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什么是血常规 什么是三分类、五分类,为什么有了血细胞分析仪还要流式细胞仪?
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2024.04.02 广东

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之前我们简单介绍过全血、血浆、血清(“IVD仪器检测的全血、血浆、血清是什么?”),血液中除了占比55%的液体成分血浆,另外一类主要的有形成分就是占血液比重45%的血细胞。

而去医院看病,做的“血常规”检测,其实就是针对血细胞进行检测。血细胞主要包括了:红细胞、白细胞、血小板。血细胞因为其形状也被称为血球,所以血细胞分析仪,也被称为血球仪。

血常规主要通过血细胞分析仪,对全血中的血细胞进行检测,比如对红细胞、白细胞、血小板进行计数和百分比计算;对红细胞和血小板体积分布进行检测等。    

血细胞分析仪进行血常规检测,总会提到三分类(3diff)、五分类(5diff)这两个概念。其实主要是指的血细胞分析仪对白细胞的分类能力。分类,来自于英文的Differential。

如果血细胞分析仪能从白细胞中区分出淋巴细胞、单核细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞,则被称为五分类。如果只能区分出淋巴细胞、单核细胞、粒细胞,则被称为三分类。

   

注:中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞三种粒细胞,细胞内有颗粒,所以都被称为粒细胞,如上面的分化示意图。其中嗜酸性粒细胞内部的颗粒,能被酸性染料很好的染色。嗜碱性粒细胞内部的颗粒,能被碱性染料很好的染色。而中性粒细胞内部的颗粒,对酸、碱性的染料都不敏感。

如下图是一张五分类血细胞分析仪的检验报告。

下面一张图是三分类的血细胞分析仪的检验报告。    

对于三分类,有的仪器上是指淋巴细胞、单核细胞、粒细胞三种,有的则是淋巴细胞、中间细胞、粒细胞。大部分的三分类仪器只有Coulter直流阻抗法(“Coulter原理”)的测试通道,Coulter直流阻抗法只能测出细胞的体积大小。但嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和单核细胞,在体积上是重合的。

同时嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和单核细胞这三种细胞体积大小,介于淋巴细胞和嗜碱性粒细胞体积之间,所以称为中间细胞(或混合细胞)。    

而且部分体积较大的淋巴细胞和部分体积较小的单核细胞,在体积大小这个参数上是有重叠的;部分体积较大的单核细胞和部分体积较小的粒细胞细胞,在体积大小这个参数上也有重叠。

最终在一张白细胞体积分布直方图上,只能根据界标(以某个体积为分界值,如上图T1、T2),强行按界标将白细胞划分为三类,并计算相应细胞群的数量、百分比等。    

可以看出,如果仅仅只有一个直流阻抗法(“Coulter原理(1)--塑料纸上诞生的自动血细胞计数仪”)测试通道的三分类仪器,所得到的三分类结果并不准确,只能是一个大概值。

这就像让一个人去一个看不见内部的盒子里盲抓不同类型的小球,手只可以感知球的大小,但抓到同一大小的球,颜色或者球内部包裹的东西可能不一样,并不是同一种球。

单纯的一个细胞体积大小参数,无法实现准确的白细胞种类识别,因为白细胞之间的体积大小分布是存在重叠的。后来诞生了射频电阻法,即在Coulter直流阻抗法的基础,增加一个射频信号。    

射频(Radio frequency,RF)又称无线电频率、无线射频、高周波,为在 3kHz至 300GHz这个范围内的振荡频率,这个频率相当于无线电波的频率,以及携带着无线电信号的交流电的频率

在Coulter电阻法的恒流源上叠加一个射频信号,射频遇到细胞后,会穿透细胞膜,细胞膜内的粗糙、复杂的细胞核会对射频信号形成一定程度的阻挡。细胞的核型复杂程度不同,经过的射频表现出来的脉冲信号不同,基本上呈正比关系。即细胞内部复杂度的参数可以被识别出来。    

射频就像给盲抓小球的手增加了一个感知体积大小之外的探测器,提高了手抓目标小球的准确性。

淋巴细胞、单核细胞、粒细胞在体积上有重叠,但细胞内部复杂度不同,射频信号会有差异。体积参数 细胞核复杂度两个参数,可以将白细胞的种类进行准确区分,如下图。    

当然鞘流光学法,利用前向散射光(表征体积参数) 侧向散射光(表征细胞内部复杂度),也可以进行准确的三分类。

五分类需要进一步分出嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞,主流的是利用鞘流光学法的相关参数来进行区分,也有依靠射频电阻加特殊试剂的方案,后面会再做详细的介绍。

血常规检测,使用的真空采血管的类型是下面这种紫色管帽的采血管,里面增加了抗凝剂,可以看到内部有一些小液珠,就是抗凝剂。

   

相对于血细胞分析仪用来分析血液中的有形的细胞,生化分析、免疫分析等主要是用来分析血液中的液态的血清中的一些微量成分。

有了血细胞分析仪,已经分析出各种血细胞的信息了,为什么还进一步需要流式细胞仪呢?

在免疫学中,淋巴细胞的很多亚群(如下面的细胞分化示意图),起着不同的关键性作用,比如都属于淋巴细胞的T细胞(又分辅助性T细胞、抑制性T细胞)、B细胞、NK细胞。但他们都是淋巴细胞,体积、细胞内复杂度等参数都太相近了,无论是Coulter直流电阻 射频 前向散射光 侧向散射光,都无法将这些淋巴细胞亚群进行有效区分。

   

这个时候,就需要对关注的淋巴细胞亚群,采用特异性抗体染料进行标记,然后到流式细胞仪上测试,利用鞘流光学法,通过激光器将抗体染料激发,产生特定波长荧光,利用光电探测器检测荧光信号。这样就又多出了荧光参数,通过流式细胞仪可以分出更加细致的细胞亚群。这个我们后面讲到流式细胞仪时,再做详细介绍。

下面这个视频只演示了流式细胞仪的前向散射光(反应细胞大小)、侧向散射光(反应细胞内复杂度)两个参数,没有演示荧光。


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Coulter原理(1)--塑料纸上诞生的自动血细胞计数仪
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