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宫颈疾病的筛查与检测:分子诊断检测中的新兴技术
发布时间05年08月04日 09时48分
 

  作者:Dorothy L.Rosenthal,MD,FIAC

宫颈疾病检查中的现有技术

    宫颈癌的检测,包括对宫颈中度发育异常、鳞状细胞癌、腺癌的检测与诊断,通常采用对宫颈细胞进行形态学评估的每年一次的Pap筛查。以往这种检测通过采集从子宫颈刮取(利用刷子、棉签、抹刀)的宫颈内细胞和宫颈外细胞来完成。标本被涂抹在显微镜的载玻片上,然后用帕帕尼科拉乌氏染色剂对留在载玻片上的细胞进行特殊染色,通过显微镜检查寻找与瘤细胞一致的形态学异常的细胞。

    自1995年ThinPrep(Cytyc,Boxborough,MA)被FDA批准后,采用液态样本进行收集、准备和以后的细胞学样本分析,已在美国被广泛用于每年一次的宫颈疾病检查中。美国每年约5千万宫颈Pap涂片中的80%是通过采用液态细胞学标本完成的。截止到现在,已有两种商品化的液态制备技术可用来制备检测宫颈恶性病变及早期损害的细胞学薄层标本。这两种技术都已通过FDA的批准并被用于常规临床检测中。ThinPrep技术(与样品准备仪器相关)由Cytyc公司提供,SurePath 薄层技术(与PrepStain样品准备仪器相关)由TriPath Imaging公司提供。

    液态样品的特点为样品均匀,这样可以增加细胞密度使其能用于检测罕见的高度鳞状上皮内损害(HSIL),同时能采用残留的细胞学样品完成多项感染性疾病的诊断测试。最早检测的是人乳头瘤病毒(HPV),此后对淋病、衣原体和疱疹病毒的检测也已被普遍开展。以液态方式采集的宫颈样品,其细胞的完整性与品质使它成为基于形态学的镜检和诊断的理想媒介。表1归纳了液态宫颈样品的典型临床特征。由ThinPrep技术提供的样品相似但不是完全一样。

   表1典型的液态宫颈细胞学样本的临床总结

 相对于传统Pap涂片检测到的HSIL显著增多

 与传统Pap涂片相比不满意的例数降低

 收集到的细胞100%转移至采集装置中,从而保证了足够的样品量

 样品收集过程中去除了遮盖视野的一些因素如血、粘液等,从而为分析提供了一个清晰的视野

 拥有知识产权的含酒精防腐剂能增强细胞形态和细胞核特征

 不含有害物质的酒精防腐剂使实验室能够安全地进行处理

 充足的剂量可以用来进行附加检测:如沙眼衣原体/淋球菌或HPV检测
 兼容新兴的分子检测

宫颈疾病常规筛查的图象分析

    自20世纪40年代起,Pap涂片和液态细胞学样品的手工筛查和解释都是临床实验室的标准操作。在过去的十年里,用于筛查和确定宫颈肿瘤的电脑化的显微镜的应用使得实验室可以进行高通量的宫颈Pap涂片。例如,FocalPoint仿载玻片是一台FDA批准的计算机成像系统,用于传统Pap涂片和液态细胞学样品的初步筛查。该系统的优点是能扫描整个玻片然后根据异常的可能性进行评价与分级。而Cytyc 图像处理器能自动定位可能的异常细胞,然后自动引导人至载玻片的22个视野(FOV),通过对整个载玻片的观察使细胞学技术人员能作出最终的判定。该系统在2003年获得了FDA批准。临床研究证实上述成像系统的使用和其所具有的优势能提高常规临床筛查对宫颈异常的检测和确定。

当今细胞学诊断的困难

    癌症与重度发育异常一直是很难确定的。容易混淆的因素有:检查次数少,样品量不足,血液、粘液、炎症细胞的遮盖等。 最让人难以判断的是可疑细胞的出现,即因炎症、治疗、或修补过程致使良性细胞发生改变而被误认为是恶性/分化异常的细胞。鉴于宫颈疾病的诊断主要依靠细胞形态学结果的主观分析,这使其在很大程度上依赖于细胞生物学家和细胞病理学家的技术与经验。这种主观性诊断有可能造成不同个体诊断上的偏差。因此,这就需要医学机构来评估一些补充性诊断标志物,以提高现有细胞学诊断的灵敏度、特异性、重复性和有效性。

液态标本作为新的分子诊断学的平台

    对宫颈疾病的检测与诊断而言,基于客观临床诊断参数检测宫颈疾病的能力的改进尤为令人注目。液态标本为分子诊断技术的应用提供了一个合适的平台。作为一种均质细胞混悬液,液态样品的均一性使它成为了用于监测宫颈疾病发展与进程的核酸与蛋白检测的理想介质。这些新方法主要为基于核酸检测的聚合酶链反应(PCR)或基于蛋白分析的免役化学法。液态的细胞学样本可以用于下述检测方法中。

HPV检测

    人乳头瘤病毒(HPV)被认为是宫颈癌始发的病因,致癌的HPV被分为高危和中度危险的两种病毒亚型。高危病毒亚型包括16、18、45和58;中度危险的病毒亚型包括31、33、35、39、51、52和69。高危和中度危险的病毒亚型均可采用杂交捕获(hybrid capture,HC-2)方法及多种PCR方法进行检测。大部分的HPV感染实际上是一个短暂的过程,约在12个月以内病毒感染会自行消退。对于那些发展成高危HPV持续感染的人来讲,发生肿瘤的危险性要比没有感染过HPV的人高的多。

    美国国立癌症研究院对ASCUS(不明意义非典型鳞状上皮细胞)LSIL(低度鳞状上皮内损害)所做的临床研究(ALTS)帮助明确了HPV检测和每年的Pap筛查结合起来使用在临床上的作用。在ASCUS病人中,有50%-60%的病人曾感染过HPV,其中7%的病人在阴道镜检查与活组织检查中被确认疾病已达到相当高的程度。ALTS结果显示对ASCUS病人进行阴道镜检查再加上HPV检查比单纯的细胞学检验或直接的阴道镜检查对疾病的检出更有效。然而,由于感染人群较高的缘故,HPV检测对LSIL病人作用不大。最近FDA批准了采用HPV检测结合Pap涂片对宫颈疾病进行初步筛查和检测。HPV检测在初步诊断中的新用途也已获得了美国阴道镜与宫颈病理学(ASCCP)的推荐。最近的研究显示液态标本能被用于包括PCR方法在内的HPV分析。

新兴的分子诊断学

   用于宫颈疾病检测的以HPV为基础的筛查试验的临床价值在于其阴性预测值。一个HPV的阴性结果加上正常的Pap涂片结果可以明确表明被检查者无宫颈疾病,而且在今后的1到3年里发生宫颈癌的可能性很低。而HPV阳性结果并不能作为宫颈疾病诊断依据,它只是一个感染的指标。虽然大部分的HPV感染过程是短暂的并且能够在12个月内自愈,但是一个持续的高危HPV病毒亚型的感染则提示发生宫颈癌的危险性很高。为了补充对HPV的检测,一些分子标志物已经和Pap涂片结合使用以提高HPV检测的特异性。

p16INK4A

   p16INK4A(p16) 是一种细胞分化依赖激酶(CDK4和CDK6)抑制剂,作用于细胞分化周期的G1到S期。当受到高危HPV感染后,p16会在宫颈角质化细胞包括HSIL 和癌变组织中过度表达。p16的过度表达显示与HPV的病毒型16与18的感染相关,并且在鳞状上皮细胞癌和腺癌中都能检测到。p16过度表达的特异性不仅与癌症相关,并且也和活检确认的CIN2+损害和显著的LSIL-CIN1 损害有关联。采用免疫技术可以从液态标本中检测到p16蛋白。宫颈疾病中检测的p16的特点见表2。

表2宫颈癌细胞染色中的p16特征

 

p16的特征

p16染色的特征

HSIL检测的灵敏度

70%到100%

HSIL检测的特异性

低与不一致性:25%到75%

记录标准

不同的交叉研究中每个载玻片至少10个阳性细胞

染色定位

细胞核与细胞质都有过度表达

 
MCM-5

     DNA复制早期,MCM蛋白的功能是将前复制复合物结合至DNA上,然后在DNA复制合成过程中帮助展开DNA链。早期的文献显示MCM蛋白,特别是MCM-5,有助于宫颈疾病和其它癌症的检测。已发表的文献显示抗MCM-5的抗体可以用来检测宫颈癌细胞。MCM-5表达的特异性在于它不仅可以判别严重的宫颈疾病,也可以识别低度发育异常和受到高危HPV感染后重新进入细胞周期中的增生细胞。图2显示了组织切片标本和液态细胞学标本中的MCM-5阳性的宫颈疾病细胞。表3总结了已发表MCM-5在宫颈疾病检测中的特性。(图2略)

表3MCM-5染色的特点

 增生细胞的MCM-5 核染色

 癌细胞的重度核染色

 组织学中带有增生的基底层细胞的交叉反应

      组织受损部分内的瘤细胞易于检测

 宫颈细胞学准备中基底细胞与恶性细胞难于区分

     HSIL检测的敏感度为100%

 HSIL检测的特异性为67%

宫颈疾病新的诊断方法

     DNA芯片技术的应用已经识别出了一批在宫颈疾病标本中过度表达的基因。已有许多文献描述了宫颈癌和HPV感染引起的基因过度表达。最近,采用这类技术对基因识别的研究使得人们对这些疾病特异性标志物在宫颈疾病中的作用与应用有了更进一步的认识。可以预见的是,随着更多临床实验的开展,这类分子诊断方法在提高宫颈疾病检测中的临床效果会得到进一步的阐明。形态学诊断中所存在的问题会随着更多分子诊断学方法的发展与应用而得到解决。针对宫颈疾病的客观临床诊断将不再依赖于细胞病理学家的主观解释,这是临床宫颈疾病检测的一大进步。这些新的分子诊断方法与现有的利用液态细胞学样本进行形态学诊断的方法的结合将会明显提高目前医疗卫生机构对宫颈疾病的筛查和诊断水准。

摘自:《美全诊断论坛》2004年第5期

 

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