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细胞形态学与染色体异常的相关性. 浙医一院 童向民. 2009.5.31. 第一部分. 急性髓细胞白血病中某些染色体异常与细胞形态学的关系. AML 是髓系恶性克隆性增殖性疾病. 诊断的目的: 即认识恶性克隆细胞的过程; 从细胞形态 (FAB) → MIC( 细胞形态 + 免疫学 + 细胞遗传学特征 ) → WHO ( 细胞形态 + 骨髓病理 + 免疫学 + 细胞遗传学特征 + 分子 基因学+临床特征 ) → 未来 为临床治疗(方案与策略)和预后判断提供依据; 寻找新的有效药物提供靶点;. 细胞形态学一直是最基本的也是最重要的手段. FAB 分型 :
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细胞形态学与染色体异常的相关性 浙医一院 童向民 2009.5.31
第一部分 • 急性髓细胞白血病中某些染色体异常与细胞形态学的关系
AML是髓系恶性克隆性增殖性疾病 诊断的目的: 即认识恶性克隆细胞的过程; 从细胞形态(FAB)→MIC(细胞形态+免疫学+细胞遗传学特征)→ WHO (细胞形态+骨髓病理+免疫学+细胞遗传学特征+分子 基因学+临床特征)→未来 为临床治疗(方案与策略)和预后判断提供依据; 寻找新的有效药物提供靶点; 细胞形态学一直是最基本的也是最重要的手段
FAB分型: AML是一组疾病的统称,疾病之间在发病机制、遗传学 特征、临床特点、对治疗的反应和预后上均有所不同。
临床 WHO分类:Advances in diagnosis of ANLL,2000
AML白血病诊断分类原则 具有特定的异常染色体和基因表达,且和其形态 学、免疫学特征及对化疗反应和预后有关 AML-M2常伴有t(8;21)(q22;q22)(AML/ETO), AML-M3伴有t(15;17)(q22;q12) (PML/RARα), AML-M4Eo伴有inv(16)(p13q22) 或t(16;16)(p13;q22)(CBFβ/MYH11)等。 然而,形态学特征与基因学异常在相当多的白血病患者中 并没有直接的关联,换言之,这些患者的分子和基因学的 缺陷是异质性的,因此将其和无特定染色体和基因异常的 AML区分开来是必要的;
AML白血病诊断分类原则 AML伴随有骨髓多系细胞的增生异常或从骨髓 增生异常综合征(MDS)转化为AML者 常有细胞遗传学的非随机异常,特别是遗传物质的丢失 更易多见, 临床上对化疗反应差、预后不好。 发病机制及细胞生物学特性与没有骨髓增生异常者完全 不同。 因此在WHO分类中将前者视为一组独立的AML亚型
例一 具有t(8;21)(q22;q22);(AML/ETO)的急性髓性白血病 占AML的5%-12%; 起源于髓系造血干细胞具显著地向中性粒细胞分化阶段; 细胞形态与组化特点示,骨髓中可见大量的大的白血病 原始细胞,其胞浆丰富,嗜碱性,内含较多的嗜天青颗 粒。少数原始细胞含很大的颗粒。Auer小体易见,常单 个细长。早幼粒、中幼粒及成熟中性粒细胞有不同程度 的病态造血,这些细胞常有异常的核分叶及粉红色胞浆; 免疫表型示CD13、CD33、MPO和CD34表达, 常有CD19共表达,如有CD56表达则提示预后差; 细胞基因学检查示t(8;21)(q22;q22),(AML1 /ETO); 临床上易见髓细胞肉瘤;通常对化疗的反应较好,缓解 率高,含HD-Are-C巩固治疗后长期无病存活率也较高。 但是细胞如表达CD56或有其他附加异常染色体(如del(9) (q22)或性染色体丢失)则预后差。
AML诊断的未来 细胞遗传学/基因/形态的关系 Frequent Recurrent Cytogenetic Abnormalities in AML
第二部分核型异常MDS-RA的细胞形态学、细胞遗传学特点及两者的关系第二部分核型异常MDS-RA的细胞形态学、细胞遗传学特点及两者的关系
MDS形态观察的前提条件 • 尽可能分析至少200个骨髓细胞和20个巨核细胞。B大于10%的骨髓细胞应表达异常增殖的特征。C应特别注意pseudo-pelger中性粒细胞、环型铁粒幼细胞、微巨核细胞及幼稚细胞增加等出现的可能,因为这些异常与MDS克隆性标志的存在有极强的相关性,且极少受观察者误差的影响。D评价中性粒细胞低颗粒性而没有其他异常增殖的特点而做出MDS的诊断是不明智的。
病态红细胞生成 • 红细胞系统过多(>60%)或过少(<5%), • 各阶段有核红细胞大小不等,较早期的红细胞常有伪足,说明红细胞膜不正常。 • 除原始红细胞外,各阶段均有巨幼样变。一般巨幼样变表现较巨幼细胞贫血的巨幼红细胞为轻,细胞核数目增多,可有2~8个核,亦可有奇数核,有的红细胞核不在相同的成熟度,即有的核在早期,有的核在晚期,晚幼红细胞核常不规则,可呈花瓣样、碎裂样或溶解状,其意义与多个核相同。
胞浆:有的有核红细胞胞质着色不均,偶见点彩,Howell-Jolly小体,有的胞质中有空泡。成熟红细胞明显大小不均,常见巨大红细胞、多嗜性红细胞、点彩红细胞,常见Howell-Jolly小体,个别病例可有Cabot环。胞浆:有的有核红细胞胞质着色不均,偶见点彩,Howell-Jolly小体,有的胞质中有空泡。成熟红细胞明显大小不均,常见巨大红细胞、多嗜性红细胞、点彩红细胞,常见Howell-Jolly小体,个别病例可有Cabot环。
成熟红细胞形态:常见各种形态异常,包括卵圆形、靶形、球形、泪滴形红细胞,有时见红细胞碎片。成熟红细胞形态:常见各种形态异常,包括卵圆形、靶形、球形、泪滴形红细胞,有时见红细胞碎片。 • 铁染色:普鲁士蓝染色时可见病理性铁粒幼细胞。包括两类幼红细胞,一是其内部噬铁颗粒(细胞浆内含有铁蛋白的空泡)的数量和大小增加,被称为中间型铁粒幼细胞;另一种其线粒体内铁聚集,在核周围形成部分或全部的铁粒环,被称为环形铁粒幼细胞。巨噬细胞内铁含量通常增加。
病态粒细胞生成 • 根据MDS分期不同,原粒加早幼粒细胞百分率亦有差异,即使在难治性贫血(RA)阶段,原粒加早幼粒细胞尚未增加时,其中幼粒细胞也增加,平均占总粒系的39.5%,而正常人中幼粒仅占全粒系的11.8%。胞核、胞质发育明显不平衡,以中幼粒细胞最显著,当胞质中充满粉红色中性颗粒时,核仍较幼稚,其染色质疏松如网,尚存在明显的核仁。 • 核形:此外,各阶段粒细胞都可有双核者,双核粒细胞比正常约大1倍,在分叶核细胞质内可有两组分叶核,细胞直径加大,有的细胞核为环状,有的细胞核分叶过少,似Pelger-Huet核异常,有的染色质凝集或呈块状
胞浆:胞质中的颗粒减少。有的粒细胞外形不规则,有胞质形成的伪足,表明有活泼的运动。有的成熟细胞胞质着色不均,在普遍嗜酸背景中有的局部呈嗜碱性。颗粒变化多见细胞颗粒过少;有的细胞颗粒较小且均匀,排列紧密重叠,呈橘红色;有的细胞颗粒较粗大,大小不均,排列散乱,着色嗜碱性。胞浆:胞质中的颗粒减少。有的粒细胞外形不规则,有胞质形成的伪足,表明有活泼的运动。有的成熟细胞胞质着色不均,在普遍嗜酸背景中有的局部呈嗜碱性。颗粒变化多见细胞颗粒过少;有的细胞颗粒较小且均匀,排列紧密重叠,呈橘红色;有的细胞颗粒较粗大,大小不均,排列散乱,着色嗜碱性。 • 在MDS骨髓涂片上可有由三个或三个以上的原始粒细胞组成的原始细胞簇,增生程度愈高,粒/红比例愈大;原始细胞百分比愈高,原始细胞簇数愈多。
病态巨核细胞生成 • 巨核细胞的质异常比量异常多见, 伴有巨核细胞高增生的MDS必须与原发性血小板减少性紫癜及原发性血小板增多症相鉴别。外周血中可见小巨核细胞和巨大血小板,血小板颗粒减少或出现空泡。病态巨核细胞有5种类型:1淋巴样小巨核细胞:2单圆核小巨核细胞:3多圆核巨核细胞;4大单圆核巨核细胞:5多分叶巨核细胞。
病态造血的意义 • MDS的主要特征是病态造血,但病态造血绝不等于MDS,它可见于多种骨髓增生性疾病、贫血及非造血组织的肿瘤。如溶血性贫血可因红系增生过多伴相对性叶酸缺乏而有巨幼红细胞; 急性髓细胞白血病、慢性粒细胞白血病、恶性组织细胞病、某些淋巴瘤、骨髓转移瘤。因此,病态造血除形态外,应有量的异常,MDS的病态造血数量可占各系血细胞中的10%以上,而非MDS病态造血数量一般较少。形态学特点不明确时,只要发现特征性克隆性细胞遗传学异常,即可诊断无病态造血的MDS,即细胞遗传学、癌基因改变可先于形态学变化之前出现。
染色体异常改变初诊MDS-RCUD(RCMD)患者。 例 数: 48例; 男 : 女 = 1.3:1(27例:21例); 中位年龄: 50岁(11-70岁) • 对照组为46例核型正常的MDS-RA患者及207例非MDS贫血患者。 其中:缺铁性贫血(IDA)55例; 巨幼细胞性贫血(MA)49例; 溶血性贫血(HA)50例; 不明原因的特发性血细胞减少(ICUS)53例。
①定义骨髓细胞(红系、粒系、巨核系)形态学改变的类型及特点, 其中 红系14种类型,粒系14种类型,巨核系7种类型。 ②核型异常MDS-RA的形态学改变特点的描述: “ 形态学改变的发生率,形态学改变细胞的比例 ,形态学改变的类型数目 ” 。(三个参数描述三个方面特点) ---形态学改变的发生率(%);(Incidence of the morphological change cases,IMC) = 具有某种形态学改变的病例数(阳性病例数)/ 总病例数; ---形态学改变细胞的比例(%);(Percentage of morphologically changed cells,PMCC)=骨髓中某细胞系列某种形态学改变的细胞数目 / 本细胞系列所计数的所有有核细胞数目,即骨髓细胞中每种形态改变细胞占其所属系列细胞的比例 ; ---形态学改变的类型数目 ;(Total types of morphological changes, TMC)某细胞系列中的形态学改变 类型的总数 。
定义形态学改变的类型及特点 • 红系形态学改变(14种类型) 核溶解 类巨幼变 核异形(不规则形核) 核出芽 核碎裂 花瓣核
核间桥 子母核 多核 巨幼红细胞 微核 巨大核异形 双核 核分裂像
粒系形态学改变(14种类型) 形态大小 相同的双核 形态大小 不同的双核 环核 多分叶核 Pseudo- Pelger-huet-Ⅰ Pseudo- Pelger-huet-Ⅱ 颗粒缺如或减少 核浆失衡
胞体小 异常核形巨幼变 分裂像 空泡 巨大核畸形
巨核系形态学改变(7种类型) 单圆核巨核细胞 (>30μm) 微巨核细胞 (7-15μm) 双核微巨核细胞 小巨核细胞 (15-30μm) 多圆核巨核细胞 多分叶核巨核细胞 异常形核
结 果 1 核型异常MDS的形态学改变特点: 图1 异常核型MDS的红系细胞每种形态学改变的IMC 及PMCC特点
图2 异常核型MDS的粒系细胞每种形态学改变的IMC及PMCC特点 图3 异常核型MDS的巨核系细胞每种形态学改变的IMC 及PMCC特点
2 核型异常MDS与核型正常MDS及非MDS贫血各系列细胞(红系、 粒系、及巨核系)形态学改变特点比较:
4 核型异常MDS的形态学改变与细胞遗传学改变关系分析: 复杂异常核型与简单异常核型相比
结构异常核型、数目异常核型与数目合并结构异常核型相比:结构异常核型、数目异常核型与数目合并结构异常核型相比:
粒系、巨核系大量的明显的病态细胞有助于鉴别诊断MDS与非MDS贫血。粒系、巨核系大量的明显的病态细胞有助于鉴别诊断MDS与非MDS贫血。 (PMCC结果显示,形态改变显著性: 异常核型MDS中: 巨核系>粒系>红系; 正常核型MDS患者中:同上; 非MDS贫血患者:红系>粒系及巨核系)
较高比例的病态细胞有助于鉴别及非MDS贫血。(尤其是巨核系和粒系;但同时需注意特征性的形态变化的诊断意义)较高比例的病态细胞有助于鉴别及非MDS贫血。(尤其是巨核系和粒系;但同时需注意特征性的形态变化的诊断意义) • 红系的核形异常对于MDS诊断的意义。 • 异常核型MDS患者细胞形态改变的类型更加多样化。对于诊断MDS-RA也具有重要的意义及参考价值。
染色体异常改变对骨髓细胞形态改变的影响。 • 染色体异常的广泛性及多样性是影响骨髓细胞形态学改变多样化的因素。 • 细胞遗传学异常方式对细胞形态的影响。 (染色体异常的方式越多,程度越复杂,发生形态学异常的几率 (IMC)越高;某些形态改变细胞数量在严重的多样的细胞遗传 学改变的患者骨髓细胞中的比例(PMCC)较高。)
某些特定的染色体异常对形态的影响 • 5q-综合征:5号染色体长臂缺失而不伴有其他染色体畸变。多发生在老年女性,临床表现为难治性巨细胞贫血,除偶需输血外临床病情长期稳定,很少转变为急性白血病。50%患者可有脾大 • 可出现血小板增多。巨大血小板、巨核细胞分叶不良是常见的形态异常,常见的巨核细胞形态异常包括淋巴样小巨核细胞、单圆核巨核细胞和多圆核巨核细胞以及巨核细胞颗粒减少等
17号染色体短臂缺失(17p-) • 血液学突出表现为粒系细胞发育异常,外周血中性粒细胞有假性Pelger-Huet核异常和胞质中小空泡。这种改变也可见于骨髓中不成熟粒细胞。患者临床上对治疗反应差,预后不良。
孤立的单体7染色体畸变常见于儿童,可出现在FAB分型各亚型,大多数有肝脾肿大,贫血及不同程度白细胞和血小板减少,25%患者合并有单核细胞增多。中性粒细胞颗粒减少,呈单核样粒系。也可以胞浆内出现空泡。单体7为一个预后不良指标,部分患者可发展为急性白血病。孤立的单体7染色体畸变常见于儿童,可出现在FAB分型各亚型,大多数有肝脾肿大,贫血及不同程度白细胞和血小板减少,25%患者合并有单核细胞增多。中性粒细胞颗粒减少,呈单核样粒系。也可以胞浆内出现空泡。单体7为一个预后不良指标,部分患者可发展为急性白血病。
20q-的MDS多表现为三系血细胞减少,骨髓增生活跃或明显活跃,以红系和粒系病态造血常见 。 • 可以见到粒系吞噬红细胞和血小板现象,并且常常出现P-H畸形。