肺癌患者痰細(xì)胞特征參數(shù)的分析及其臨床意義

1、肺癌患者痰細(xì)胞特征參數(shù)的分析及其臨床意義         10-10-27 13:49:00     作者：楊健,于星，郭咸希    編輯：studa20【摘要】  目的 由于DNAIndex(DI)的定量細(xì)胞學(xué)診斷系統(tǒng)對于DI值在12.5增生細(xì)胞性狀診斷的不足，探討是否存在惡性變化傾向，并尋找能區(qū)分惡性變化的特征參數(shù)作為臨床早期診斷的指標(biāo)。方法 肺癌組10名，10名肺結(jié)核患者為非癌組。取兩組患者清晨自咳痰經(jīng)液基薄層制片和Fe

2、ulgenThinion染色，應(yīng)用全自動細(xì)胞圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行DNA定量分析。肺癌組每例在DI=1.0，1.5，2.0，2.5處各取10個細(xì)胞，非癌組每例在DI=1.0，1.5，2.0處各取10個細(xì)胞。對核面積(Area)、核半徑變異(Varradius)、 形狀(Sphericity)、 核邊界變化(Harmono3fft)、低密度染色質(zhì)在核面積中所占百分比(LowDNAarea)、中密度染色質(zhì)在核面積中所占百分比(MedDNAarea)和高密度染色質(zhì)在核面積中所占百分比(HiDNAarea)等參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。結(jié)果 在G0/G1期(DI=1.0)，癌組與非癌組相比，各參數(shù)之間差異無顯著性(P

3、>0.05)。在S期(DI=1.5)，HiDNAarea能顯著區(qū)分肺癌組增生細(xì)胞的惡變(P<0.01)。HiDNAarea、MedDNAarea和Harmono3fft 3個參數(shù)不僅能顯著區(qū)分癌組高異倍體細(xì)胞(DI=2.5)(P<0.01)，還能顯著區(qū)分G2/M期癌組高度增生細(xì)胞(DI=2.0)的惡變(P<0.01)。Area和LowDNAarea能識別痰中癌組高異倍體細(xì)胞(DI=2.5)的特征變化(P<0.01)，而Var radius和Sphericity不能識別痰中癌組高異倍體細(xì)胞(DI=2.5)的特征變化。結(jié)論 依據(jù)HiDNAarea ，MedDNAare

4、a 和核邊界變化(Harmono3fft)等參數(shù)，提高對DI在12.5之間增生細(xì)胞發(fā)生惡性變化的診斷。 【關(guān)鍵詞】  肺癌;痰細(xì)胞;全自動細(xì)胞圖像分析系統(tǒng);核特征 Abstract:Objective Automated image cytometry could not accurately recognize malignant changes of plastic cells (DI=1-2.5) through DNAIndex (DI). The aim of the study was to determine the presence of malignant

5、 changes of these plastic cells (DI=1-2.5) in sputum specimens from patients with lung cancer and to find some nuclear features to recognize them. Methods Sputum cells from ten patients with lung cancer and ten tuberculous patients were used in the study. Automated image cytometry was performed on F

6、eulgenThionin stained sputum of patients with lung cancer or with tuberculosis. In cancer group,ten cells were selected respectively in the range of DNAIndex (DI=1.0,1.5,2.0,2.5) for each patient. In noncancer group,ten cells were selected respectively in the range of DNAIndex (DI=1.0,1.5,2.0) for e

7、ach patient. The seven nuclear features were separately compared between the two groups. Results The seven nuclear features were not significant different between the lung cancer group and noncancer group during G0/G1 phase (DI=1.0). In S phase (DI=1.5), the malignant proliferating cells in the canc

8、er groupcould be distinguished by HiDNAarea(P<0.01). Hyperplastic cells (DI=2.0) in the cancer group and malignancy of hyperplastic cells (DI=2.0) in G2/M phase could be distinguished by the three parameters of HiDNAarea,MedDNAarea,and Harmono3fft with P<0.01. Hyperplastic cells (DI=2.5) in sp

9、utum from the cancer group could be distinguished by LowDNAarea,while the changes of nuclear features of hyperplastic cells (DI=2.5) from the cancer group could not be distinguished by varradius and sphericity. Conclusion The diagnosis of malignancy of plastic cells (DI=12.5) could be improved based

10、 on parameters including HiDNAarea,MedDNAarea,and Harmono3fft.Key words:lung cancer,automated image cytometry,sputum,nuclear features肺癌是最常見的肺原發(fā)性惡性腫瘤，是一種嚴(yán)重威脅人民健康和生命的疾病，5年平均生存率20%以下1 。常規(guī)痰細(xì)胞學(xué)在過去30年里長期用于肺癌早期普查和診斷，與CT和支氣管內(nèi)鏡檢查相比，痰脫落細(xì)胞學(xué)檢查簡單易行、費用低、無損傷，但敏感性較低2,3，改善相關(guān)技術(shù)引起了人們的重視。全自動細(xì)胞圖像分析系統(tǒng)可以應(yīng)用細(xì)胞核的亮度、色彩、紋理、輪廓形

11、態(tài)等參數(shù)精確描述細(xì)胞核內(nèi)DNA倍體和外部形態(tài)特征，能準(zhǔn)確反映肺癌患者痰液中的癌細(xì)胞或癌前病變產(chǎn)生的非典型細(xì)胞的細(xì)胞學(xué)改變。這種定量細(xì)胞學(xué)的檢測方法較傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡觀察更準(zhǔn)確，通過具體的細(xì)微特征參數(shù)對病情進(jìn)行診斷，提高準(zhǔn)確性4-6。目前，全自動細(xì)胞圖像分析系統(tǒng)作為一種新的定量病理分析技術(shù)，在乳腺癌、子宮頸癌等腫癌診斷研究方面取得一定進(jìn)展，但在肺癌患者痰細(xì)胞學(xué)方面，還沒有廣泛應(yīng)用7。而DNAIndes(DI)在1.02.5之間的增生細(xì)胞性狀還不能診斷。有文獻(xiàn)報道8，某些重度增生細(xì)胞惡變癌細(xì)胞的比例很高，如能有效地對這些增生細(xì)胞進(jìn)行有效的診斷，將提高早期診斷的敏感性。因此，本研究根據(jù)腫瘤細(xì)胞與正常

12、細(xì)胞在大小、形狀、核邊界和染色體質(zhì)地等方面的差異，重點考察描述核面積、半徑變異、形狀、核邊界和低密度染色質(zhì)在核面積中所占百分比、中密度染色質(zhì)在核面積中所占百分比和高密度染色質(zhì)在核面積中所占百分比等7種參數(shù)來考察肺癌患者痰中DI在1.02.5之間增生細(xì)胞性狀的特征變化及其臨床意義。1 材料與方法1.1 一般資料肺癌組患者10名，來自2003年4月2003年8月武漢大學(xué)人民醫(yī)院和華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)院胸外科術(shù)前病人，其痰樣本經(jīng)過全自動細(xì)胞圖像分析系統(tǒng)檢測有DI>2.5的細(xì)胞出現(xiàn)，并經(jīng)術(shù)后病理學(xué)證實為肺癌，其中男7名，女3名，平均年齡65.3歲。非癌組患者10名，為肺結(jié)核患者，來自武漢市結(jié)核病醫(yī)

13、院，均無惡性腫瘤并發(fā)癥，其中男9名，女1名，平均年齡43.5歲。1.2 痰樣本采集所有痰樣本均在醫(yī)生指導(dǎo)下獲取術(shù)前清晨自咳痰， 置于盛有SedFix固定液的50 mL痰管中保存，13 d內(nèi)送武漢市蘭丁早期肺癌診斷中心檢測。1.3 樣本處理在每份癌管中加30 mL 0.1%DTT(Sigma公司)于痰樣本中，振蕩，離心，配制1 mL 50%甲醇中含3.7 L的細(xì)胞重懸液涂片，制2張薄層細(xì)胞片，經(jīng)FeulgenThionin染色9進(jìn)行DNA定量分析。1.4 全自動細(xì)胞圖像分析系統(tǒng)分析5全自動細(xì)胞圖像分析系統(tǒng)(cytosavant，oncometrics imaging corporation，Va

14、ncouver)由加拿大哥倫比亞BC省腫瘤研究所研制，是一個能定量檢測脫落細(xì)胞DNA結(jié)構(gòu)和含量的系統(tǒng)。標(biāo)本細(xì)胞片貼上能被系統(tǒng)自動識別的條形碼后，將細(xì)胞片固定在Olympus BH2顯微鏡(Nikon 20 Plan Apo物鏡)上,同時用一個高分辨率的數(shù)碼相機(jī)(Xillix Microlmager 1400)進(jìn)行掃描。濾色鏡波長范圍為(600±10) nm，與染色后細(xì)胞核的峰吸收度光譜范圍相符。系統(tǒng)的空間分辨率為0.34 m×0.34 m。單個細(xì)胞核的捕捉可由一個獨特的片段聚焦系統(tǒng)自動完成，即在預(yù)編細(xì)胞捕捉程序的控制下，切片可在目鏡下方自動移動來捕捉細(xì)胞。將每個細(xì)胞片用全自

15、動方式聚焦測定， 以搜集將近5 000細(xì)胞核和非典型細(xì)胞核。系統(tǒng)能捕捉高空間分辨率、高光度分辨率細(xì)胞的圖像，所獲取的細(xì)胞包含123種細(xì)胞特征參數(shù)。在計算程序FB6參數(shù)計算器幫助下，123種描述細(xì)胞核形態(tài)、亮度、色彩和紋理等參數(shù)被計算10。本研究重點考察核面積(Area)、核半徑變異(Varradius)、 形狀 (Sphericity)、核邊界變化(Harmono3fft)、低密度染色質(zhì)在核面積中所占百分比(LowDNAarea)、中密度染色質(zhì)在核面積中所占百分比(MedDNAarea)和高密度染色質(zhì)在核面積中所占百分比(HiDNAarea)等7個參數(shù)。1.5 統(tǒng)計方法癌組每例在DI=1.0(

16、0.91.1)，1.5(1.31.7)，2.0(1.82.2)，2.5(2.32.7)處各取10個細(xì)胞，非癌組每例在DI=1.0(0.91.1)，1.5(1.31.7)，2.0(1.82.2)處各取10個細(xì)胞，計算每組各參數(shù)平均變異。組間比較采用U檢驗。2 結(jié)果2.1 肺癌組與非癌組在DI=1.0細(xì)胞相關(guān)參數(shù)的比較在DI=1.0(G0/G1),肺癌組的二倍體細(xì)胞與非癌組二倍體細(xì)胞在上述特征參數(shù)中沒有明顯差異(P>0.05)，結(jié)果見表1。2.2 肺癌組與非癌組在DI=1.5細(xì)胞相關(guān)參數(shù)的比較。肺癌組與非癌組在DI=1.5(S期)處，肺癌組HiDNAarea與非癌組HiDNAarea差異有顯著性(P<0.01)。而Area、Varradius、Sphericity、Harmono3fft、MedDNAarea和LowDNAarea等特征參數(shù)變化無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)，見表2。2.3 肺癌組與非肺癌組在DI=2.0(G2/M期)細(xì)胞相關(guān)參數(shù)的比較在DI=2.0(G2/M)，肺癌組與非癌組相比，Harmono3fft 、HiDNAarea和MedDNAarea 3參數(shù)差異有顯著性(P<0.01)。而在Area、Varradius、Sphericity和LowDNAare