细胞形态学的昨天、今天和明天

曲凋朱颜

本文作者：杭州迪安医学检验中心 卢兴国

细胞形态学（cytomorphology）又称细胞学检查（cytological examination），是传统和经典的临床诊断方法，历史悠长。因其方法简便、实用以及百闻不如一见的直接所见的特性，在很长的一段时期内，一直是血液病，尤其是血液肿瘤诊断，最根本、最重要的方法。

在我国，一般所述的细胞形态学是以骨髓细胞形态学为主外周血细胞形态学为辅的形态学。但是，随着时代的变迁，细胞形态学的诊断地位也在发生着变化。

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一、细胞形态学腾飞

细胞形态学是伴随着显微镜（仪器或工具）的发明、染色血液染料（染色技术）的发现和改进以及骨髓穿刺术的创立而诞生起来的。

光学显微镜最早由1590年荷兰眼镜制造商Jansen父子发明，虽然当时的复式显微镜只有10倍放大，却具有划时代的意义，没有显微镜就没有细胞学的诞生。

血细胞学的产生源于染色血液染料的发现。1898年，Ehrlich和Lazarus介绍了一个由Orange G，甲基绿和酸性品红的混合物——三酸混合染色液，用于外周血片染色，能清晰地区分白细胞的种类。这一发明的复合染料是划时代的，促使血细胞（形态）学这一门学科的飞速发展。Wright（1902）、Giemsa（1902）、Jenner（1899）、Leishman（1901）和MacNeqal（1922）对Romanowsky混合物染色剂（甲基蓝、伊红和天青）作了改进，得到了更加良好的染色效果，直到现在其基本配方仍被广泛使用着，如WHO推荐的Wright-Giemsa混合染色液。

自从上世纪20年代前后骨髓穿刺术用于临床，奠定了骨髓（细胞学）检查的基础。从此，骨髓检查这一术语被约定成俗地沿用下来，而以骨髓为标本进行的细胞电镜检查、细胞遗传学检查、细胞分子生物学检查、造血细胞培养等，都不在这一骨髓检查范畴之内。

骨髓穿刺术的应用，具有划时代的影响，是血液病诊断史上的又一里程碑。各种各样的造血细胞和非造血细胞被发现，各种血液系统疾病被识别。

1909年Schultze和1910年Kreiblich创立过氧化物酶（POX）染色方法，鉴别原始淋巴细胞性和原始粒细胞性白血病，成为鉴定细胞类型特独的诊断工具。1939年Sheehan将苏丹黑B（SBB）用于白细胞染色，与POX一起，成为迄今最常用和最重要的两种细胞化学染色，使白血病等血液肿瘤得到了进一步的分类和鉴定。

从那时起，以骨髓检查为主的细胞形态学主导了血液病病种和类别的定义与诊断，并提供临床治疗与预后评判信息。直至上世纪70年代前后，是细胞形态学的全盛时代，是临床血液学快速发展的带动者。

在血液病的诊断史上，细胞学还作为一个整体，成为学科之母和新生学科的基础，其后建立起的细胞生理学（细胞学与生理学的结合）、细胞生物学（细胞学与生物学的结合）、细胞化学（形态学和生物化学的结合）、细胞遗传学（细胞学与遗传学的结合）、细胞分子生物学（细胞学与分子学的结合）等学科（图1）。

图1 血液病诊断史上发现的关键性仪器、技术以及由此衍生的实验诊断学科

光学显微镜，电子显微镜和流式细胞仪为具有划时代意义的仪器；染色技术，骨髓穿刺术，骨髓活检术，免疫学技术，FSH和PCR等技术为开创性技术；血细胞学，骨髓细胞学，骨髓组织（病理）学，组织化学，细胞化学，细胞免疫化学，超显微形态学，（分子）细胞遗传学和细胞生物学为细胞学基础上创建起来的诊断学科（改编自卢兴国主编，人民卫生出版社2013年出版的《白血病诊断学》第一章）

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二、细胞形态学跛态显现

进入上世纪70年代至80年代，细胞遗传学技术逐渐成熟和流式免疫表型检测技术进入临床，细胞形态学满足临床诊断（尤其是血液肿瘤）、评估预后和指导治疗（如ph阳性ALL需要调整治疗方案）需求的不足也随之凸显，诸如不典型的疑难病例诊断、血液肿瘤的进一步分类与病理机制的深入认知。

在诸方面，细胞形态学跛态显现，不但不能带动临床血液学的发展，还时不时的判错方向和不能提供较好的依据进行评判。

在判错方向方面，典型的例子有上世纪60年代和70年代确认的恶性组织细胞和大量报告的恶性组织细胞病（图2和图3），后经免疫组化鉴定多为T细胞淋巴瘤；MPO阴性原始单核细胞（尤其是中小型者）白血病，经流式免疫表型鉴定一部分为急性原始淋巴细胞白血病（图4）等。

恶性组织细胞病（MH）的特点，是全身淋巴网状组织中出现形态异常的组织细胞，并常有多量血细胞被吞噬，临床表现发热、消瘦、肝脾淋巴结肿大、进行性贫血、白细胞减少和血小板减少。图2和图3为上世纪70年代，笔者协助我的老师，骨髓伤寒细胞的发现者——陈朝仕教授拍摄的骨髓恶性组织细胞。

图2上世纪60年代和70年代初期识别的恶性组织细胞

除了d、f淋巴样与单核样组织细胞外，均为异常（幼）组织细胞。前者诊断意义小，后者诊断意义巨大

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图3 上世纪60年代和70年代初期识别的恶性组织细胞

a为多核巨（幼）组织细胞；b为吞噬异常组织细胞（巨噬细胞）

图4急性原始B淋巴细胞白血病

这种原始B淋巴细胞，胞核有扭折等不规则特点，细胞形态学容易评判为原始单核细胞

不能提供较好依据方面，例如急性微分化髓细胞白血病、急性未分化细胞白血病、混合表型急性白血病、双系列急性白血病、急性巨核细胞白血病，以及急性淋巴细胞白血病和淋巴瘤侵犯血液骨髓的异常细胞系列判定（图5），还有急性白血病的特定类型等，细胞形态学均不能较好地提供这些类型确认诊断的依据。还有一些原始细胞白血病镜下形态非常相似而遗传学和基因重排则不同，而不同遗传学和基因重排血液肿瘤的治疗方案和预后常有明显差异。

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图5Ph+急性淋巴细胞白血病骨髓象

伴Ph阳性ALL，细胞形态学只能作出ALL的大类诊断；且ALL中，高核质比例、核形较为规则的以及大小不一的原始淋巴细胞，多为B细胞，但明确证据唯有流式免疫表型或免疫组化提供

即使对血液肿瘤特定类型者，细胞形态学有特征性诊断意义，如典型的慢性粒细胞白血病（CML，图6）和急性早幼粒细胞白血病（APL，图7），因不能提供指导治疗和监测疗效等方面的可靠信息，细胞形态学诊断的仍被视为类型的基本诊断。

图6 CML细胞形态学特征

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a为血片，白细胞显著增多，幼粒细胞20%以上，嗜碱粒细胞和嗜酸粒细胞多见；b为骨髓涂片，中晚阶段为主的中性粒细胞增多以及多见的嗜碱和嗜酸粒细胞，增多且胞体小或偏小为特征的巨核细胞等。具有这些特征再结合临床可以做出可靠的诊断，并与特定的细胞遗传学或融合基因相关，但由于不能提供分子靶向治疗和监测方面的信息，细胞形态学因诊断扩展的其他意义缺失而显示不足

图7 APL细胞形态学特征

具有早幼粒细胞异常增殖，颗粒密集（a）、胞体胞核改变（a、b）以及柴棒状Auer小体（b箭头）的形态特征者，结合血象和临床特征可以做出可靠的诊断，并与特定的细胞遗传学或融合基因相关，但由于不能提供分子靶向治疗和监测方面的信息，细胞形态学因诊断扩展的指导治疗和评判预后的意义缺乏而显示不足

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三、重新定位

自上世纪90年以来，细胞遗传学、细胞免疫学和细胞分子学方面的新技术取得了长足的进步，许多项目进入临床实验室，可以提供更多更佳的诊断、预后和个体化与分子靶向治疗方面的信息。这些新技术，逐渐替代细胞形态学，成为定义血液肿瘤（尤其是新病种）分类及其特定类型诊断的主导者，是新世纪以来，临床血液学又一快速发展的推动力量。

新技术对细胞形态学的冲击是显著的，主要影响的是血液肿瘤。细胞形态学需要面对现实——鼎盛时代不再，需要摆正现时代下的位置，在自己的范围内充实新时期的新理念做好更为适当的诊断。具体细究细胞形态学的诊断地位，有的下降，有的不降或下降不明显。

（一）诊断地位下降而作为血液肿瘤的基本诊断

在血液肿瘤诊治的需求方面，细胞形态学的地位下沉，但它作为血液肿瘤分类诊断的基础或基本项目的这个地位依然存在，因任何一项新技术作为整体都不存在这一基本的诊断地位。

WHO在2008年版的《造血和淋巴组织肿瘤分类》一书的导论中所述：“形态学诊断始终是重要的，许多疾病有典型的甚至诊断性形态学特征”；也如前面所介绍的，CML和APL等类型的典型形态学，都是可以做出诊断的，只是在指导治疗、监测疗效和评判预后方面存在明显不足。

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（二）与新技术互补而成为整合诊断的一部分

细胞形态学与流式细胞免疫表型、细胞遗传学和分子学等诊断技术，各有千秋，互补性明显且互为学科基础。只有相互结合和参考才会使实验诊断达到一种相对完美或相对精准的阶段。细胞形态学需要以新理念整合新学科带给形态学上的新认知，新技术也离不开细胞形态学诊断的基本信息。

在血液肿瘤中，细胞形态学除了一部分具有特征性诊断意义外，提供的大多是大类诊断。如ALL、AML中的M2、M4、M5，而不能分类与临床治疗和预后相关的特定类型。ALL的B系（B细胞ALL，简称B-ALL）还是T系（T细胞ALL，简称T-ALL）以及NK系列，需要流式等免疫表型检测技术提供（图8），AML和ALL中的伴重现性遗传学异常需要细胞遗传学和分子学技术提供诊断依据（图8）。反之，现代新技术检查，尤其是流式免疫表型与细胞形态学更是息息相关。因此，细胞形态学与新技术并存已成为新的诊断模式——多学科信息整合诊断（详见本微信公众号5月上传的“血液病诊断的现代模式——整合诊断）。

图8 初诊ALL由形态学基本诊断到WHO的类型诊断

形态学诊断的ALL为基本诊断，免疫表型检查确认ALL的系列，遗传学和分子学检查确认有无重现性遗传学异常。黄色椭圆内表示新增的4种临时病种；紫色椭圆内及其下面2种黄色的临时病种表示B-ALL的重现性遗传学异常类型，分出这些特定类型后而剩下的B-ALL类型为B-ALL，NOS。B-ALL不包括FAB的ALL-L3，即以ALL发病的成熟B细胞表型Burkitt淋巴瘤/白血病

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（二）与新技术互补而成为整合诊断的一部分

细胞形态学与流式细胞免疫表型、细胞遗传学和分子学等诊断技术，各有千秋，互补性明显且互为学科基础。只有相互结合和参考才会使实验诊断达到一种相对完美或相对精准的阶段。细胞形态学需要以新理念整合新学科带给形态学上的新认知，新技术也离不开细胞形态学诊断的基本信息。

在血液肿瘤中，细胞形态学除了一部分具有特征性诊断意义外，提供的大多是大类诊断。如ALL、AML中的M2、M4、M5，而不能分类与临床治疗和预后相关的特定类型。ALL的B系（B细胞ALL，简称B-ALL）还是T系（T细胞ALL，简称T-ALL）以及NK系列，需要流式等免疫表型检测技术提供（图8），AML和ALL中的伴重现性遗传学异常需要细胞遗传学和分子学技术提供诊断依据（图8）。反之，现代新技术检查，尤其是流式免疫表型与细胞形态学更是息息相关。因此，细胞形态学与新技术并存已成为新的诊断模式——多学科信息整合诊断（详见本微信公众号5月上传的“血液病诊断的现代模式——整合诊断）。

图8 初诊ALL由形态学基本诊断到WHO的类型诊断

形态学诊断的ALL为基本诊断，免疫表型检查确认ALL的系列，遗传学和分子学检查确认有无重现性遗传学异常。黄色椭圆内表示新增的4种临时病种；紫色椭圆内及其下面2种黄色的临时病种表示B-ALL的重现性遗传学异常类型，分出这些特定类型后而剩下的B-ALL类型为B-ALL，NOS。B-ALL不包括FAB的ALL-L3，即以ALL发病的成熟B细胞表型Burkitt淋巴瘤/白血病

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（三）原始细胞和病态造血细胞计数依然优于其他方法

在血液肿瘤中，除了一般性有核细胞外，细胞形态学检查的原始细胞和病态造血细胞百分比，优于流式免疫表型检测等其他方法。如在定义或诊断髓系肿瘤（MDS、AML、MDS-MPN、MPN）的分类类型中，细胞形态学提供的原始细胞百分比是一个比较可靠的基准方法。不过，原始细胞和病态造血细胞的计数方法有了改正，详见本微信公众号感想谈4——2016年WHO髓系和淋系肿瘤分类与诊断中的相关文章。

（四）有特征性诊断意义者依然举足轻重

对非血液肿瘤以及部分血液肿瘤的非特定类型，细胞形态学具有特征性诊断意义者，依然可以作出诊断。如找到血液寄生虫、深部组织感染的真菌、发现骨髓转移性肿瘤；不需要对血液肿瘤进一步分类的非特定类型者，如急性嗜碱性粒细胞白血病、急性全髓增殖症伴骨髓纤维化、髓系肉瘤、肥大细胞白血病、治疗相关髓系肿瘤；典型的一般贫血和其他血液病；还有以寻找恶性肿瘤细胞见长的体液脱落细胞学（详见人民卫生出版社2011年出版的《体液脱落细胞学图谱》）、细针穿刺细胞学等。对于这些疾病的细胞形态学的诊断地位，基本上没有受到影响或影响甚小。