgM 的證實以及同時測定細胞表面的 SIg ,對 FCM 是很困難的,當然今后可能會用雙染法來解決這樣的難題。大部分成熟 B 細胞具有 SIgM 和 SIgD ,少量具有 SIgG 和 SIgA ,當然這也可能是因為不同的亞群的緣故。但僅以 Ig 的重鏈來分類 B 細胞是不可靠的,因為 B 細胞可以從膜表面的 IgM 逐漸轉變成 IgG ,因而從重鏈著手無法把 B 細胞分類。大部分 B 細胞腫瘤也表現出帶有 SIgM 和 SigD 。隨著 B 細胞逐漸轉變成漿細胞,膜表面 Ig 逐漸喪失,在細胞質內又出現大量的免疫球蛋白。
與重鏈相反, B 細胞的整個發生期只有一種 k 或者 λ 輕鏈, B 細胞腫瘤克隆僅表現一種輕鏈,因此通過在 FCM 上顯示的不平衡的輕鏈表現可以確定 B 細胞腫瘤。測定方法見( 3 )。
用 SIg 的最大缺點是它的 “ 嗜細胞性 ” ,因為正常 B 細胞、自然殺傷細胞( NK )、激活 T 細胞以及所有巨噬細胞均有 Fc 段受體,因而可以不同程度地與抗 SIg 單克隆抗體的 Fc 段結合而產生非特異性的結果,因此選擇抗體時,應使用已被胃蛋白酶消化過的、 Fc 段也被去除的、僅留下來的 F ( ab' ) 2 。
( 2 ) FCM 測定 B 細胞的臨床指證:
① 免疫缺陷;免疫缺陷可以是先天性或獲得性的。低丙種球蛋白白血癥和無丙種球蛋白白血癥常伴有免疫球蛋白分泌的紊亂,因此有必要分析 B 細胞。
② 淋巴瘤:非何杰金氏病的淋巴病, 80% 來源于 B 細胞。因而一旦懷疑為淋巴瘤,就應仔細用 FCM 對 B 細胞的表現型進行分析,可以分析血、骨髓、以及活檢淋巴結等。首先確定腫瘤細胞的來源: B 細胞性( CD 20 + , SIg + )或 T 細胞性( CD 3 + )。也有可能某些淋巴病來源于單核細胞( CD 11 + )成裸細胞而表現出非 T 非 B 。一旦確立為 B 細胞來源后,就應更進一步分析克隆增殖的性質:單克隆、少克隆、或是多克降珠。單克隆性的增殖往往是腫瘤的標志。可以用 SIg 的輕鏈和重鏈分別加以測試,往往輕鏈比重鏈更有價值。在不久的將來,或許可以直接用免疫球蛋白的基本加以鑒別。
對 B 細胞亞群的確定,目前并未定論,但某些 B 細胞被 CD 5 ( T 1 , OKT 1 )染色。正常 B 細胞中這些細胞較少,而多見于慢性淋巴性白血病和骨髓移植后的免疫缺陷時期。在 B 細胞的腫瘤病人中, 10% 的也可以出現 CD 20 ( B 1 )陰性反應,這是 B 細胞成熟而將分化為漿細胞的標志。在異常 B 細胞上,往往有一些 B 細胞的標記缺失或其它表現型出現,因而對異常 B 細胞的 FCM 的分析尤為重要。圖 10-17 顯示 CD 19 —FITc ( B 細胞)和 CD 5 -PE ( T 細胞)雙染色的假三維圖像分析。 X 軸為綠色熒光的 Leu 12 (B 細胞 ) , Y 軸為紅色熒光的 PE—Leu 1 (T 細胞 ) 。從圖中可見,有較多的細胞表現出 Leu 12 + t Leu 1 + , 陰性區內為 NK 細胞和紅細胞等。
圖 10-17 異常 B 細胞雙染色的假三維圖
( 3 ) k-λ 測定 B 細胞克隆: k 、 λ 測定法是一種從正常 B 細胞中測定少量 B 細胞克隆生長的方法。其基本原理是:若有 B 細胞克隆存在,將改變某一種輕鏈( k 或 λ )的熒光強度的分布。若輕鏈為 k 的 B 細胞生長,則抗 k 的抗體能測試出這種變化,而抗 λ 的抗體的測試沒有任何改變。正常情況下, B 細胞的 k 和 λ 的熒光強度分布是一致的(見圖 10-18 )
圖 10-18 k-λ 克隆的測定
正常情況, B 細胞輕鏈分布圖像,一致 κ 和 λ 的波形沒有區別。但在異常時,若有單克隆生長, κ 鏈有分布則與 λ 不一致,在總和的曲線形態上也會產生差異。
在實際應用中,血液、體液、組織細胞的懸浮液效果均較好,而對于骨髓,大量細胞的非特異性標記會影響測定的結果。這里面必須強調,正常 B 細胞中的克隆細胞生長并不意味著它們必然是腫瘤細胞,還必須結合其它指標再做結論。不過這種方法對確定腫瘤細胞的存在、細胞發育階段、以及經治療后病情控制的狀況等,都可以提供一些有用的資料。
以上僅限于從外周血的白細胞分析這一側面介紹了 FCM 的某些疾病中的臨床應用。其實,它也僅只是問題的一個部分。例如,有研究工作表明: CD 34 抗原在由紅系、巨核系、粒系和巨噬細胞三個細胞成株單元組成的成株細胞中有所表現。 CD 34 + 細胞在人的骨髓細胞中約占 1 ~ 4% ,而在外周血中卻探測不到。又如, NK 細胞近來被認為可能和人類的某些疾病的發病機理有關,對 NK 細胞的測量可以作為免疫治療的免疫監測的重要參數和有效的預后征狀的指示。以前是用放射性的 51 Cr 的釋放來檢測 NK 敏感的靶細胞的毒理學活性從而評估 NK 的功能的,而采用熒光探針 CFDA ( car - boxy—fluorescein diacetate )標記則可用 FCM 技術更為安全可靠地進行測定。有報告指出,健康男人的數值為( 67.1±22.7% ) % ,健康女人為( 63.9±20.0% );患有婦科癌腫病人則為( 38.5±23.1 ) %, 明顯偏低。這些工作表明, FCM 的技術從免疫組織化學角度還會有所發展。在第二節 我們曾簡單介紹了流式細胞分析技術在生物醫學工程中應用的一些技術途徑,這也可以啟發我們借助于 FCM 來提高免疫組織化學的分析能力。可以預見, FCM 一定會成為免疫組織化學的一項重要的技術工具,并將在醫學科研和臨床應用中發揮更大的作用。
附【美國 Becton –Dickinson 公司可提供的 FCM 標準】熒光微球( Fluorescent beads );雞紅細胞核( Chicken erythrocyte nu - clei )和小牛胸腺細胞核( Calf thymocyte nuclei ),用于 DNA 測量的質量控制;單克隆抗體試劑;以及用于免疫表型( immunopheno - typing )和其它臨床應用的藥盒。
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