FISH技術(shù)在PML/RARA融合基因檢測(cè)中的應(yīng)用體會(huì)

羅秋萍

急性早幼粒細(xì)胞白血病(acute promyelocytic leukemia, APL)是急性髓細(xì)胞白血病(acute myeloid leukemia, AML)的一種特殊類型(M3)，其臨床特點(diǎn)是出血傾向嚴(yán)重，常易并發(fā)彌散性血管內(nèi)凝血及原發(fā)性纖溶亢進(jìn)，早期病死率高，所以APL的早期診斷和及早治療至關(guān)重要?，F(xiàn)已明確t(15；17)是APL的特征性染色體異常，并在分子水平上導(dǎo)致PML/RARA融合基因的形成[1]。對(duì)APL患者進(jìn)行PML/RARA融合基因的檢測(cè)具有重要的臨床價(jià)值，可為患者的診斷、療效和預(yù)后提供有效幫助。采用熒光原位雜交(fluorescence in situ hybridization, FISH)技術(shù)對(duì)PML/RARA融合基因進(jìn)行檢測(cè)，具有成功率高、準(zhǔn)確、省時(shí)，對(duì)檢測(cè)標(biāo)本限制低等優(yōu)點(diǎn)[2]。因此，如何確保FISH的制片質(zhì)量顯得尤為重要。本科室經(jīng)實(shí)踐總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一些操作細(xì)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn)，效果顯著，現(xiàn)介紹如下。

1 材料與方法

1.1 材料 收集廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院病理科2017年1月～2018年10月診斷的64例骨髓或外周血標(biāo)本。

1.2 主要試劑 氯化鉀、甲醇、冰乙酸、胃蛋白酶、HCl、無水乙醇、2×SSC溶液、NP-40溶液，探針選用廣州安必平醫(yī)藥公司的PML/RARA融合基因檢測(cè)試劑盒(粵食藥監(jiān)械生產(chǎn)許20111993號(hào))。

1.3 主要儀器 徠卡顯微系統(tǒng)(DM4B)，恒溫水浴箱，離心機(jī)，恒溫烤箱，美國(guó)雅培StatSpin ThermoBrite自動(dòng)原位雜交儀。

1.4 染色方法 (1)取骨髓或外周血2～3 mL(肝素鈉抗凝)1 000 r/min離心12 min，用巴氏試管吸取中間的白膜層；(2)將吸取的白膜層細(xì)胞加入37 ℃水浴箱中提前預(yù)熱的低滲液中(0.075 mol/L，5 mL)，吹打混勻，于37 ℃水浴箱中低滲8 min；(3)往細(xì)胞低滲液中加入2 mL固定液(甲醇 ∶冰乙酸為3 ∶1)，吹打混勻后離心(1 000 r/min，12 min)；(4)去上清，加入5 mL固定液，吹打混勻后離心；(5)重復(fù)以上洗滌步驟，直至細(xì)胞沉淀呈白色，加入新鮮固定液，于4 ℃冰箱固定過夜；(6)第2天離心后去上清，根據(jù)細(xì)胞沉淀量加入合適新鮮固定液，吹打混勻后靜置1 min，取10 μL細(xì)胞懸液分別滴加到3張干凈載玻片上；(7)58 ℃恒溫烤箱中烤片120 min以上；(8)在相差顯微鏡下選取細(xì)胞密度合適的玻片，并在玻片合適位置劃出雜交區(qū)域，以方便后續(xù)操作；(9)將玻片放入胃蛋白酶工作液中消化4 min[工作液配制：50 mL純化水中加入500 μL的HCl(1 mol/L)，置于37 ℃恒溫水浴箱中預(yù)熱，使用前加入3 μL 胃蛋白酶濃縮液(20 mg/mL)]；(10)取出玻片，將其放入10%中性福爾馬林/PBS固定液中，室溫固定4 min；(11)取出玻片置于2×SSC溶液中洗滌5 min；(12)取出玻片置入70%、80%、100%梯度乙醇中脫水各2 min，取出玻片，室溫自然干燥；(13)避光環(huán)境中，加探針后放入自動(dòng)原位雜交儀中進(jìn)行雜交(78 ℃變性2 min，37 ℃雜交10～18 h)；(14)第2天移去蓋玻片，置于48 ℃預(yù)熱的2×SSC溶液中洗滌4 min；(15)取出玻片置于48 ℃預(yù)熱的NP-40溶液中洗滌4 min；(16)取出玻片置于70%乙醇，脫水3 min，取出玻片，室溫自然干燥；(17)室溫滴加DAPI復(fù)染液，使用熒光顯微鏡進(jìn)行觀察判讀。

1.5 結(jié)果判讀 熒光顯微鏡下GSP PML探針顯示綠色信號(hào)，GSP RARA探針顯示紅色信號(hào)，若細(xì)胞顯示為2紅、2綠分散存在的熒光信號(hào)，則判定為陰性；典型陽(yáng)性信號(hào)為1紅、1綠、2黃，當(dāng)出現(xiàn)2個(gè)以上或以下紅色或綠色信號(hào)表示該基因拷貝數(shù)增多或丟失。

2 結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)FISH法檢測(cè)結(jié)果顯示，64例標(biāo)本中有57例標(biāo)本獲得高強(qiáng)度清晰的熒光信號(hào)(圖1)；5例標(biāo)本因滴片細(xì)胞密度過高，細(xì)胞堆積在一起，細(xì)胞核上、核外雜信號(hào)較多，影響判讀(圖2)；2例標(biāo)本因未進(jìn)行胃蛋白酶消化處理，整張玻片出現(xiàn)模糊和云霧狀的背景(圖3)。

3 討論

FISH是一項(xiàng)在體外直接觀察細(xì)胞中特定的核酸技術(shù)，原理是利用已知的標(biāo)記單鏈核酸為探針，按照堿基互補(bǔ)原則，與待檢材料中未知的單鏈核酸進(jìn)行特異性結(jié)合，形成可被檢測(cè)的雜交雙鏈核酸[3]。FISH檢測(cè)的關(guān)鍵是清晰地觀察到熒光雜交信號(hào)，但在激發(fā)光照射下，標(biāo)本背景成分(如核蛋白、胞質(zhì)蛋白、膠原纖維等)均可產(chǎn)生非特異性背景熒光(未洗除的熒光素標(biāo)記探針也包含在內(nèi))，一旦背景熒光過強(qiáng)，則會(huì)影響目標(biāo)熒光信號(hào)的判讀。因此，F(xiàn)ISH檢測(cè)的關(guān)鍵除了保證雜交成功外，還需減弱背景熒光，增強(qiáng)目標(biāo)熒光信號(hào)，即提高信噪比[4]。作者在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，細(xì)節(jié)操作的改進(jìn)可以提高信噪比，主要有以下幾點(diǎn)：(1)確保白細(xì)胞收集的質(zhì)量：有文獻(xiàn)報(bào)道白細(xì)胞的收集是直接離心去上清后加入0.075 mol/L低滲液，低滲后加入固定液反復(fù)清洗直至細(xì)胞沉淀呈白色[5]。雖然肉眼可見細(xì)胞沉淀呈白色狀態(tài)，但由于帶入血液標(biāo)本中的紅細(xì)胞，即使紅細(xì)胞被裂解，但殘留的細(xì)胞碎片會(huì)產(chǎn)生較多的非特異性背景熒光。肝素鈉抗凝的骨髓或外周血標(biāo)本經(jīng)過離心，由于比重不同，會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，上層淡黃色半透明液體為血漿，中間薄薄一層白色物質(zhì)為白細(xì)胞和血小板，下層暗紅色不透明的為紅細(xì)胞。PML/RARA融合基因的檢測(cè)只需要收集白細(xì)胞，所以實(shí)驗(yàn)中只吸取中間的白膜層即可，減少紅細(xì)胞的帶入，降低非特異性背景熒光。(2)細(xì)胞懸液制備過程的離心速度是關(guān)鍵：多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道制備細(xì)胞懸液時(shí)離心速度一般為1 500～2 000 r/min[5-6]。本科室總結(jié)多年經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核在未徹底固定好的情況下，進(jìn)行高速離心，可能會(huì)發(fā)生損壞，直接導(dǎo)致熒光雜交信號(hào)分散不集中，甚至無法判讀，且這種信號(hào)分散的情況是不可逆的[7]。所以細(xì)胞懸液制備過程中一般會(huì)將離心速度設(shè)定在1 000 r/min，離心時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)(12 min)。(3)制片質(zhì)量：取1張干凈的載玻片，重懸細(xì)胞后取合適懸液滴加到載玻片上，室溫晾干后用10×物鏡在相差顯微鏡下觀察細(xì)胞密度，要求細(xì)胞無重疊，且單視野細(xì)胞數(shù)量在100～200個(gè)為宜，如細(xì)胞密度不合適，則根據(jù)要求重新制片。若細(xì)胞重疊較多，影響信號(hào)判讀，同時(shí)容易影響消化效果產(chǎn)生較多信號(hào)雜點(diǎn)；若細(xì)胞密度過低，計(jì)數(shù)達(dá)不到100個(gè)細(xì)胞，同樣會(huì)影響判讀。(4)胃蛋白酶消化時(shí)間的把握：玻片在進(jìn)行雜交前一般需要進(jìn)行胃蛋白酶的消化處理，消化的目的是通過微小組織蛋白降解，可增加細(xì)胞的滲透性從而增加探針的穿透力。如果消化不足會(huì)使核酸無法充分暴露，而消化過度則會(huì)破壞核酸周圍的蛋白結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致后續(xù)步驟中核酸的丟失[8]。骨髓或外周血標(biāo)本與石蠟組織切片標(biāo)本的最大區(qū)別：前者細(xì)胞分散存在，細(xì)胞之間沒有過多交聯(lián)。消化處理的酶一般選用胃蛋白酶，并且濃度相對(duì)較低，消化時(shí)間可按預(yù)試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。一般消化完成的細(xì)胞可在未加探針之前，使用熒光顯微鏡DAPI通道進(jìn)行觀察，以便及時(shí)了解消化效果。消化程度適當(dāng)?shù)募?xì)胞核亮度合適、核膜完整、邊緣光滑，通過微調(diào)感覺到細(xì)胞有立體感，核表面有明顯的凹凸不平感，視野清晰；如果細(xì)胞核亮度灰暗，產(chǎn)生黑洞和孔狀，核膜呈鋸齒狀一般視為消化過度；如果細(xì)胞核亮度刺眼，通過微調(diào)，細(xì)胞立體感不強(qiáng)，細(xì)胞視野比較模糊、輪廓不清、表面有云霧狀一般視為消化不足[9]。(5)后固定的必要性：細(xì)胞片經(jīng)胃蛋白酶消化后，采用10%中性福爾馬林/PBS固定液進(jìn)行后固定，固定時(shí)間4～5 min。后固定的主要目的是防止核酸在消化處理后，在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)步驟中丟失，同時(shí)可以使雜交信號(hào)更加集中清晰，利于觀察判讀。如果后固定液的濃度過高或固定時(shí)間過長(zhǎng)，則有可能會(huì)使蛋白重新發(fā)生交聯(lián)，令雜交信號(hào)背景升高，不利于信號(hào)觀察判讀[7]。

①②③圖1 PML/RARA融合基因:細(xì)胞散在分布,紅綠信號(hào)清晰明顯,油鏡 圖2 PML/RARA融合基因:細(xì)胞重疊堆積在一起,細(xì)胞核上、核外雜信號(hào)較多,油鏡 圖3 PML/RARA融合基因:整張玻片出現(xiàn)模糊和云霧狀的背景,紅綠信號(hào)強(qiáng)度尚可,油鏡

綜上所述，在FISH實(shí)驗(yàn)中影響熒光信號(hào)的因素較多，要制出一張高質(zhì)量的FISH切片，需要準(zhǔn)確把握每一步驟的實(shí)驗(yàn)條件，并謹(jǐn)慎操作。