大肠疾病的细胞凋亡与形态计量学研究
大肠疾病的细胞凋亡与形态计量学研究
白求恩医科大学第三临床学院中心实验室(130031) 侯治富 吴晓冬 崔亚南 杨绍娟 王维忠
镜检科 张 斌
提 要：对35例大肠疾病的细胞凋亡和形态计量学的相关性进行了研究。结果表明：大肠腺癌凋亡指数(AI)明显高于大肠腺瘤和大肠炎性增生(P<0.05,P<0.01)。细胞核面积(AREA)、周长(PERIME)、凸状周长(C.PERI)、等效直径(HEYWOD)、周长面积因子(PM2/A)、平均灰度(G.MEAN)六项参数，在腺癌明显高于腺瘤和炎性增生，而灰度标准差(G.S.D)明显低于其它两组。大肠腺癌AI与PM2/A相关系数为0.51(P<0.05)。结果提示：形态计量学参数和凋亡指数在鉴别大肠疾病中具有一定的参考价值。
, 百拇医药
关键词：形态计量；凋亡；大肠疾病；肛肠病
大肠腺癌多数按腺瘤-腺癌模式发展而来，并经分子遗传学所证实[1]。组织的生长速度取决于细胞分化和细胞死亡的动态平衡。凋亡由基因控制，这些基因包括P53、Bcl-2等，它们也同时参与细胞分化[2]。
近年来有文献报道大肠腺癌和腺瘤发生与凋亡有关。本文应用图像自动分析对大肠癌的形态计量参数、凋亡指数(apoptotic index,AI)在其鉴别中的意义进行了探讨。
1 材料和方法
1.1 病例选择 1995～1996年白求恩医科大学第三临床学院经纤维结肠镜活检的大肠癌25例，其中腺瘤8例，腺癌17例；男16例，女9例；年龄38～64岁。同时选择10例大肠炎性增生为对照组。
, 百拇医药
1.2 凋亡细胞的检测 石蜡切片经HE染色，并置40倍显微镜下进行分类计数。大肠粘膜凋亡细胞的形态特征是：细胞变小变圆或不规则呈泡状，与比邻细胞分离，细胞质呈“放射状”改变，细胞核浓缩，染色质凝聚，细胞由完整包膜包裹并裂解 ，其中含染色质或细胞器，形成凋亡小体(aproptotic body)。凋亡指数定义为：在40倍显微镜下，凋亡细胞在100个肿瘤细胞中所占的比例。每例检查5个视野。
1.3 细胞核形态计量指标测定 标本经HE染色，核形态计量指标和Luzex-F图像自动分析仪的3CCK显微摄相系统进行测量。放大倍数为600倍(目镜放大100倍，电路放大6倍)。随机选择测试视野，每例测100～150个细胞，总共测3890个细胞。核形态计量指标和MS-C软件测量。所选指标：AREA(面积)，PERIME(周长)，C.PERI(凸状周长)，HEYWOD(等效直径)，PM2/A(周长面积因子)，G.MEAN(平均灰度)，G.S.D(平均灰度标准差)。前三个参数为细胞核几何指标；第4、5项参数为细胞核形态因子，反映细胞核的规则性；后两个为灰度指标，反映核内染色质聚凝程度。
, http://www.100md.com
1.4 统计分析方法 用t检验和相关分析法，分析大肠腺癌、腺瘤、炎性增生的形态计量指标、凋亡指数及其参数间的相关性。
2 结果
2.1 凋亡指数 17例腺癌、8例腺瘤和10例炎性增生组织标本的AI分别为10.17±1.12、4.66±1.52和2.01±1.12。AI与细胞分化相关，腺癌组显著高于腺瘤组和炎性增生组(P<0.05,P<0.01),腺瘤、炎性增生组无显著差别(P>0.05)。
2.2 形态计量指标 17例腺癌、8例腺瘤和10例炎性增生组织标本核形态计量指标及与AI的相关性见表1，图1。
表1 大肠疾病形态计量指标与AI相关性分析
形态计量指标
, 百拇医药
相关系数
t
p
AREA
0.39
1.640
>0.05
PERIME
0.23
0.915
>0.05
C.PERI
0.33
, 百拇医药
1.354
>0.05
HEYWOD
0.08
0.311
>0.05
PM2/A
0.51
2.296
>0.05
G.MEAN
0.47
, http://www.100md.com 0.062
>0.05
G.S.D.
0.28
1.130
>0.05
7项形态计量指标3组有差别，腺癌的AREA、PERIME、C.PERI、HEYWOD、PM2/A和G.MEAN明显高于腺瘤和炎性增生组，而腺癌的G.S.D明显低于其它两组(P均<0.05，见图1)。AI与PM2/A的相关系数为0.51(P<0.05)。见表1。
图1.大肠腺癌、腺瘤、炎性增生形态计量指标比较
3 讨论
, http://www.100md.com
细胞凋亡称之为“细胞程序化死亡”(PCD)，是由特定信号所激发的耗能过程，是细胞主动参与的死亡[3，4]。PCD是正常形态发育中广泛存在的一种现象，包括真核生物和成熟组织的返祖。在生理条件下，PCD可由内源性组织特异性因子(如激素)和外源性因素细胞毒性药物(如辐射、病毒)所激发，一旦激发，就会出现形态学和生物化学的变化，并导致基因组DNA不可逆变性和细胞裂解。凋亡做为PCD特定的形态特征是由Kerr[3]提出的，其变化包括：染色质凝聚、细胞核与细胞质皱缩、死亡细胞裂解为凋亡小体，小体内含有形态完整的细胞器。
胃肠道腺癌的发生多有前期或癌前局部上皮细胞过度增生，这一现象引发的多数大肠腺癌是经腺瘤-腺癌的转化模式[5]。本文就大肠疾病的形态计量指标、凋亡指数及与鉴别的意义进行了探讨。发现有5种典型的凋亡形态学特征：①细胞变小变圆；②凋亡细胞与比邻细胞分离；③细胞质呈“放射状”改变；④凋亡小体形成；⑤核固缩，核染色质凝集于核膜下。AI大肠腺瘤为4.66±1.52，腺癌10.17±1.15，炎性增生为2.01±1.12。腺癌组显著高于其它两组，而腺瘤与炎性增生组间间差异不显著，因此，AI在大肠疾病鉴别诊断中具有重要意义。
与Setala等[6]胃癌形态计量研究相似，PM2/A、G.MEAN等6项指标高于腺瘤和炎性增生组，而且核灰度显示高度一致性(G.S.D明显高于其它两组)。AI与形态计量指标的相关分析中，目的是筛选能反映细胞凋亡的形态计量参数，仅1个指标(PM2/A)与AI相关，相关系数是0.51(P<0.05)。据此，我们认为，图像自动分析系统，借测量形态计量指标，帮助鉴别大肠肿瘤，其主要优点是定量、客观和可重复性。
参考文献(略), http://www.100md.com
白求恩医科大学第三临床学院中心实验室(130031) 侯治富 吴晓冬 崔亚南 杨绍娟 王维忠
镜检科 张 斌
提 要：对35例大肠疾病的细胞凋亡和形态计量学的相关性进行了研究。结果表明：大肠腺癌凋亡指数(AI)明显高于大肠腺瘤和大肠炎性增生(P<0.05,P<0.01)。细胞核面积(AREA)、周长(PERIME)、凸状周长(C.PERI)、等效直径(HEYWOD)、周长面积因子(PM2/A)、平均灰度(G.MEAN)六项参数，在腺癌明显高于腺瘤和炎性增生，而灰度标准差(G.S.D)明显低于其它两组。大肠腺癌AI与PM2/A相关系数为0.51(P<0.05)。结果提示：形态计量学参数和凋亡指数在鉴别大肠疾病中具有一定的参考价值。
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关键词：形态计量；凋亡；大肠疾病；肛肠病
大肠腺癌多数按腺瘤-腺癌模式发展而来，并经分子遗传学所证实[1]。组织的生长速度取决于细胞分化和细胞死亡的动态平衡。凋亡由基因控制，这些基因包括P53、Bcl-2等，它们也同时参与细胞分化[2]。
近年来有文献报道大肠腺癌和腺瘤发生与凋亡有关。本文应用图像自动分析对大肠癌的形态计量参数、凋亡指数(apoptotic index,AI)在其鉴别中的意义进行了探讨。
1 材料和方法
1.1 病例选择 1995～1996年白求恩医科大学第三临床学院经纤维结肠镜活检的大肠癌25例，其中腺瘤8例，腺癌17例；男16例，女9例；年龄38～64岁。同时选择10例大肠炎性增生为对照组。
, 百拇医药
1.2 凋亡细胞的检测 石蜡切片经HE染色，并置40倍显微镜下进行分类计数。大肠粘膜凋亡细胞的形态特征是：细胞变小变圆或不规则呈泡状，与比邻细胞分离，细胞质呈“放射状”改变，细胞核浓缩，染色质凝聚，细胞由完整包膜包裹并裂解 ，其中含染色质或细胞器，形成凋亡小体(aproptotic body)。凋亡指数定义为：在40倍显微镜下，凋亡细胞在100个肿瘤细胞中所占的比例。每例检查5个视野。
1.3 细胞核形态计量指标测定 标本经HE染色，核形态计量指标和Luzex-F图像自动分析仪的3CCK显微摄相系统进行测量。放大倍数为600倍(目镜放大100倍，电路放大6倍)。随机选择测试视野，每例测100～150个细胞，总共测3890个细胞。核形态计量指标和MS-C软件测量。所选指标：AREA(面积)，PERIME(周长)，C.PERI(凸状周长)，HEYWOD(等效直径)，PM2/A(周长面积因子)，G.MEAN(平均灰度)，G.S.D(平均灰度标准差)。前三个参数为细胞核几何指标；第4、5项参数为细胞核形态因子，反映细胞核的规则性；后两个为灰度指标，反映核内染色质聚凝程度。
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1.4 统计分析方法 用t检验和相关分析法，分析大肠腺癌、腺瘤、炎性增生的形态计量指标、凋亡指数及其参数间的相关性。
2 结果
2.1 凋亡指数 17例腺癌、8例腺瘤和10例炎性增生组织标本的AI分别为10.17±1.12、4.66±1.52和2.01±1.12。AI与细胞分化相关，腺癌组显著高于腺瘤组和炎性增生组(P<0.05,P<0.01),腺瘤、炎性增生组无显著差别(P>0.05)。
2.2 形态计量指标 17例腺癌、8例腺瘤和10例炎性增生组织标本核形态计量指标及与AI的相关性见表1，图1。
表1 大肠疾病形态计量指标与AI相关性分析
形态计量指标
, 百拇医药
相关系数
t
p
AREA
0.39
1.640
>0.05
PERIME
0.23
0.915
>0.05
C.PERI
0.33
, 百拇医药
1.354
>0.05
HEYWOD
0.08
0.311
>0.05
PM2/A
0.51
2.296
>0.05
G.MEAN
0.47
, http://www.100md.com 0.062
>0.05
G.S.D.
0.28
1.130
>0.05
7项形态计量指标3组有差别，腺癌的AREA、PERIME、C.PERI、HEYWOD、PM2/A和G.MEAN明显高于腺瘤和炎性增生组，而腺癌的G.S.D明显低于其它两组(P均<0.05，见图1)。AI与PM2/A的相关系数为0.51(P<0.05)。见表1。
图1.大肠腺癌、腺瘤、炎性增生形态计量指标比较
3 讨论
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细胞凋亡称之为“细胞程序化死亡”(PCD)，是由特定信号所激发的耗能过程，是细胞主动参与的死亡[3，4]。PCD是正常形态发育中广泛存在的一种现象，包括真核生物和成熟组织的返祖。在生理条件下，PCD可由内源性组织特异性因子(如激素)和外源性因素细胞毒性药物(如辐射、病毒)所激发，一旦激发，就会出现形态学和生物化学的变化，并导致基因组DNA不可逆变性和细胞裂解。凋亡做为PCD特定的形态特征是由Kerr[3]提出的，其变化包括：染色质凝聚、细胞核与细胞质皱缩、死亡细胞裂解为凋亡小体，小体内含有形态完整的细胞器。
胃肠道腺癌的发生多有前期或癌前局部上皮细胞过度增生，这一现象引发的多数大肠腺癌是经腺瘤-腺癌的转化模式[5]。本文就大肠疾病的形态计量指标、凋亡指数及与鉴别的意义进行了探讨。发现有5种典型的凋亡形态学特征：①细胞变小变圆；②凋亡细胞与比邻细胞分离；③细胞质呈“放射状”改变；④凋亡小体形成；⑤核固缩，核染色质凝集于核膜下。AI大肠腺瘤为4.66±1.52，腺癌10.17±1.15，炎性增生为2.01±1.12。腺癌组显著高于其它两组，而腺瘤与炎性增生组间间差异不显著，因此，AI在大肠疾病鉴别诊断中具有重要意义。
与Setala等[6]胃癌形态计量研究相似，PM2/A、G.MEAN等6项指标高于腺瘤和炎性增生组，而且核灰度显示高度一致性(G.S.D明显高于其它两组)。AI与形态计量指标的相关分析中，目的是筛选能反映细胞凋亡的形态计量参数，仅1个指标(PM2/A)与AI相关，相关系数是0.51(P<0.05)。据此，我们认为，图像自动分析系统，借测量形态计量指标，帮助鉴别大肠肿瘤，其主要优点是定量、客观和可重复性。
参考文献(略), http://www.100md.com