自動尿液細胞DNA定量分析對泌尿系統炎癥與膀胱癌的鑒別診斷價值

吳 康， 滿艷茹， 唐文瀟， 俞靖龍， 周道銀， 鄧安梅， 孫 懿， 顏宏利

第二軍醫大學長海醫院實驗診斷科，上海 200433

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自動尿液細胞DNA定量分析對泌尿系統炎癥與膀胱癌的鑒別診斷價值

吳 康△， 滿艷茹△， 唐文瀟， 俞靖龍， 周道銀， 鄧安梅， 孫 懿*， 顏宏利*

第二軍醫大學長海醫院實驗診斷科，上海 200433

目的： 評估尿液細胞DNA定量分析在泌尿系統腫瘤診斷中的應用價值。方法： 采集92例泌尿系統炎癥和39例疑似膀胱癌患者的尿液分別進行DNA定量測定、常規細胞學檢驗和尿液液基細胞學檢查，以病理診斷為金標準，評估3種方法對泌尿系統炎癥與膀胱癌的鑒別診斷價值，分析尿液細胞DNA定量與腫瘤分型的關聯。結果： 尿液DNA倍體分析對膀胱癌診斷的敏感性和特異性分別為88.89%和97.09%，診斷符合率為94.66%。傳統尿液細胞學檢驗的敏感性和特異性分別為51.85%和100%，準確性為90.07%。尿液液基細胞學檢查對膀胱癌診斷的敏感性和特異性分別為81.48%和99.04%，診斷符合率為95.41%。尿液DNA倍體分析結果>5C細胞的個數與尿路上皮癌分型存在關聯，高級別尿路上皮癌組異倍體(>5C)細胞數量較低級別組顯著增高。結論： 尿液DNA定量分析能夠較好地鑒別泌尿系統炎癥與膀胱癌，較傳統細胞學檢驗有更好的提示作用。

自動尿液細胞DNA定量分析；泌尿系統炎癥；膀胱癌

細胞增殖取決于細胞核的DNA復制與細胞分裂。DNA含量的變化可作為直接反映腫瘤增殖能力的重要生物學指標。細胞癌變的本質是細胞迅速無限增殖和轉移，正常細胞及腫瘤細胞在生長增殖時，細胞核內DNA結構及含量都會發生變化。生理狀態下，人體大多數細胞(90%以上)在G0/G1期，即二倍體(2C)細胞。病理狀態下，炎性刺激時S期和G2/M期(2C至4C)細胞數量增加，腫瘤細胞過度增殖時往往導致>5C的非整倍體細胞出現并異常增多。本研究擬評估尿液細胞DNA定量分析對泌尿系統炎癥與膀胱癌的鑒別診斷價值。通過對細胞DNA/核酸倍體檢測，了解細胞周期變化及監測惡性增殖的腫瘤細胞的出現。

自動尿液細胞DNA定量分析是一項新型的用于評估是否存在泌尿系統腫瘤細胞的檢查方法。對于患者，該檢查安全無創，便于標本的采集和病情的監測。對于檢驗工作者，該方法具有靈敏度高、可標準化、客觀性強等顯著優勢。

1 材料與方法

1.1 臨床資料 2014年8月至2016年8月于上海長海醫院就診的92例泌尿系統炎癥和39例疑似膀胱癌患者，患者均簽署知情同意書，獲得本院倫理委員會批準。收集患者清晨第一次尿液，要求尿量大于200 mL，并于2 h內送檢進行細胞DNA倍體檢測，詳細記錄病史、癥狀、病理結果。

1.2 方法 尿液標本混勻離心，根據沉淀的細胞數量加入適量固定液(50%酒精)重懸后混勻，使用涂片離心機制成薄層細胞片2張，一張采用福爾根(Feulgen)DNA染液染色細胞的細胞核[1]，用于DNA定量測定；另一張用瑞氏-吉姆薩染液染色，用于常規細胞學檢驗，由一名具有4年以上專業工作經驗的中級檢驗人員進行閱片。

1.3 細胞圖像分析 采用AcCell全自動細胞分析圖像系統(武漢蘭丁醫學高科技有限公司)進行掃描處理[2-3]，用軟件進行細胞圖像分割，得到單個細胞核的圖像，按照不同的細胞類型自動分組，根據細胞DNA含量對每個像素做0至255之間的量化分析，統計整個樣本中的所有細胞核DNA含量。

1.4 病理學診斷 泌尿系統炎癥組因未做組織病理檢查，病理學診斷結果為尿液液基細胞學檢測；疑似泌尿系統腫瘤組進行活檢或手術，由病理醫生進行取材及病理診斷，以組織病理結果為金標準。

1.5 統計學處理 兩組之間比較采用獨立樣本t檢驗。檢驗水準(α)為0.05。

2 結 果

2.1 不同方法對泌尿系統腫瘤的檢出率對比 取92例泌尿系統炎癥患者和39例疑似膀胱癌患者尿液，分別進行DNA定量分析、傳統細胞學鏡檢、尿液液基細胞學病理和組織病理檢查，兩組分別以尿液液基細胞學檢查結果和組織病理結果為金標準，計算細胞DNA定量分析、常規細胞學檢驗和尿液液基細胞學檢查3種方法對泌尿系統腫瘤的檢出率。結果(表1～表3)表明：131例標本最終經組織病理診斷27例膀胱癌，DNA倍體分析對膀胱癌診斷的敏感性和特異性分別為88.89%和97.09%，診斷符合率為94.66%；傳統尿液細胞學檢驗的敏感性和特異性分別為51.85%和100%，準確性為90.07%；尿液液基細胞學檢查對膀胱癌診斷的敏感性和特異性分別為81.48%和99.04%，診斷符合率為95.41%。

表1 細胞DNA定量分析對膀胱癌的檢出情況

表2 常規細胞學檢驗對膀胱癌的檢出情況

表3 尿液液基細胞學檢查對膀胱癌的檢出情況

2.2 不同級別尿路上皮癌患者尿液細胞DNA定量對比 27例膀胱癌患者中25例為尿路上皮癌患者，分析計數>5C細胞(異倍體細胞)數量與尿路上皮癌分級之間的關聯發現，高級別尿路上皮癌組>5C細胞數量顯著高于低級別尿路上皮癌組(P<0.01，圖1)。低級別尿路上皮癌組患者>5C細胞數量(平均值±標準差)為4.28±3.10，高級別尿路上皮癌組患者>5C細胞數量為21.67±15.29。

圖1 尿路上皮癌患者尿液細胞DNA定量分析

3 討 論

本研究以病理診斷為金標準，對92例泌尿系統炎癥患者和39例疑似泌尿系統腫瘤患者的尿液進行檢測，通過比較傳統細胞學檢驗、尿液液基細胞學檢查和DNA定量分析結果發現：尿液DNA定量分析對泌尿系統炎癥與膀胱癌的鑒別診斷，與尿液液基細胞學檢查效率相當，較傳統細胞學檢驗有更好的提示作用。

27例活檢病理診斷的膀胱癌病例中，有3例DNA倍體分析與病理結果不符，分析考慮存在兩方面因素：(1)標本中細胞數量少或標本受到污染，如陰道分泌物、前列腺液的污染，或留取不當致尿液被外源物質所污染，導致尿液中的細胞破壞明顯，均可能造成假陰性結果；(2)腫瘤本身的因素，如局部微環境及脫落時間因素所致的細胞質和細胞核出現一系列退化性改變。此外，我們發現由于DNA倍體圖像分析技術需要計算單個細胞的DNA指數，因此會剔除重疊細胞，導致一些具有粘附特性的腫瘤細胞被剔除，造成假陰性結果。104例非泌尿系統腫瘤患者的標本中，DNA倍體分析，存在4例異倍體(>5C)細胞數量分別為1個、1個、2個和3個的假陽性病例，他們的診斷分別為膀胱粘膜慢性炎癥、膀胱粘膜慢性炎癥、嗜酸性膀胱炎和膀胱粘膜慢性炎癥。這些倍體異常的假陽性病例預后如何，有待于我們進一步的跟蹤隨訪。

盡管傳統細胞學鏡檢尿液腫瘤細胞假陽性率為0，但陽性檢出率只有51.85%，較DNA定量分析明顯偏低。經我們統計，在漏診的13例傳統細胞學檢驗病例中，有9例為尿液DNA定量分析僅見少量異倍體細胞，即>5C細胞數量小于3個。細胞的形態，特別是胞核和核仁的大小、形狀及染色不一致是惡性腫瘤的重要特征。臨床傳統細胞學檢驗過程中常常遇到因細胞數量少、細胞形態不典型而難以確診的脫落細胞病例，導致陽性檢出率偏低。與診斷效率相當的尿液液基細胞學檢查比較，自動尿液細胞DNA倍體檢查的優勢在于可以實現細胞學檢查的自動化、標準化和數字化。該檢測技術同樣采用高效的液基薄層細胞制片，除進行人工閱片外，該技術可進行儀器自動拍攝，對所有細胞核的DNA含量進行定量分析統計，獲得定量結果。

DNA倍體分析技術在多種人類腫瘤診斷中具有重要的診斷價值，其在宮頸癌及癌前病變的診斷、早期篩查及評估預后的實踐中早已取得了國內外同行的廣泛認可[4-5]。近年來研究發現其在臨床懷疑的口腔早期腫瘤及口腔癌癥中具有非常顯著的診斷價值[6-7]，對漿膜腔積液[8]、支氣管肺泡灌洗液[9]等體液中的惡性細胞的診斷具有良好的應用價值。在泌尿系統腫瘤方面，研究發現DNA倍體分析可大大提高尿路上皮癌檢測的特異性,增加對浸潤性膀胱癌及上尿路上皮癌診斷的靈敏度，是對尿路上皮癌檢測方法的有力補充[10]。本研究進一步發現自動DNA定量分析技術能夠較好地鑒別癌細胞和炎癥刺激導致的細胞核異質改變，對膀胱癌的輔助診斷具有較高的敏感性和特異性，且尿液脫落細胞DNA異倍體細胞數量與尿路上皮癌的分級顯著相關，尿液DNA倍體分析能夠為泌尿系統腫瘤提供良好的輔助診斷依據。盡管研究發現VEGF、VEGFR定量分析熒光原位雜交(FISH)法對膀胱尿路上皮癌診斷的敏感性高于DNA倍體和尿細胞學檢查[11],但由于FISH檢查法價格昂貴，不適用于臨床篩查。相比較而言，隨著自動尿液細胞DNA倍體檢測技術在圖像采集和篩選方面的不斷改進[12-13]，其在惡性疾病的大樣本量篩查方面具有的優勢將進一步顯現。

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[本文編輯] 廖曉瑜， 賈澤軍

The value of automated urine cell DNA quantitative analysis in the differential diagnosis of urinary tract inflammation and bladder cancer

WU Kang△, MAN Yan-ru△, TANG Wen-xiao, YU Jing-long, ZHOU Dao-yin, DENG An-mei, SUN Yi*, YAN Hong-li*

Department of Clinical Laboratory, Changhai Hospital, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China

Objective： To evaluate the application value of urine cell DNA quantitative analysis in the diagnosis of urinary tract tumors. Methods： There were 92 cases of urinary tract inflammation and 39 cases of patients with suspected bladder cancer urine were tested by DNA quantitative determination, conventional cytology test and urine cytology, pathological diagnosis as the gold standard, the value of the three methods in differential diagnosis of urinary tract inflammation and bladder cancer were assessed, the correlationship between urine cell DNA quantitative and tumor types was analyzed. Results： The sensitivity and specificity of urinary DNA ploidy analysis for the diagnosis of bladder cancer were 88.89% and 97.09%, respectively, and the diagnostic accuracy was 94.66%. The sensitivity and specificity of the traditional urine cytology test were 51.85% and 100%, respectively, and the accuracy was 90.07%. The sensitivity and specificity of urine liquid based cytology test in the diagnosis of bladder cancer were 81.48% and 99.04%, respectively, and the diagnostic accuracy was 95.41%. Urine DNA ploidy analysis results >5C cell number and the type of the urinary tract epithelial cancer were associated, high level of urinary tract epithelial cancer group (>5C) cell number was significantly higher than the low level group. Conclusions： The urine DNA quantitative analysis can identify the urinary system inflammation and bladder cancer, which is better than the traditional cytology test.

automated urine cell DNA quantitative analysis; urinary system inflammation; bladder cancer

2016-07-05 [接受日期] 2016-10-19

國家自然科學基金(81302579，81471605)，上海申康醫院發展中心市級醫院臨床輔助科室能力建設項目基金(SHDC22014014). Supported by National Natural Science Foundation of China(81302579，81471605)and Ability Construction of Clinical Assistant Department of Municipal Hospital of Shanghai Shenkang Hospital Development Center(SHDC22014014).

吳 康，檢驗技師. E-mail：759051596@qq.com；滿艷茹，檢驗技師. E-mail：707149296@qq.com

10.12025/j.issn.1008-6358.2016.20160714

短篇論著

R 737.1

A

△共同第一作者(Co-first authors).

*通信作者(Corresponding authors). Tel: 021-31162079, E-mail: medsunyi@163.com; Tel: 021-31162079, E-mail: y_hongli@yahoo.com