流式细胞术在临床医学的应用

1、 HYPERLINK 流式细胞仪在医学检验中的应用流式细胞术(flow cytometry, FCM)是一种能够对单个细胞或生物微颗行定量分析和分选 的检测手段，具有快速、高精度、高准确性、多参数和高通量等优点，是目前先进的细胞定 量分析技术之一。近年来，FCM的发展日新月异，技术不断有新的突破，新型仪器不断涌现，同时，FCM 在医学及其他科学的应用更加广泛和深入，涵盖了从基础研究到临床诊断的多个方面，涉及 免疫学、血液学、肿瘤学等。cellEneain lluidGbIi sorting图1.流式细胞术工作原理图一、流式细胞术的研究进展流式细胞仪的进展近年来，随着将多种不同波长的新型激光器与

2、新型荧光染料的新型染色剂相结合，流式 细胞仪性能不断提升，体现在分析速度的提高、灵敏度和精密度的提升，以及激光通道和参 数的增多。此外，流式细胞仪不断打破传统的界限，实现了多学科的交叉发展，诞生了一些新理念、新技术融合的仪器。例如，微流控芯片流式 细胞仪，是基于微机电技术的一种小型流式细胞仪， 具有结构简单、操作方便、体积小、价格低廉等特点； 声波聚焦流式细胞仪是采用超声波原理将细胞聚焦 于流动室的中轴上，代替传统的流体动力，实现高通 量、高精确度分析；质谱流式细胞仪将传统流式细胞 仪与质谱分析技术相结合，采用同位素标记特异性抗 体，利用质谱原理对单细胞进行多参数检测的流式技 术，可以克服荧光

3、素发光光谱相互干扰导致的波谱重 叠、影响分辨的问题；将传统的流式细胞仪的荧光信号与荧光显微镜的形态学结合，形成了成像流式细胞仪，检测者可以目睹到每个细胞或颗粒 的形态。质谱流式细胞仪和成像流式细胞仪可以被称为二代流式细胞仪。安必奇生湘物府限司 HYPERLINK 流式细胞术的进展FCM主要用于分析荧光标记的细胞和颗粒，也是目前广泛的应用领域。但是，新近研 究打破了这一界限，实现了流式细胞仪由检测荧光标记的细胞，到可以检测无需荧光标记细 胞的飞跃，这种技术对细胞无损坏、避免了荧光染料的干扰，将进一步提升FCM的应用范 围和价值。有学者研究出一种新的FCM，称为实时变形性流式细胞术(real-ti

4、me deformability cytometry，RT-DC),利用肿瘤细胞等细胞的内在特性一一变形能力，对无标记的目标细胞 分析，这种无标记的分析方法为流式细胞分析增加了新的可能。流式细胞术应用进展FCM是一种重要的技术，具有许多应用，可用于许多疾病状态的诊断和分类，特别是 造血系统癌症。随着时间的推移，FCM应用范围也在不断扩大，新的一些临床检测和科研 项目也在不断开发。3.1流式细胞术在原发性免疫缺陷病诊断中的应用原发性免疫缺陷病(primary immunodeficiency disease，PID)是由于遗传因素或先天性 免疫发育不良造成的免疫功能障碍所致的疾病。目前，PID的

5、发病率在我国以及亚洲属于前 列，研究表明，很多免疫缺陷病经过临床和精准的诊断(包括基因诊断、蛋白质水平诊断和 功能水平诊断)之后都可以进行很明确的诊断， 但如果没有及时发现，患儿很容易发生严重的并 发症威胁生命。FCM是一种对单细胞或其他生物粒子进行 定量分析和分选的手段，具有速度快、精度高、 准确性好等优点，已经成为了当代最先进的细胞 定量分析技术，可以直接评估免疫细胞和分子。洛杉矶儿童医院的实验室主任Maurice R.OGorman教授，利用流式细胞技术进行了几项 儿童原发性免疫缺陷病筛查试验，成功的开发了 一种多色流式细胞术，该方法可以在不到两个小时的时间内在6至10个颜色检测系统的单

6、 管中对全血进行常规免疫分型。该方法可以在标准临床实验室对与儿童原发性免疫缺陷病有 关的免疫异常进行快速准确的诊断和预后监测。National Jewish Health免疫学家Vijaya Knight博士，他通过FCM检测自身抗体，成功 分析了分枝杆菌感染引起的免疫缺陷病。同时，由于自身抗体能被免疫系统中的细胞因子中 和，自身抗体的检测开辟了新的治疗可能性，例如用免疫调节剂(例如，与抗细菌药物偶联 的T细胞消耗剂)治疗患者。不远的将来，FCM诊断试验将发与传统的基因序列分析相比较，FCM是基于单个细胞上的检测，可以评价单个细胞的 特性，分析细胞的类型，检测待定基因产物，是一种快速、灵敏重、

7、复性好的分析方法。随 着对PID发病机制的深入了解及新抗原抗体的不断发现， 生更大的作用。3.2流式细胞术在癌症检测中的应用随着科技的进步与发展，FCM的出现使肿 瘤治疗有了质的飞跃。其应用主要是通过测DNA 含量实现的，包括癌前病变检查、早期癌变的检 出、化疗指导以及预后评估等。利用FCM进行细胞周期分析、DNA倍体分安花生撕购耕:司 HYPERLINK 析、定量分析检测细胞增殖标志物、细胞表面标志、癌基因蛋白产物、耐药蛋白、细胞凋亡 等，从而获得组织形态学方法难以得到的信息，可为肿瘤的临床诊断、治疗和预防提供帮助。 对肿瘤细胞DNA含量作定量分析，解析细胞周期，通过细胞异倍体测定预测各种肿

8、瘤的预 后，并能在化疗中对药物的选择和放疗中强度、时间的决定等起指导作用。解析抗癌药物作 用机制，对癌症进行早期诊断及鉴别良恶性有一定参考价值。此外，由于FCM对凋亡、周 期蛋白、癌基因及抗癌基因的研究也发挥着重要作用，近年来引起肿瘤研究者的极大关注， FCM已广泛应用于肿瘤基础和临床研究中，为肿瘤诊断、疗效评价和预后预测提供重要参 考指标。另外，传统的细胞形态学至今仍是诊断肿瘤的一种重要的手段。多年来，细胞学工 作者就设想使肿瘤细胞学诊断自动化，流式细胞术的问世，使细胞学检查自动化的宿愿如愿 以偿，并已广泛应用于肿瘤临床细胞学的诊断研究。大量的临床应用表明，流式细胞术对肿瘤细胞学的诊断正确率

9、已达常规细胞学诊断水平。 肿瘤细胞对化疗药物的耐受性是肿瘤治疗的主要障碍。肿瘤细胞的耐药性可分为原发耐药和 继发耐药，前者在化疗前就存在于肿瘤细胞中，与用药无关，后者是由化疗药物诱导产生的， 即在药物使用前对药物敏感，而在用药之后产生耐药。继发耐药根据耐药谱的不同又可分为 原药耐药(PDR)和多药耐药(MDR)。MDR相关蛋白包括P糖蛋白、多药耐药相关蛋白等。 它们都属于ATP酶活性转运蛋白，均是通过药物外排泵的作用降低细胞中药物的聚集。因 此应用FCM检测肿瘤细胞的多药耐药相关蛋白的表达水平，对监测临床肿瘤化疗效果及药 物的选择有一定意义。此外，FCM在检测微小残留病(minimal res

10、idual disease, MRD)具有独到优势。虽然实 时荧光定量PCR技术(real-time PCR, Q-PCR)是目前灵敏度最高的MRD检测方法，但对 于多数无分子生物学异常的白血病患者来说，由于PCR产物与白血病细胞数目没有确定的 比例，无法对残存的白血病细胞做出精确的评估。况且，白血病的异常分子标记也具有一定 的不稳定性，这也为PCR检测MRD带来了困难。因此，FCM通过对MRC的白血病相关 免疫表型(leukemia-associated immunopheno, LAIP)检测，比Q-PCR技术更直观的对残留 白血病细胞进行准确定量，且敏感度也可达到10-4甚至10-5，成为检测MRD最有前景的一 种方法。二、展望精准医疗的时代已经到来，疾病的精确诊断是精确治疗的关键。新的时代背景下，分 子