行业干货（四）：深度解读流式细胞检测原理及临床应用

虎威将军

导读：流式细胞仪作为一种强大的单细胞分析工具，有句话这么说：如果能把流式细胞分析仪做好，说明已经把细胞研究透了。那今天我们就一起来学习和探讨关于流式细胞的原理和市场应用！

01
流式细胞检测的技术原理解读
一门医学新技术的应用总是要经历“基础实验、再进入临床”的过程。流式细胞检测也一样，很多年以前已经在科研实验室进行了常规应用，因为它在临床的应用越来越多，目前也在不断的进行技术导入，获得临床的初步认可，相信未来市场空间巨大。
那流式细胞术又是做什么用的？它的技术原理是什么？
简单的说，流式细胞术是一个强大的细胞分析和分选工具，对单个细胞或其他微生物粒进行快速定量分析和分选。不仅可以测量细胞大小、内部颗粒的形状，还可以检测细胞表面和浆细胞抗原、细胞内DNA、RNA含量等等。并且能在短时间内检测和分析大量细胞，还能分类收集货或分选某一类亚群细胞，分选纯度达到95%以上。

单个细胞悬液中加入一个或多个荧光标记的抗体，抗体通过抗原抗体反应与细胞上的抗原结合。在流式细胞仪中，细胞在鞘液中单个流动，就像红细胞单个通过毛细血管一样通过检测口，仪器发出一个或多个激光束激发标记在细胞上的荧光物质。从荧光物质发出的光被收集、分离、检测，其数据被传输到控制流式细胞仪的计算机供分析。
在分析或分选过程中，包绕在流动液体中处理过的单个细胞或微粒通过聚焦的光源，产生电信号。这些信号代表光散射、荧光等参数，以此测定出细胞或微粒的物理和化学性质，并可根据这些性质分选出高纯度的细胞亚群，以对其进一步的培养或分析。

02
流式细胞检测技术的临床应用
流式细胞仪的检测分析已涉及到细胞生物学、免疫学、肿瘤学、遗传学、血液学、微生物学等学科。目前我国的应用领域主要集中在下列方面：
1）免疫学领域的应用
主要是针对淋巴细胞亚群检测，用以评估机体的免疫状态。辅助疾病如AIDS/HIV的诊断等，是目前各医疗单位开展和应用最广泛的项目。
利用各种单克隆抗体与淋巴细胞表面的抗原结合，再配合多色荧光染料，同时检测一种或几种淋巴细胞的表面抗原，从而将不同功能的淋巴细胞区分开来，并且得到各亚群的相对比例。最常检测的淋巴细胞亚群包括CD3^+CD4^+T细胞、CD3^+CD8^+T细胞、B淋巴细胞（CD19^+CD20^+）及NK细胞（CD16^+CD56^+）等。通过对不同亚群淋巴细胞相对计数、绝对计数以及比率的观察，可以监测感染性疾病、免疫性疾病及肿瘤等疾病状态下机体的免疫状况，从而辅助诊断、判断病情变化。
例如，CD4^+T细胞膜外CD4分子具有人类免疫缺陷病毒（HIV）识别部位，HIV感染人体后，入侵CD4^+T细胞，大量复制，导致CD4^+T细胞破坏，数量剧减，功能受损，机体免疫机能严重缺陷，所以，CD4^+T细胞检测是获得性免疫缺陷综合征（AIDS）诊断及病情观察的重要指标。
2）血液学领域的应用
主要是血液系统疾病的免疫分型及白血病微小残留病变的监测，用于血液系统疾病的诊断、治疗评估和复发监测。FCM的细胞免疫分型是国际公认的诊断造血细胞疾病必不可少的重要标准之一，是目前被广泛接受和认可的免疫分型方法。
例如白血病，本来数量很少或本不应该出现的原始细胞，大量出现在骨髓或外周血中。在正常细胞分化成熟过程中，不同的抗原会在其表面或内部出现或消失，通过检测这些抗原的存在或缺失，就能够确定细胞的种类和发育阶段。这些在白细胞表面的抗原，又称为白细胞分化抗原或簇分化抗原（Cluster of Differentiation, CD）。通过检测这些细胞CD分子表达情况，可以准确知道这些细胞的类型，以便进行诊断和治疗。
血液病患者的整个病程中需要多次进行流式检测。初诊时需要流式帮助确诊和分型，病程中需要流式监测治疗效果，骨髓移植时需要流式对供者细胞进行CD34阳性细胞进行准确计数，化疗或者骨髓移植完全缓解后需要流式进行微小残留病变（minimal residual disease, MRD）的检测。
3）肿瘤学领域的应用
基于DNA倍体和细胞周期分析，了解细胞DNA倍体和增殖能力，异常倍体的出现意味着DNA合成的异常，可能是肿瘤或是癌前病变发生的重要标志。流式细胞术可以对肿瘤细胞的DNA含量进行分析，从而判断肿瘤的恶性程度。流式细胞在癌前病变发现、肿瘤诊断，治疗和预后判断等领域都发挥了重要作用。我国癌症患者基数大，流式细胞检测在肿瘤诊断和药物研发领域应用潜力巨大。
4）造血干细胞移植领域的应用
造血干细胞移植是一个复杂的系统工程，包括疾病的诊断、造血干/祖细胞的动员和采集、移植后造血和免疫重建、输入的T淋巴细胞及其亚群与GVHD的关系、微小残留病变的检测以及CMV的检测等。
流式细胞仪在其中已经得到了广泛的应用，同时足够数量的造血干细胞是造血干细胞移植成功的关键因素之一，通过CD34标记和细胞计数微球同时使用，或者具有计数功能的流式细胞仪是鉴定和计数造血干细胞的快速、准确、定量的方法。
流式细胞术在临床上的市场导入期刚刚完成，放量在即。再加上细胞治疗的迅猛发展，过程中对于细胞检测、评价和评估的需求，有望进一步扩大流式细胞检测的应用场景。
下期精彩干货内容，敬请关注！

原文地址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/112790897