DNA倍體是通過自動定量圖像技術,進行細胞DNA倍性的計算,用于宮頸癌的篩查。在過去十幾年廣泛開展,現在估計每年大概有50萬次檢測。與傳統的液基細胞學相比,DNA倍體準確性可以說是相當的,但是每檢測員的每日檢測量要大很多。DNA倍體有一個巨大的優勢,那就是客觀,正常上過大學的人,可以在2到3周的時間里學會,所以它可以在缺乏足夠合格的細胞學技術人員和細胞學病理學家的地方進行篩查。
首先,什么是DNA倍體?
“倍性”是遺傳學術語,指的是細胞核中染色體的基本數目。那么,具有基本染色體的整數倍的細胞是“整倍體”。大多數人類細胞是整倍體,有46條染色體,或者是基本的23條染色體(一組來自母親,一組來自父親)的兩倍,稱為“二倍體”,DNA指數DI=1。生殖細胞精子和卵子有23條染色體,沒有配對,因此也是“整倍體”。沒有基本染色體的整數倍的細胞是“非整倍體”。大多數有多余或缺失單個染色體的人類胚胎都不能在妊娠期存活,但也有一些能存活;例如,當所有細胞中有三條21號染色體時,就會出現唐氏綜合癥。
在幾乎所有的癌癥中都可以觀察到某種程度的非整倍性。也就是說,正常細胞仍然是“整倍體”,而腫瘤細胞是“非整倍體”。關鍵的一點是,非整倍體是一般癌細胞的特征,在子宮頸癌的例子中,非整倍體出現“癌前病變”的階段以及后來的浸潤癌。一般來說,檢測非整倍體細胞就是檢測癌細胞。
其次,DNA倍體檢測技術
DNA倍體測量的是細胞核的總DNA含量,不能識別或計數單個染色體,嚴格意義上講,它不是DNA或基因檢測。測量到的每個細胞核的DNA含量與測量到的正常細胞群體的平均DNA含量進行比較,DNA含量是正常細胞2.5倍的細胞可靠地確定為非整倍體,雖然不能說細胞有115條染色體。
DNA倍體檢測的核心理論就是比爾定律,與分光光度計測量DNA濃度的化學本質是相同的。光通過狹縫形成光束,定向到單色儀上,一種特定的顏色由另一個狹縫選擇,光束穿過細胞,吸收部分光,剩下的光用感光元件檢測。這樣DNA的 濃度可以通過比爾定律測量。實際上,就是一個“超級顯微光譜儀”——也就是數以百萬計的像素大小的光譜儀。細胞核中存在的總DNA是通過將該細胞核圖像中每個像素測量到的DNA相加得到的。
DNA倍體檢測原理圖
DNA倍體檢測5-10分鐘一個樣本,而且越來越快,特別是由于計算機和數碼相機速度的提高。如果有大量的樣本,該技術就非常有效。技術人員檢查數據的過程:(1)首先檢查DNA“標準化尺度”是否有效;然后,(2)檢查可能是非整倍體細胞核的圖像;(3)尋找非整倍體“干細胞”;(4)細胞增殖評估;最后(5)如果這些都不存在,那么情況是陰性的,并評估掃描充分性[1]。
然后,檢測報告
報告的內容主要是三個圖一個表,(1)X軸為DNA指數、Y軸為細胞數量的圖,提示DNA標準化尺度是否有效。標準化尺度稱為“DNA指數”或“DI”,其中二倍體細胞DI = 1,四倍體DI = 2,等等。綠峰代表純二倍體,用于檢查DNA測量線性??梢哉f,DNA指數是用于癌癥篩查的自然尺度,主要涉及體細胞的二倍體偏離。(2)X軸為DNA指數、Y軸為細胞核面積的圖,可查看每個檢測的細胞的DNA指數與細胞核的面積,更加直觀得觀察到DI≥2.5的細胞。(3)表記錄白細胞、上皮細胞數量及倍性細胞的百分比例。表下的5C和2.5C的C是DNA的“C-index”尺度,其中DI = 1為“2C”,DI = 2為“4 c”等,記錄C≥5C和2C的百分比。檢測結果及建議都在表下,本報告發現DNA倍體異常細胞,建議結合細胞學TBS后活檢。(4)顯示細胞核照片及DI指數的圖,可以進一步的判斷,是否是干細胞或增殖細胞,或者存在細胞核的重疊。
DNA倍體報告圖
最后,通過文獻評價其臨床性能。
一項前瞻性隨機對照試驗[2],DNA倍體的敏感性顯著高于細胞學檢查(91.7% vs 44.5%),特異性顯著低于細胞學(54.1% vs 70.6%)。
DNA倍體臨床性能分析表
DNA倍體檢測策略在大規模宮頸癌篩查中的具有明顯的優勢,它比傳統的細胞學檢測具有更高的敏感性和陽性預測值。