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第三节 早幼粒细胞
原始粒细胞在骨髓中约经15个小时,经过一次增殖分裂,分化为2个早幼粒细胞,早幼粒细胞在骨髓中生存24小时,经过一次增殖即进入中幼粒细胞阶段。
一、正常形态学
早幼粒细胞(promyelocyte)最明显的形态学特征是丰富的胞质和较多的嗜苯胺蓝颗粒以及偏位的胞核和核旁浅染区(认为是明显发育的高尔基体)。
1.形态学
通常认为的典型早幼粒细胞较原始粒细胞为大(约18~30μm),胞质丰富或并出现许多嗜苯胺蓝颗粒(认为由顺面高尔基体产生),胞核比原始粒细胞小,核质比例降低(<4/5)。胞核偏位,常在靠近细胞中间有胞核的轻微收缩,但收缩不超过假设圆形胞核直径的1/4(图7-2)。染色质浓集较明显,核仁消失或隐约可见(图7-14)。在核收缩旁胞质有发育良好的高尔基体(反面高尔基体)产生细少的特异性颗粒(specific granules),即中性颗粒。由于这一区域被染成浅杏黄色,似电筒照射的微弱光束,被称为初质、初浆、原质或原浆或核旁透亮区(图7-15)。在其外周分布着较多粗大的嗜苯胺蓝颗粒,颗粒外围有时可见不含颗粒的(灰)蓝色的“外胞质区”。MPO阳性嗜苯胺蓝颗粒为大或较大,光镜下为紫黑色、紫色或紫红色的颗粒。骨髓切片中早幼粒细胞常位于骨小梁旁生长,胞核圆形,异染色质增加,核仁1~2个,较小,胞质丰富,颗粒一般观察不到(图7-14)。
图7-14 早幼粒细胞
a~g为(大致)正常的各种形态;h、i为骨髓切片,胞核圆形、多见小核仁,胞质丰富(箭头);j为CD117染色阳性反应;k、l为有丝分裂象
图7-15 粒细胞高尔基体发育
a为原始粒细胞高尔基体发育不良,核周仅有局限而浅的淡染区;b为早幼粒细胞核周高尔基体发育的“初质”,并产生颗粒;c、d为原始细胞高尔基体发育异常并见颗粒产生;e、f为异常原早幼粒细胞核周高尔基体发育区和CE染色示该区域阳性;g~i为细胞免疫化学MPO染色,依次为阳性颗粒原始粒细胞、早幼粒细胞和中幼粒细胞
2.细胞化学和免疫表型
细胞化学反应特征为MPO、SBB、酸性磷酸酶(acid phosphatase, ACP)、葡萄糖醛酸苷酶和溶菌酶阳性或强阳性。细胞免疫化学反应和流式免疫表型常见特征为MPO、溶菌酶、CD117、CD33、CD13阳性,CD34和HLA-DR阴性。早幼粒细胞的超微结构特征是高尔基体的发育和MPO阳性颗粒的明显生成,其次为胞体增大而胞核缩小、胞核偏位和异染色质增加等。
二、异常形态学
相对于正常形态,细胞大小和质量方面的改变都为异常。在实践中,最常见的是胞体增大、嗜苯胺蓝颗粒增多、成熟不良、核质发育不平衡、嗜苯胺蓝颗粒缺少、空泡形成和Auer小体等。
1.大或巨大早幼粒细胞
大或巨大早幼粒细胞在骨髓涂片检查中较为多见,尤其多见于感染、粒细胞缺乏症、MA、急性造血停滞、给予粒(单)细胞集落刺激因子后,以及由其他原因所致的各种粒细胞明显增生者。形态学的共性特点为胞体大或巨大,大小约在30~50μm左右,外形可有变化,如不规则圆形。胞核大,可伴有异质性改变(核形改变,如双核、多核、大小不一,单纯给予G-CSF无核形变化)。胞质丰富,着色有时较深或在细胞边缘出现明显的嗜碱性,空泡变性常见。胞质颗粒增多甚至密集存在(图7-16)。这种早幼粒细胞不但颗粒众多,而且在有些疾病(如粒细胞缺乏症)中百分比可高达30%~50%,成熟不佳,易与APL混淆。但大或巨大早幼粒细胞外形和胞核以规则或较为规则居多,胞质颗粒虽多而密,相对于白血病的颗粒过多早幼粒细胞显得较为松散,且颗粒为粗大的染紫色或深紫色的嗜苯胺蓝颗粒,而白血病性颗粒过多早幼粒细胞的颗粒常以紫红色密集酷似胞核或细小浅紫红色一片为特征,且往往还有胞体和胞核的形状改变。因此在形态鉴别上,不应仅拘泥于颗粒的多少上。当前对大或巨大早幼粒细胞的形态学及其意义尚未引起重视,造成细胞增大的原因可能为叶酸相对不足,抑或还有其他原因。早(中)幼粒细胞胞体大、规则、颗粒较多、胞质浊感是细胞功能旺盛的表现,也是反应性或刺激性粒细胞的主要形态。有时可能因染色不佳出现朦胧的紫红色多颗粒(图7-16)。
2.刺激性异形早幼粒细胞
受继发性因素刺激时,除细胞增大和颗粒增多外,早、中幼粒细胞还可出现胞核和胞质的形状变异(图7-17),提示细胞处于激发或活跃的状态,多属于非肿瘤性病变形态,在鉴别诊断上的有参考性意义。
3.嗜苯胺蓝颗粒增多早幼粒细胞
粒细胞嗜苯胺蓝颗粒增加是与粒细胞集落刺激因子(granulocytecolony stimulating factor, G-CSF)密切相关的形态学。G-CSF是当前临床上应用最广、影响最大的细胞因子。在刺激骨髓造血中,不但促进粒细胞造血(数量增加)且增强细胞功能,从而影响细胞形态(如含丰富MPO的嗜苯胺蓝颗粒增多增粗和胞体增大、溶酶体功能活跃且常出现空泡)。
造血系统肿瘤骨髓抑制、粒细胞减少症和再生障碍性贫血(aplastic anemia, AA)等疾病,给予G-CSF时,骨髓的粒细胞变化最显著,如原先受抑的造血肿瘤可发生类似慢性或亚急性粒细胞白血病或骨髓增殖性肿瘤(myeloproliferative neoplasms, MPN)样细胞象,AA者可发生类感染性骨髓象(图7-17)。给予G-CSF后细胞学的特点为早(中)幼粒细胞胞体大或巨大;无明显核形变化;胞质丰富,着色有时较深或在细胞边缘出现明显的嗜碱性,空泡变性常见,嗜苯胺蓝颗粒多而松散性,颗粒可不甚清晰。
图7-16 大或巨大型早幼粒细胞
a~c为见于反应性或继发性粒细胞增多的早幼粒细胞,以胞体大、嗜苯胺蓝大颗粒增多为特点;d为见于感染性粒细胞缺乏症再生造血障碍的巨大早幼粒细胞及其增多的嗜苯胺蓝颗粒;e为淋巴瘤骨髓移植后因感染而出现的巨大早幼粒细胞及其增多的嗜苯胺蓝颗粒;f为粒细胞缺乏症骨髓切片成簇生长的大或巨大早幼粒细胞;g为MA(包括插图)的大或巨大型和颗粒增多早幼粒细胞;h为见于粒细胞缺乏症的大或巨大型和颗粒增多早幼粒细胞,早幼粒细胞各占30%以上
图7-17 刺激性异形和给予G-CSF早幼粒细胞
a为嗜碱性胞质大舌状伸突(特点为嗜苯胺蓝颗粒增加、空泡和变异);b为胞质大块状突起,可见基部呈分离状,伸突胞质终将离体;c为AA患者给予G-CSF前骨髓象;d为c患者强化免疫抑制疗法联合雄激素、G-CSF和红细胞生成素治疗后,早(中)幼粒细胞明显增多
某些感染、粒细胞缺乏症、MA、急性造血停滞等疾病,血清中G-CSF水平增高,可在骨髓甚至外周血中同样出现具有这一特征的粒细胞形态。反应性增加的骨髓象与APL细胞的鉴别见表7-2。
表7-2 G-CSF反应和APL的早幼粒细胞形态比较
4.核质发育不同步早幼粒细胞
该细胞为胞核幼稚,可见核仁,胞质嗜苯胺蓝颗粒缺少而中性颗粒增多较明显,显示形态学上的“核幼(胞)质老”。它是病态造血细胞的一种。常见于AML(伴细胞成熟的类型)、MDS和MDS-MPN(图7-18)。
图7-18 核质发育不同步早幼粒细胞
a~d为核质发育不同步早幼粒细胞,“核幼质老”,箭头指处为胞质嗜苯胺蓝颗粒缺少的晚幼粒细胞和杆状核粒细胞;e为发育不良早幼粒细胞
5.双核和多核早幼粒细胞
双核和多核早幼粒细胞为直接分裂或异常核碎裂的结果,主要见于各种原因所致的骨髓粒细胞生成增多时。特点为双核,常大小对称,圆形或椭圆形,可见明显核仁;多核早幼粒细胞为胞体巨大,甚至大至50~60μm以上(图7-19),可多至六核。双核和多核细胞大,胞核可呈异形性和肿瘤性改变,如大小和核形的显著变化;胞质丰富,嗜苯胺蓝颗粒多而松散,常伴有明显的空泡。多核早幼粒细胞主要见于特殊的或重症感染,如粟粒性结核及一些原因尚不明了的持续发热患者。形态学上,对称性双核多见于良性血液病,大小不一双核则以血液肿瘤居多;胞质非特异性颗粒少也是白血病和MDS的粒细胞异常形态学特征之一。
6.颗粒过多早幼粒细胞
通常,颗粒过多早幼粒细胞(hypergranular promyelocyte)被特指APL细胞,其临床评估意义与原始细胞等同。普遍特征有:细胞大小较明显,胞体不规则状,如降落伞样、花蕾形、龟脚状和突起;胞核变异明显,常呈不规则状;类三角形和类似折叠状和分叶状胞核也较易见;胞质颗粒异常,浅紫红色密集的细小均匀和紫(红)色密集粗大混杂。有时由于胞质无颗粒区和密集颗粒区(颗粒有规则排列)的边界显明,被称之“内外胞质”。
(1)粗颗粒型和细颗粒型颗粒过多早幼粒细胞:
典型病例可按胞质颗粒粗细分为粗颗粒和细颗粒两型(图7-20)。相当部分标本不容易区分粗颗粒与细颗粒。细颗粒型多见于外周血白细胞增高并易见脾大的患者。
(2)花蕾形和三角形状颗粒过多早幼粒细胞:
按细胞形状可以分为花蕾形、类三角形(降落伞状、棱形或拖尾状)。花蕾形颗粒过多早幼粒细胞,胞体普遍较大,胞体外形因有瘤状突起或伪足而呈不规则状,常似花瓣或龟脚,且突起胞质部分为蓝色或灰蓝色、常无颗粒,可见融合的类似圆形Auer小体的特大紫红色颗粒(图7-21),但其“内胞质(或内浆)”部分因密集而易被误认为细胞核。胞核多为圆形,少数呈不规则形状,如双核、双叶样、肾形等。三角形状颗粒过多早幼粒细胞,胞核形状多与胞体呈类似变化,部分胞核为类圆形或单核细胞样不规则状,可见核仁。胞核呈三角形状者其胞核细小一端常靠向细胞周边甚至贴近细胞膜,而细胞中央一端胞核较为平坦,形成核的类三角;胞质位于一侧,其远端伸展,使整个细胞酷似降落伞状或手镜形状(图2-4)。胞质瘤状突起很少见,但其内充满紧密或不太紧密的细颗粒或粗细混合颗粒和Auer小体。
图7-19 双核和多核早幼粒细胞
a~g为见于髓系肿瘤的双核早幼粒细胞,双核对称或不对称和大小不一,可为巨型和异形;h为三个异形核早幼粒细胞,胞质明显缺乏颗粒,见于髓系肿瘤;i~l为多见于反应性或继发性粒细胞增多的双核早幼粒细胞;m~o为三核、四核异形早幼粒细胞,大多见于特殊刺激和重症感染的继发性粒细胞增多
图7-20 颗粒过多早幼粒细胞
a为粗颗粒型;b为细颗粒型,细胞多呈拖尾状或类三角形状;c为给予维A酸后异常早幼粒细胞分化,形态可类似单核样或不易划分阶段的粒单样细胞;d为骨髓切片APL早幼粒细胞,胞质浅红色即为颗粒区,但观察不到涂片中的颗粒
(3)Auer小体早幼粒细胞:
在白血病中,颗粒过多早幼粒细胞是最多见Auer小体的细胞,而且大于两条Auer小体者几乎都见于APL。Auer小体特点是细长、多条、柴棒状(图2-4)、(大)球状和块状(图7-21),在APL诊断中具有较高的特异性。
(4)多颗粒网状(样)细胞:
多颗粒网状(样)细胞可能是受涂片影响而轻微变化的涂抹细胞,也许为颗粒过多早幼粒细胞的前期细胞。形态特点为胞体更大,可大至40~50μm,外形不规则;胞核疏松似网状,着色淡;细胞膜或细胞周界常清晰或不清晰;胞质内散在较多的紫红色颗粒,但不如颗粒过多早幼粒细胞密集;常有众多Auer小体(图2-4b和图7-21),其阳性检出率和细胞内Auer小体5条以上都比颗粒过多早幼粒细胞为多,可以把它作为寻找Auer小体的靶细胞。由于在陈旧涂片中似乎更易见杂乱排列的多条Auer小体,因此对这种细胞形态尚需要作更深入的探讨。此外,在急性原始单核细胞白血病、急性粒单细胞白血病和AML伴成熟型骨髓涂片中也可见多颗粒网状(样)细胞和其中细长的Auer小体。
(5)不典型APL早幼粒细胞:
骨髓标本中,不典型异常早幼粒细胞的形态特点是胞核类似中幼粒细胞和晚幼粒细胞相似,有的还出现分叶样或单核状等异常胞核(图7-22);胞质则出现细小均匀浅紫红色颗粒,甚至呈浅红色一片而不容易被察觉,也易被误认为病态造血细胞和亚急性粒细胞白血病的异常细胞。一部分不见明显颗粒者可能为颗粒尚未形成的白血病细胞。文献上也有描述一种罕见的高核质比例,胞质强嗜碱性,无或稀少颗粒的早幼粒细胞不典型变异型,但MPO、SBB和CE阳性,甲苯胺蓝染色阳性,并伴随维A酸治疗可出现高组胺血症。
前述形态均是APL细胞,颗粒过多早幼粒细胞达20%以上才有形态学诊断意义。在其他白血病中虽可见类似的颗粒过多早幼粒细胞,但它们出现的数量不多,一般不会高于5%。多颗粒网状(样)细胞和颗粒过多早幼粒细胞的多条Auer小体对诊断也有极其重要的参考价值。颗粒过多早幼粒细胞的超微结构的主要特征为胞质内出现板层状粗面内质网、环状粗面内质网和放射状粗面内质网。
不典型形态学的APL,应注意与亚急性粒细胞白血病和幼粒细胞增多MDS相鉴别。鉴别要点:一是不典型早幼粒细胞的数量,APL时,这种异常细胞出现的百分比高,且同时可见一定数量典型的颗粒过多早幼粒细胞,亚急性粒细胞白血病时所见这种异常细胞百分比常不高,MDS出现这种细胞百分比更低,且它们几乎都不见颗粒显著过多早幼粒细胞。二是细胞的前后关系,APL时,原始粒细胞少见,早幼粒细胞后期细胞少见(缺乏前缀和拖尾细胞现象),而亚急性粒细胞白血病原始粒细胞和中幼粒后期细胞相对多见。三是病态造血细胞,APL除了异常早幼粒细胞外一般不出现其他系列的病态造血细胞,而亚急性粒细胞白血病和MDS很易见各类病态造血细胞。四是关注流式免疫表型和分子检查。
图7-21 颗粒过多和Auer小体早幼粒细胞
a为花蕾形颗粒过多早幼粒细胞,“内外胞质”明显,多含粗颗粒;b为颗粒过多早幼粒细胞超微结构,示Auer小体和多而粗大的嗜苯胺蓝颗粒(采自阮幼冰主编«血液病超微病理诊断学»);c为块状晶体样Auer小体;d为小球状和大块状Auer小体,球状和块状Auer小体类似包含体,也可看为融合的巨大假性Chediak-Higashi颗粒;e为EDTA-K2抗凝血3小时后涂片,细胞变为规则,但柴棒状Auer小体依然可见;f为APL颗粒过多网状样细胞和含多条Auer小体类三角形早幼粒细胞(箭头)
图7-22 APL不典型异常早幼粒细胞
a为单核样不典型异常早幼粒细胞,箭头指处异常细胞含有一条粗短Auer小体,右上和左下各有一个细胞胞质含有浅红色细颗粒;b为箭头指处两个颗粒过多早幼粒细胞,呈降落伞形,胞质含有浅红色密集的细小颗粒,“内外胞质”明显;c为胞质强嗜碱性不典型白血病细胞,一部分细胞含有浅红色细颗粒和Auer小体;d为细胞较规则和颗粒偏少的不典型早幼粒细胞
(6)外周血APL细胞:
APL患者,尽管白细胞计数很低,但绝大多数患者在外周血片中有白血病细胞。最主要特征是胞质颗粒的增多和异常(图7-23),是协助诊断APL的形态学依据。外周血中,颗粒过多早幼粒细胞比其骨髓涂片中少而不典型,基本形态似单核细胞样,大多集中于涂片尾部,有典型和不典型两种。不典型细胞较常见。当遇见下述形态者应考虑或疑似APL:有多颗粒的和无颗粒而不规则并检出Auer小体者,胞质嗜碱性、核周有浅红色的浅染带并有少许颗粒者,似单核样和中幼粒细胞样但胞质浅红色并有细小颗粒者,似单核样浅红色胞质并有Auer小体和双核或分叶状胞核,以及胞质颗粒松散者。有的标本中还易见细胞膜破碎状白血病细胞,颗粒不密集或缺乏,胞核不规则,甚至出现大小不一的异形核,易被误认为不典型单核细胞、晚幼粒细胞和核分叶的不正常粒细胞。外周血白细胞低,早幼粒细胞多不典型又常集中于涂片尾部区域,分类的白血病细胞比实际为低,甚至造成分类无幼稚细胞的假象。在外周血中镜检不典型细胞需要注意涂片区域并密切结合其他信息。
图7-23 外周血颗粒过多早幼粒细胞
a为比较典型的多颗粒早幼粒细胞;b~f为不典型多颗粒早幼粒细胞;g为不典型异常早幼粒细胞,但胞质中见细长Auer小体;h为1个典型多颗粒早幼粒细胞,2个为缺少颗粒的单核样异常早幼粒细胞;i为双核叶异常早幼粒细胞
7.早幼粒细胞造血岛
早幼粒细胞造血岛为多个早幼粒细胞由巨噬细胞护卫的细胞簇,并可用重氮盐染色显示护卫的巨噬细胞(图7-24)。临床上见于重度应激状态,如重症感染、噬血细胞综合征。但在切片常规染色中观察不到护卫的巨噬细胞。
三、参考区间及意义评判参考值
正常人骨髓涂片中,早幼粒细胞为0.5%~4.5%。也有报告或引用的介绍为1%~8%,2.4%,0.6%~6.0%,<5%或原始粒细胞+早幼粒细胞<10%,1%~4%等。骨髓中,早幼粒细胞5%~10%为轻度增多,10%~20%为明显增多,30%以上为显著增多。意义评判需要结合形态特点与临床特征,若早幼粒细胞大多为处于较早前阶段,多是髓系肿瘤;胞体较大且胞质嗜苯胺蓝颗粒增多,多为继发性所致;早幼粒细胞比例高,胞体和胞核异形且胞质颗粒密集并见柴棒状Auer小体者,则是APL的骨髓象。
嗜苯胺蓝颗粒缺少和核质发育不同步早幼粒细胞是粒系病态造血的一种重要细胞,易于检出时常有评判意义。外周血不见早幼粒细胞,检出时即为造血紊乱,有评判意义。通常,外周血检出早幼粒细胞10%~15%以上者,多是白血病,需要疑似为急性白血病血象,若同时检出原始细胞和/或早幼粒细胞颗粒增多等异常并存时,诊断更有依据。类白血病反应、PMF、切脾后、MDS等均可在外周血中出现早幼粒细胞,但除PMF和切脾后,它们的百分比几乎都在5%~10%以下或仅为偶见,且细胞多无白血病的异形性。病情严重的老年患者,也可以在外周血中偶见早幼粒细胞。
图7-24 早幼粒细胞造血岛
a、b为见于重症或特殊感染和噬血细胞综合征的早幼粒细胞造血岛,箭头指处为护卫巨噬细胞;c为重氮盐染色显示护卫的巨噬细胞阳性胞质