骨髓细胞与组织病理诊断学
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第二节 原始粒细胞

原始粒细胞(myeloblast)来自粒系祖细胞(仅占有核细胞的0.1%~0.2%)。原始粒细胞后期可出现少量嗜苯胺蓝颗粒。颗粒的出现是细胞开始成熟的标记,并在细胞分化中将合成的蛋白贮存于颗粒中,是细胞抵抗细菌等病原体功能的形态表现。髓系肿瘤中的原始细胞大多是原始粒细胞,无颗粒者称为无颗粒原始(粒)细胞,也称为Ⅰ型原始(粒)细胞;有少许颗粒者称为颗粒原始(粒)细胞,也称为Ⅱ型原始(粒)细胞;在一些血液肿瘤中,也可以通过形态学辨认出原始嗜碱性粒细胞(见第六章)。
一、正常形态学及参考区间
原始粒细胞在正常骨髓象中,因少见和形态变化较大,若又无颗粒出现,其形态学与其他系列原始细胞常不易准确识别。通常是借助白血病时原始粒细胞、原始淋巴细胞和原始单核细胞的形态特征、细胞化学和免疫表型等特性进行描述的。
1.形态学
原始粒细胞(图7-4),胞体大小不一,约在12~20μm左右,外形相对规则,可有小而不明显的突起。胞核圆形或椭圆形,偏位或居中,故较少出现类似原始单核细胞胞核横向于细胞中而胞核两边都有胞质者。核膜规则,常在偏位中心一面呈微凹(胞核的早期收缩),一般没有原始单核细胞的微小凹凸不平或粗糙性核膜(犹如被蚕食状)。核仁常见,多少不一,由于核糖核酸不十分丰富嗜碱性着色常不强。部分染色质较为细致均匀,故有喻之细沙状,胞核浅紫红色,比原始单核细胞深又比原始淋巴细胞和原始巨核细胞为浅。也有一些原始粒细胞核染色质浓聚,尤其在核仁周围,衬托核仁的突出和明显。胞质较少,核质比例高(一般认为>4/5为高核质比),常呈轻度至中度的嗜碱性反应,并有浊感。胞质也可呈浅灰色或灰蓝色甚至极浅的杏红色,尤其在靠近细胞中间区域。
超微结构可见细胞质有许多游离核糖体和内质网,但高尔基体发育不良(图7-4),故胞质中一般不见颗粒。原始粒细胞晚期高尔基体发育,分泌的转运小泡聚集可以产生颗粒,即髓过氧化物酶(myeloperoxidase, MPO)阳性的少许嗜苯胺蓝颗粒(azurophilic granules),在白血病性原始粒细胞中则可以出现强阳性。嗜苯胺蓝颗粒简称A颗粒,又称初级颗粒或原发颗粒(primary granules)、嗜阿尼林蓝颗粒、嗜天青颗粒和非特异性颗粒,在光镜下为紫(红)色、紫黑色的(初级)溶酶体颗粒(图7-1)。一开始出现的嗜苯胺蓝颗粒较小,当出现较多或较粗大的嗜苯胺蓝颗粒和/或发育的高尔体(靠近胞核浊状透亮淡染区)时要考虑为早幼粒细胞,其后随细胞成熟颗粒又变小。
骨髓切片中,原始粒细胞常单个(少数为2个)散在性分布于小梁旁区或间区的血管周围;核膜较厚,常见1~3个清晰的核仁,深蓝色或暗紫色,胞质量少;在浅蓝色的常染色质内,可见大小不等的异染色质颗粒(图7-4i、j);不见细胞聚集现象,更无幼稚前体细胞异常定位(abnormal localisation of immature precursor, ALIP)结构。原始粒细胞晚期出现的嗜苯胺蓝颗粒及胞质内其他成分不能观察。患血液肿瘤时,造血组织原始粒细胞增加的常见规律是始于骨小梁,然后向造血主质区移动。
2.细胞化学和免疫表型
原始粒细胞有强弱不一的MPO活性。尽管一部分原始粒细胞无嗜苯胺蓝颗粒,但MPO染色仍可以显示一定程度的阳性反应。原始粒细胞初级颗粒的膜上含有脂类,故苏丹黑B(Sudan black B, SBB)染色阳性。酯酶中,有一定特异的氯乙酸酯酶(chloroacetate esterase, CE),原始粒细胞常呈(弱)阳性;非特异的乙酸萘酯酶(α-naphtyl acetate esterase, NAE/α-NAE)弱阳性或阴性,若阳性者不被氟化钠所抑制;非特异的酸性乙酸萘酯酶(acid α-naphtyl acetate esteras, ANAE/α-ANAE)阴性;丁酸萘酯酶(α-naphtyl butyrate esterase, NBE/α-NBE)阴性。
图7-4 原始粒细胞
a~h为不同形态的原始粒细胞,在近核处可见极浅色红晕或少许颗粒;i、j为骨髓切片原始粒细胞;k、l为骨髓切片CD34和抗MPO染色阳性原始粒细胞;m为超微结构MPO染色,高尔基体未良好发育,可见MPO阳性颗粒
原始粒细胞免疫表型,表达HLA-DR、常表达CD34和MPO(图7-4kl),原始粒细胞晚期可以CD34、HLA-DR阴性,CD117、CD13和CD33阳性。
3.参考区间
原始粒细胞在正常骨髓中<2%,婴幼儿可以偏高;其中大多数<1.5%,且约1/4标本在200个有核细胞计数中为0。在一般骨髓检查的疾病中,原始粒细胞虽为少见,但相比原始淋巴细胞和原始单核细胞,又是常见者。原始淋巴细胞在常规分类的200~500个有核细胞中为不见或偶见,原始单核细胞更是稀少到一般情况下忽略不计。所以,一般骨髓标本中所见的原始细胞,除非比较典型或典型的形态,结合临床和血象也可以初步归类为原始粒细胞。
二、异常形态学及其诊断意义参考值
在形态学上,病理下所见的原始粒细胞可以异常,也可以形态正常的数量增加。实际中多是先强调数量上的意义。但是,有些质变(如Auer小体和颗粒)在决定原始粒(单)细胞的属性上有较高的特异性。通常所述的小原始粒细胞、副原始粒细胞、大原始粒细胞、Ⅱ型原始细胞等,几乎都是指造血系统肿瘤或显著病理状态(如特殊感染、急性造血停滞)时对异常原始细胞的描述或称呼。
1.形态学
以骨髓涂片为例,髓系肿瘤时原始(粒)细胞按形态大致有五类:①正常;②胞核异常(如畸形、凹陷、双核、大核仁);③胞质异常(如Auer小体、多形性突起);④大小异常;⑤高尔基体异常发育。胞质颗粒、高尔基体发育异常(核旁透亮区)和Auer小体的检出是评判肿瘤性原始粒细胞的基本特征。这三者中,特异性最强的是Auer小体。除了第六章介绍的颗粒和无颗粒原始(粒)细胞外,按习惯上描述,还可以分为以下一些原始细胞。
(1)原始红细胞样原始粒细胞:
在髓系肿瘤中,有一些原始粒细胞比较特殊,原始红细胞样原始粒细胞是其一。该细胞为类似原始红细胞,细胞外形和较强嗜碱性胞质与原始红细胞无明细差异,但近胞核旁的淡染色区和出现的紫红色集积性颗粒,或虽不见明显颗粒,但MPO和SBB染色都显示阳性反应(图7-5)。这种细胞主要见于纯红系细胞白血病(急性红血病)和有核红细胞明显增加的急性髓细胞白血病(acute myeloid leukemias, AML)中的原始红细胞向原始粒细胞转化,也见于一部分慢性粒细胞白血病(chronic myelogenous leukemia, CML)急变和少数AML伴成熟型与不伴成熟型等标本。在一例MDS转化的形态学原始红细胞(67%)、原始粒细胞12%的标本中,流式免疫表型鉴定表达CD34、HLA-DR、CD11、CD13和CD33原始粒细胞比例高达26%,而表达CD235a、CD71和CD36的红系前体细胞仍为36%,表明形态学观察到的一部分“原始红细胞”不是真正的原始红细胞。
图7-5 类似原始红细胞的原始(粒)细胞
a为原红样原始粒细胞;b为原红样原始粒细胞SBB阳性;c为原红样原始粒细胞MPO阳性;d为MPO阴性原红样细胞和阳性早幼红样细胞;e、f为含少许颗粒和核旁浅染区的原红样原始粒细胞。以上标本f为CML急变,其他为AML;g为MDS转化的原始红细胞67%和原始粒细胞12%,而流式免疫表型为原始粒细胞占48%
(2)小原始粒细胞:
小原始粒细胞(micromyeloblast)以胞体小为其主要特点(图7-6),主要见于AML不伴成熟型的血象和骨髓象中,也可见于其他急慢性髓系肿瘤。胞体通常<12~14μm,胞质量少,有时仍在胞核的浅凹处见蓝染或灰蓝色胞质;在微量胞质中可见稍为粗短的Auer小体,MPO和SBB大多呈阳性反应,这些都是鉴别原始淋巴细胞的证据。与原始单核细胞的鉴别,一看细胞的大小不一和异形性,小原始粒细胞众多出现时常为同质性、大小和异形性不显著,而原始单核细胞众多出现时,除小型原始单核细胞外,多有明显的大小不一和异形性,且大细胞者胞质往往丰富;二看旁证细胞,粒细胞白血病时,或多或少可见细胞的一些成熟现象,如胞质颗粒并易见其后阶段粒细胞;三看细胞化学染色,小原始粒细胞MPO、SBB和CE都显示较高比例的阳性,而原始单核细胞MPO常为阴性、SBB阳性、CE阴性、NBE则可见多少不一的阳性;四看细胞免疫化学染色,CD64、CD14、CD117和CD13等分化抗原表达,两者间有所不同。
图7-6 小原始粒细胞和大原始粒细胞
a为小原始粒细胞,细胞核一面平坦,可见少许颗粒和淡染区域;b为大原始细胞有少许颗粒,小原始细胞似淋巴样,但见Auer小体(箭头);c为见于急性造血停滞骨髓的(巨)大原始粒细胞
(3)大原始粒细胞:
大原始粒细胞(macromyeloblast)以胞体大为其主要特点(图7-6c),胞体大于18~20μm,胞质较为丰富,灰蓝色或蓝色,易见少许颗粒和空泡。胞核大且较为规则,可见不明显的核仁,主要见于AML伴成熟型,也见于急性造血停滞和骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndromes, MDS)等疾病。
(4)Auer小体原始粒细胞:
图7-7 Auer小体原始粒细胞
a为平直的Auer小体;b为细长Auer小体,插图为原始粒细胞胞质外突,中间含一条Auer小体
Auer小体通常1条,偶见2条(图7-7),较为平直和稍微粗短(也可细长),常位于胞核稍有平坦面或胞核微凹一边的胞质中。原始单核细胞Auer小体细长稍多。这些都与急性早幼粒细胞白血病(acute promyelocytic leukemia, APL)中Auer小体细长多条和柴棒状杂乱排列不同。Auer小体为粒单系细胞白血病特异,检出典型Auer小体即排除急性原始淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemias, ALL)、急性巨核细胞白血病、急性未分化细胞白血病、纯红系细胞白血病等类型,但需要与更少见的假性Auer小体相鉴别,除了形态特点和其他检查外,MPO阴性是鉴别中最重要的一项。
(5)空泡和包含体原始粒细胞:
空泡形成原始粒细胞多见于AML伴成熟型和粒单细胞型,形成的空泡多位于细胞一侧,有集积或融合现象(图7-8)。AML中,有时可见紫红色包含体(假性Chediak-Higashi颗粒)原始粒细胞,为胞质中出现大或巨大的包含体(图7-8),该包含体MPO阴性、NAE和过碘酸雪夫染色(periodic acid Schiff method, PAS)阳性、脱氧核糖核酸染色阴性。
图7-8 空泡和巨大包含体原始粒细胞
(6)原始粒细胞分裂象异常:
原始粒细胞分裂象在20世纪80年代前出版的著作中常有介绍。分裂象异常多见于白血病。原始粒细胞正常有丝分裂象,染色体常比原始单核细胞为粗短,比原始淋巴细胞为细长,排列规则、有序;白血病时染色体排列常不规则,常见多极状排列,也见染色体数量异常。
(7)原始细胞簇:
原始细胞簇由≥3个的原始细胞组成(图7-9)。簇中的原始细胞多为原始粒细胞,也可为其他原始细胞。它虽为极少见,但有极其重要的诊断价值。原始细胞簇反映骨髓中原始细胞增生异常,也可是白血病早期或白血病复发(微小残留病)的表现,可以指示骨髓组织中原始细胞的簇状和片状增生。原始细胞簇也见于噬血细胞综合征、重症感染和某些特殊的感染,在细胞分类中可以原始细胞不增高。
(8)原始(粒)细胞的其他异常:
如副原始粒细胞及不易归类的原始细胞(图7-10)。副原始粒细胞是20世纪80年代前常用的细胞名,为核质发育不同步,或者胞核畸形,易见扭曲折叠,或有凹陷呈肾形或分叶状,甚至为双核或多核等不规则核形,胞质灰蓝色,无颗粒或出现少量嗜苯胺蓝颗粒。这一形态学异常实质上为细胞核的异质性或肿瘤性改变。副原始粒细胞在形态上常不易与原始单核细胞明确区分,除非出现一些较明显的非特异性颗粒以及可以借鉴的后期细胞。
2.意义评判参考值
原始粒细胞的意义评判有决定性和参考性两种。当骨髓涂片中原始粒细胞≥5%且不能解释临床一般所见时常有决定性意义,除了偶见于儿童和类白血病反应患者外,几乎都见于髓系肿瘤。此时,不是MDS伴原始细胞增多(MDS with excess blasts, MDS-EB)、原发性骨髓纤维化(primary myelofibrosis, PMF),就是AML和骨髓增生异常-骨髓增殖性肿瘤(myelodysplastic/myeloproliferative neoplasms, MDS-MPN)。原始(粒)细胞≥20%即符合AML的诊断数值。≥2%~<5%时有参考性意义,但需要结合其他检查和临床特征(图7-11),且原始细胞比例越低越需要原始细胞本身形态并整合其他信息。如原始粒细胞异形性明显(主要指细胞大小显著、核染色质粗糙、细胞外形和核形的变化、或胞质出现Auer小体等)和/或临床表现为慢性贫血症状,即使血象三系细胞和骨髓中病态造血等为轻度改变,同样对血液肿瘤的确认有较大的参考意义。
图7-9 原始细胞簇
a为MDS标本,插图为骨髓切片ALIP结构在推片中原始细胞被分散,涂片检出原始细胞小簇可以预示骨髓中有更大的原始细胞簇;b为AML标本;c为噬血细胞综合征标本;d为急性原始单核细胞白血病标本,中间1个巨噬细胞吞噬凋亡小体
图7-10 原始粒细胞其他异常
a为胞核显著畸形,胞质中近核旁有浅红色淡染区;b为胞核碎裂或畸形;c、d为异常双核和胞体与胞核明显异形,胞质含有少量嗜苯胺蓝颗粒,也见于非血液肿瘤;e为吞噬红细胞和胞质伸突原始细胞;f为巨大双核原始粒细胞;g为原始细胞吞噬血小板和胞质含有包含体等成分
图7-11 骨髓原始(粒)细胞计数与意义评判参考值
MDS-EB为骨髓增生异常综合征伴原始细胞增多,CML-BP为慢性粒细胞白血病急变期,CML-AP为慢性粒细胞白血病加速期,MPN为骨髓增殖性肿瘤,MDS-MPN为骨髓增生异常-骨髓增殖性肿瘤
骨髓涂片和/或外周血涂片计数的原始细胞百分比具有相对的参比性,很重要。骨髓切片中由于不易准确辨认原始(粒)细胞,故计数的原始(粒)细胞为约数。流式免疫表型检测的原始(粒)细胞百分比由于受到众多因素影响也常不准确。
外周血中出现原始粒细胞为显著的造血紊乱,只要仔细辨认确凿是原始细胞,哪怕是偶见,要么是机体处于严重的感染或刺激状态(包括见于病情严重的老年患者),要么为血液肿瘤(图7-12)。若在原始细胞中发现Auer小体,不管原始细胞比例如何,大多数是AML,少数是MDS-EB或MDS-MPN等髓系肿瘤。在低倍镜下,多数病例原始细胞的共性特点是比淋巴细胞稍大、细胞核饱满而核染色浅、胞质蓝染或灰中显浅杏红色和浊感度、并有明显或不明显的突起等(图7-13)。在临床检验的血液常规中,由于一些特定的因素影响,原始细胞易于漏检。低倍镜下的原始细胞与淋巴细胞的鉴别见表7-1。
图7-12 血液原始(粒)细胞计数评判参考值
外周血原始细胞≥20%时,不管骨髓原始细胞比例都可评判为AML,若骨髓中原始细胞<20%为外周血急性白血病,主要见于CML急变及其他MPN和MDS转化。MDS-EB2为骨髓增生异常综合征伴原始细胞增多2,CML-BP为慢性粒细胞白血病急变期,CML-AP为慢性粒细胞白血病加速期,MPN为骨髓增殖性肿瘤,MDS-MPN为骨髓增生异常-骨髓增殖性肿瘤
图7-13 血片原始粒细胞
a、b为一例85岁患前列腺癌2年余后发生的急性原始粒细胞白血病,原始粒细胞23%,小粒原始细胞(b)类似原始淋巴细胞,但MPO(c)和SBB染色阳性反应,即可以确诊
表7-1 原始(粒)细胞与淋巴细胞的形态鉴别