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骨髓活检诊断病理学基本知识介绍 .doc
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    参见附件(405KB)。

    骨髓活检诊断病理学基本知识介绍一、骨髓组织的结构与功能(图1)

    (一)支持造血组织的骨组织结构

    1.骨小梁:

    骨小梁是骨皮质在松质骨内的延伸部分,即骨小梁与骨皮质相连接,在骨髓腔中呈不规则立体网状结构,如丝瓜络样或海绵状,起支持造血组织的作用(图2) 。正常情况下,骨小梁具有一定的长度,它们之间有一定距离。骨小梁形成后至20岁左右,骨小梁表面被覆一层骨原细胞(osteogenic cell)或成骨细胞(osteoblast),因为都在骨髓腔内表面,故通称骨内膜细胞(endosteal cell)。成骨细胞,排列在骨小梁表面,胞浆突起可与周围的成骨细胞胞浆相接,它是由紧贴骨内膜表面扁平的骨原细胞发育来的(1)。

    图1 骨髓组织基本结构图2 骨与骨髓组织结构

    从左到右:骨外膜、 皮质骨、骨小梁及骨髓造血组织和血管。石蜡切片 H-E 染色 100 ×2.骨原细胞:

    骨原细胞可认为是松质骨或骨小梁表面处于静止状态的"干细胞",具有多向分化的潜能,在不同的因子刺激下可转化为不同类型的细胞。它常常与附近的血窦内皮相连续,在骨改建过程中它转化为成骨细胞,由扁平状变为立方状。成骨细胞的作用是分泌骨胶原,合成骨基质中的有机成分(胶原和糖蛋白等)并将本身包埋在骨基质中。在20岁以前的骨皮质内侧可见软骨基质(HE染色呈蓝色)及成串排列的软骨细胞,骨内膜面成骨细胞、破骨细胞也较多,软骨基质嗜碱性呈浅灰蓝色。20岁以后软骨细胞及软骨基质逐渐减少,成熟骨组织逐渐增多,25岁以后均为成熟板层骨(HE染色呈红色),成骨细胞及破骨细胞也明显减少。

    Islam HHA(1985)认为在适当的造血因子作用下,骨原细胞还可能转化为造血干细胞并发育或演变为某些造血细胞,如可分化发育为粒系造血细胞。因为正常骨髓幼稚粒系造血细胞总是靠近骨小梁表面生长的,并将逐步发育成熟的粒细胞推向骨小梁之间中央区。即越靠近骨小梁粒系细胞越幼稚,越远离骨小梁粒系细胞越成熟。

    3.破骨细胞:

    破骨细胞(osteoclast)是一种大型分支状游动细胞,胞体直径可长100μm ,其分支不规则,形状和大小不一,胞核大小也不一致,数目可由6~50个或更多,互不相连。近来证明,此种细胞是由血源性单核细胞融合而成,它与骨质吸收过程有关。

    4.骨细胞:

    骨细胞(osteocyte)为成骨细胞发育成的成熟骨细胞,位于板层骨形成的陷窝(howship)之中,为扁椭圆形多突起的细胞,单个分散排列于骨板内或骨板间。其寿命有限,容易衰老退化。

    骨质是由有机质和无机质组成的。①有机质是骨细胞分泌形成的,占骨重量的35%,其中95%为胶原纤维,其余为起粘合作用的呈凝胶状态的酸性粘多糖等基质。②无机质中65%为钙盐,化学组成为羟磷灰石结晶,为中性盐不溶于水。成熟之板层骨组织,表面常有尚未钙化的由胶原纤维和基质形成的嗜酸性骨样组织带或称类骨质带。由于骨质坚硬在制作病理组织切片时需用酸性溶剂(如硝酸等)脱去钙盐才能切片,但采用塑料包埋骨组织可以不用脱钙,便可制成薄切片。

    (二)骨髓组织结构

    骨髓组织充满骨小梁之间,包括造血细胞、非造血细胞、血管系统、神经及基质等。是狭义的骨髓组织。

    1.造血细胞:

    造血细胞(hematopoietic cells)广义地分为髓系和淋系两大类。由造血干细胞(hematopoietic stem cell, HSC)分化和发育为系定向髓系祖细胞(如CFU-GM,CFU-E,CFU-MK),髓系祖细胞再进一步分化发育为形态上可识别的髓系细胞(myeloid cells)。髓系在广义上包括粒系细胞、红系细胞、巨核系细胞和单核系细胞,是狭义的造血细胞,而把淋巴系细胞视为非造血细胞(见后)。

    应该指出,"myeloid cells"这个名词有两个不同含义:一个是指由髓系前阶段幼稚细胞分化的所有髓细胞;另一个含义是指粒系细胞,但常用的粒:红比例(myeloid:erythroid ratio)只表示粒、红系细胞增减情况,正常骨髓粒:红比例为1.5-3:1。

    ⑴粒系细胞:

    在关键性调节因子GM-CSF,G-CSF和IL-3和骨髓微环境作用下在骨小梁旁分化,增殖,发育成熟。成熟的粒细胞逐渐向小梁之间移动,所以,随着粒细胞发育分化成熟,组织学上可见越靠近骨小梁的粒细胞越幼稚,形成较窄的2~3层幼稚细胞带,越远离骨小梁越成熟。骨髓标本超微结构也显示未分化幼稚细胞靠近骨小梁(正常早期粒系生成的部位),支持这些的前体细胞来自骨内膜细胞。如出现原始粒细胞丛(3个)或簇(5个)远离骨小梁时,则称之为"幼稚前体细胞异常定位 "(abnormal localization of immature precursor,ALIP )(图3)。(1) 粒系细胞有6个发育阶段,3个系列,即中性粒细胞,嗜酸性粒细胞及嗜碱性粒细胞:

    图3 骨髓活检组织 小梁之间幼稚前体细胞异常定位(ALIP)。

    视野中央可见 4个原始粒细胞。塑料切片 H-Giemsa-E 400×①原始粒细胞( myeloblast):在组织切片中原始粒细胞胞体中等大小,胞浆较少,嗜碱性,无颗粒。胞核呈圆形或卵圆形,有1~多个核仁,核膜厚,染色质淡染。表达CD34+,CD33+,CD13+,HLA-DR+。这类细胞数目较少。

    ②早幼粒细胞( promyelocyte ): 形态学上基本上与前者相似,主要区别在于胞浆中出现粉红色细颗粒,胞核呈圆形或椭圆形,居中或偏位。有核旁空晕及高尔基氏器区,染色质开始聚集,表达CD33+,CD13+,CD15+,CD34-,HLA-DR-。

    因嗜碱性颗粒溶于水,在切片上不能分辨出嗜碱性粒细胞(basophil)。嗜酸性粒细胞(eosinophil)从早幼阶段到成熟阶段,胞核形态变化与嗜中性粒细胞一致,胞浆充满粗大橘黄色的颗粒是其特点。过敏性疾病嗜酸细胞可明显增多,急性与慢性嗜酸细胞白血病可见较多早幼嗜酸细胞。

    ③中幼粒细胞(myelocyte)及晚幼粒细胞(metamyelocyte):随着细胞发育成熟,胞浆嗜中性颗粒明显增多,核仁消失,核分裂停止,染色质逐渐增多,胞核形状由半圆形(中幼粒细胞)发育成肾形。

    ④晚幼粒细胞,胞核比中幼粒小,最后形成杆状(bandform)及分叶核粒细胞(segmented form)释放入外周血或进入组织。(2)红系细胞:

    红系细胞造血虽然没有粒系细胞造血那样复杂,但调节过程也是很复杂的,除生长因子(GM-CSF 、IL-3和IL-11)外,主要是红细胞生成素(EPO),它是一种诱导定向的红系祖细胞增殖发育成熟的蛋白质,是由肾细胞对缺氧反应而产生的糖蛋白,对红系祖细胞起着促分裂及生存的作用。EPO受体在原始红细胞上很多,但在成熟红细胞上缺乏。血红蛋白和肿瘤坏死因子起负反馈调节,使骨髓微环境减少红系细胞生成,红系中最不易识别的幼稚红细胞是原始红细胞,这些幼稚红细胞表达转铁蛋白受体和血型糖蛋白A。LCA和转铁蛋白受体抗原表达随着红细胞成熟而下降,血型蛋白表达仍很高。只有中幼以上阶段红系细胞有核分裂能力,网织红细胞通过骨髓窦壁内皮细胞进入血液循环,成为成熟红细胞后可存活120天。在体内平衡状态下大约每天产生红细胞3~4×109个/kg体重。原始红细胞逐步分化为早幼红、中幼红、晚幼红细胞。最终,核染色质凝聚、固缩排出,形成无核成熟红细胞。骨髓中有核红细胞随年龄变化较大,10%~40%不等。

    红系细胞有5个发育阶段 ,在组织切片中各阶段红系细胞的形态特点有:

    ①原始红细胞( pronormoblast):胞体大而圆,胞浆嗜碱性,核圆形居中,核膜薄,核仁1~3个不等,染色质颗粒不清,核切面呈淡灰蓝色。

    ②早幼红细胞( Basophilic normoblast):胞体圆,核圆,居中。有时核周胞浆可见一圈线状空晕,染色质出现凝集,核染色深浅不一,胞浆嗜双色。

    ③中幼红细胞( polychromatophili normoblast):胞体圆,核圆,居中。胞浆红色,核染色质呈粗块状,龟背样,无核仁。

    ④晚幼红细胞( orthochromatic normoblast):胞体小,胞浆丰富,红色,核浓染,看不清染色质颗粒和结构,无核仁。切片中不能见到网织红细胞(reticlocyte)。

    ⑤成熟红细胞,胞浆嗜酸性,无核,在切片中见不到网织红细胞。

    (3)巨核系细胞:

    ①巨核细胞有两个显著特点与其它系细胞不同:

    a.过去文献报告认为巨核细胞从原始到成熟阶段一般不伴有丝分裂,而是经核内复制使胞核分叶增多而无细胞分裂,即胞核倍体数增多,体积增大,核叶增多,胞核数量不增加;但从骨髓组织学上是常可见巨核细胞核分裂的。

    b.最早可在光镜下识别的原始巨核细胞为8倍体(8N)细胞(而其它系细胞为2N细胞),因此,胞体较其它细胞大,直径约20~40μm,随着巨核细胞发育成熟而倍体数增多。

    如巨核细胞分化或发育异常,胞核倍体增多或增多不明显,但胞核不分叶而呈单圆核巨核细胞,包括淋巴样小巨核细胞,也可呈多圆核巨核细胞。常见于骨髓增生异常综合征和慢性粒细胞白血病。前原始巨核细胞(巨核祖细胞)是一种胞体很小,胞浆少,核圆,染色质细的巨核细胞,在细胞涂片上无形态特征性。除表达HLA-DR外,这些细胞还表达CD34,CD33,及不同程度表达CD41细胞表面粘附分子。在电镜下于核周池及内浆网可测到血小板过氧化酶(PPO)。成熟巨核细胞从窦壁细胞间隙伸出胞浆突起(伪足),这些伪足脱落形成血小板进入血液循环,巨核细胞也可进入循环。

    巨核细胞多在窦样结构旁,距骨小梁有一定距离,连续切片显示,在正常骨髓所有巨核细胞均连续着窦样结构,并将其胞浆突起深入窦内皮细胞间隙,巨核细胞胞浆逐步脱落形成血小板进入血液循环,巨核细胞就成为"裸巨核"。

    ②巨核细胞的形态:正常情况下,巨核细胞是骨髓三系细胞中数量最少的,体积是最大的,约占有核细胞的1%。在组织切片中巨核细胞有六种形态。

    a.多叶核巨核细胞(multilobated nuclear megakaryocyte):胞体大小悬殊,胞浆丰富,胞核明显扭曲或分叶,无核仁。一般组织切片HE染色不见血小板,但免疫组化染色方法可见血小板形成。

    b.多核性巨核细胞(multinuclear megakaryocyte):胞体中等大小,两个以上的圆形核,互不相连,胞浆与染色质形态与单圆核相一致。

    c.单圆核巨核细胞(mononuclear megakaryocyte):细胞直径大于20μm,其中又可分为小单圆核,中单圆核和大单圆核巨核细胞。胞体圆形或不规则形,胞浆较丰富,嗜酸性。核呈圆形,核染色质粗,不见核仁(图4)。这类细胞多见于MDS患者,也常见于慢性粒细胞白血病和急性白血病等。

    d.小巨核细胞(micromegakaryocyte):胞体直径约在6-20μm大小,其中又可分为淋巴样小巨核细胞(在涂片上较典型)。呈圆形,胞浆丰富可有突起,嗜碱性或嗜多色性,核染色质粗,丰富,分布均匀,核深染,核仁不明显,核无凹陷或分叶,CD41单抗免疫组化染色阳性。这类细胞在正常骨髓中很少见。主要见于病理状态,尤其是在MDS时具有一定诊断参考价值。小巨核细胞增多是由于巨核细胞分化发育障碍所致。

    e.裸核巨核细胞(denuded nuclear megakaryocyte):为衰老退化的巨核细胞。无胞浆,核多固缩,可见扭曲,折叠或分叶核等特点。这类细胞多见于特发性血小板减少性紫癜和骨髓纤维化等。

    f.无核巨核细胞:仅见成熟巨核细胞的胞浆,无细胞核。因在涂片中不易观察到这种现象,故可能是制片时未切到细胞核所致。

    图 2-4 单圆核巨核细胞 视野中央两个单个圆核巨核细胞,胞浆较丰富,核呈圆形,无核仁。塑料切片 H-Giemsa-E 染色 400 ×巨核细胞在电镜下有特征性的血小板过氧化物酶(PPO+),免疫组化示CD41,CD42(1/4的巨核细胞), CD61(在石蜡切片上也可测到)等抗原阳性。

    (4)单核系细胞:

    单核系细胞与粒系细胞是同一祖细胞分化、发育而成的,其发育过程与粒细胞完全一样,胞体外形也相似,在PCF固定,塑料包埋病理切片中与粒系细胞最明显的区别是胞浆无颗粒,核膜薄,核染色浅。在正常人骨髓中单核细胞数量较少,无特定的分布位置。

    ①原始单核细胞(monoblast):直径15~22μm,胞体圆形,胞核圆形或椭圆形。核染色浅,染色质颗粒细致,均匀分布。核仁明显(1~2个),核膜薄,胞浆丰富弱嗜碱性,无颗粒。正常骨髓不易见到。

    ②幼稚(前)单核细胞(promonocyte):直径15~25μm,圆形或不规则形,核有凹陷或切迹,其它特点与原始单核细胞相似。

    ③单核细胞(monocyte):直径12~20μm,胞浆丰富淡染,无颗粒,很容易与粒细胞相区别,核圆形者少见,绝大部分呈肾形、凹陷、切迹、扭曲、佛手状、胎儿状、分叶状与肥胖的杆状,核染色质细,核仁明显,嗜酸性,核膜薄。单核细胞有酸性磷酸酶、过氧化酶、芳香硫酸酶、溶菌酶、非特异性酯酶及氟化钠抑制实验阳性。电镜下有游离核糖体,粗面内质网,线粒体较多。免疫组化示CD14+ 、CD68+/- 、MAC387+/- 溶菌酶、α-胰蛋白酶、α-糜蛋白酶等抗原阳性。

    (5)淋巴系细胞:

    正常骨髓中淋巴细胞数量是随年龄变化的,幼儿骨髓涂片细胞分类淋巴细胞约占30%~40%,成人骨髓淋巴细胞较少,约占有核细胞10%~30% ,成熟和幼稚两者兼有,如造血细胞减少(如再生障碍性贫血)则淋巴细胞及浆细胞相对增多,甚至成熟淋巴细胞高达80%以上。不能认为是淋巴细胞增殖性疾病。成人患者可见在骨小梁之间(非小梁旁)有淋巴细胞集簇、淋巴小结或淋巴滤泡,随着年龄增大,淋巴小结有增多趋势。此时需要与淋巴瘤累及骨髓相鉴别。

    成熟淋巴细胞,胞体较小,胞浆少,透明,核圆,染色质稍粗,核膜厚,有或无核仁。淋巴细胞含有酸性磷酸酶和糖原( PAS 染色呈大颗粒或小珠状阳性)是其特征。......(后略) ......