曹 丹,呂京澴,陳汝蕾
(南京醫(yī)科大學附屬蘇州醫(yī)院,蘇州市立醫(yī)院病理科,江蘇 蘇州 215002)
隨著甲狀腺結節(jié)發(fā)病率的提高,除了超聲檢查外,多項研究表明,細針穿刺細胞學(fineneedle aspiration cytology, FNAC)聯合BRAFV600E檢測可以提高術前甲狀腺良惡性結節(jié)的診斷率[1-2],并且BRAFV600E突變狀態(tài)對甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid carcinoma, PTC)的治療及預后的評估具有重要的指導意義[3],它的特異性高達95.5%~100.0%[4-5],但是敏感性較低,僅有40%~56%[6-7],且存在一定比例的假陰性率,主要是由于細針穿刺的局限性,用于檢測的腫瘤細胞含量不足引起。根據FNA指南,由于不同的檢查需要,通常每個結節(jié)會穿刺2~3 次,細胞學樣本置于細胞保存液中,基因檢測樣本保存于細胞裂解液中。而實際操作中,每一次穿刺得到的細胞量并不是平均的,分別用于細胞學和基因檢測的樣本量也會不同,有時會出現液基涂片腫瘤細胞豐富,但用于基因檢測的細胞量不足,或者細胞總量雖然夠,但腫瘤細胞比例少,含大量的非腫瘤細胞,如正常濾泡上皮細胞和淋巴細胞等,因此出現細胞學診斷明確為PTC,而BRAFV600E結果模棱兩可的現象。本文對工作中遇到的這類液基涂片細胞進行回收,再次擴增阻滯突變系統PCR(amplification refractory mutation system PCR, ARMS-PCR),分析BRAFV600E突變情況,并將術后病例的組織學類型歸納總結。
1.1 標本來源 收集我科2021年1月—8月的樣本庫中經兩名醫(yī)生按照甲狀腺Bethesda標準診斷為PTC的液基涂片18 例,每張片子上至少有6簇及以上的細胞團,同時18 例標本的BRAFV600E的擴增曲線高于基線,但沒有呈完整的S型,按照診斷標準陽性診斷依據不足。
1.2 主要試劑儀器 二甲苯、無水乙醇購于國藥集團, DNA提取試劑盒、人類BRAFV600E突變檢測試劑盒購于廈門艾德醫(yī)藥科技有限公司,水浴鍋購于上海精宏實驗設備有限公司,離心機和紫外分光光度計購于賽默飛世爾科技有限公司,PCR儀購自羅氏公司。
1.3 液基涂片細胞再回收 將所選液基片子通過數字掃描技術形成數字切片并儲存,把其置于烤片機上5 min,直至樹膠變軟融化,揭掉蓋玻片迅速置于二甲苯中10 min,再將其轉移至無水乙醇中10 min后取出,將組織吹干,在1.5 mL離心管中加入180 μL細胞裂解液,用移液器吸取30 μL滴加到涂片的細胞區(qū)域,在濕潤狀態(tài)下用一次性手術刀片將組織刮下,并用少量裂解液將剩下的細胞沖洗于離心管中,隨后按照核酸提取試劑說明書進行DNA提取。
1.4 檢測DNA的濃度與純度 紫外分光光度計測量260 nm(A260)和280 nm(A280)的吸光度值,得到DNA濃度和純度,當A260/A280為(1.8±0.1)時,說明提取的總DNA純度合格,隨后對樣本進行定量,濃度大于5 ng/μL者,稀釋至1 ng/μL,濃度低于5 ng/μL者,原液上機。
1.5 ARMS法檢測BRAFV600E的突變情況 按照說明書配制反應混合液,設立陰性對照(negative control,NC)和陽性對照(positive control, PC),使用ARMS法對所提取DNA的BRAFV600E突變狀態(tài)進行檢測,反應結束后將閾值線調節(jié)至擴增曲線升起的拐點處,得到突變FAM信號和內控VIC信號的循環(huán)閾值(cycle threshold, Ct)。首先分析NC和PC結果是否符合實驗要求,再對待測樣品內控進行評估,確定實驗結果成功可信,最后研究樣本的FAM信號,若突變檢測管的擴增曲線呈S型且Ct值<30,則為突變陽性,BRAFV600E為突變型。若樣品的FAM曲線不呈S型或Ct值≥30,則為陰性,稱為BRAFV600E野生型。
1.6 HE染色 對術后標本進行常規(guī)HE染色,顯微鏡下觀察組織學類型。
1.7 統計學分析 應用SPSS 22.0統計軟件對數據進行處理,數據以均數±標準差(±s)表示,兩組比較采用t檢驗,P<0.05為差異有統計學意義。
2.1 D N A的濃度和純度 對照組的濃度為(10.737±8.158)ng/μL,實驗組的DNA濃度為(7.471±4.058)ng/μL,兩者差異沒有統計學意義(P>0.05)。此外,兩者純度分別為(1.815±0.076)和(1.848±0.064),均為合格,差異沒有統計學意義(P>0.05)。
2.2 BRAFV600E突變狀態(tài) 圖1為對照組,選取了1 例典型樣本的擴增曲線圖,圖2為實驗組,包含全部18 例樣本的擴增曲線。兩組NC均為陰性曲線,說明實驗過程沒有受到污染,PC的曲線正常升起,表明試劑有效。再對兩組的待測樣本的內控信號(VIC信號)進行分析,結果見表1,對照組Ct值為(14.267±1.040),實驗組Ct值為(13.807±0.819),兩者差異沒有統計學意義(P>0.05),均在實驗要求的13~21之間,說明兩組加入的總DNA量符合實驗要求,實驗成功。最后對兩組的突變反應管進行分析,對照組樣本擴增曲線高于基線,但升起時間較晚,不呈完整的S型,不符合陽性診斷標準,但也不能輕易判讀為陰性。實驗組結果顯示:18 例樣本均有平滑的上升S型曲線,與基線的交叉點在30 個循環(huán)以下,Ct值為(18.194±1.980),具體見表1(FAM信號),我們將其判讀為陽性,即為BRAFV600E突變型。
表1 各組反應管在FAM和VIC信號下的Ct值
圖1 對照組FAM信號下的BRAFV600E擴增曲線
圖2 實驗組FAM信號下的BRAFV600E擴增曲線
2.3 組織學結果 以術后組織病理診斷結果作為金標準,18 例均確診為PTC,見圖3、圖4。
圖3 腫瘤呈乳頭狀結構,可見纖維血管軸心及砂粒體(HE×100)
圖4 細胞核呈毛玻璃樣,部分細胞可見核溝(HE×100)
甲狀腺腫瘤近年來的發(fā)病率顯著提高,其中PTC是甲狀腺癌最常見的病理類型,占85%~95%[8],但其預后較好,所以早診斷早治療也顯得尤為重要。FNAC是術前鑒別甲狀腺結節(jié)良惡性的重要方法,具有創(chuàng)傷小、準確性高等優(yōu)點,但其中仍有10%~40%的結節(jié)無法明確性質[9],2015年美國甲狀腺協會(ATA)指南推薦使用分子標志物來進一步診斷[10],其中BRAFV600E是PTC的特異性分子標記物。BRAFV600E突變激活RAS-RAF-MEKERK信號通路引起細胞的惡性增殖,最終導致腫瘤的發(fā)生[11]。已有多項研究[12-13]表明BRAFV600E基因突變與腫瘤大小、被膜外侵犯及頸部淋巴結轉移密切相關,提示其突變是PTC復發(fā)的獨立危險因素。本文用ARMS法檢測BRAFV600E的突變狀態(tài),DNA分別提取自細胞裂解液(對照組)和已經制片的液基涂片(實驗組),結果顯示實驗組濃度低于對照組,可能由于實驗組的細胞來自于再提取,從液基細胞制片過程到再提取操作,都會損失部分細胞,而對照組是直接從細胞裂解液中提取,幾乎沒有損失,但兩組差異沒有統計學意義(P>0.05),并且兩組內控均合格,說明實驗組雖然濃度低,但加入PCR反應體系的DNA總量是夠的。PCR結果顯示實驗組中18 例均為BRAFV600E陽性,我們認為與對照組相比,實驗組的陽性率顯著提高的原因是由于提取的是總DNA,雖然對照組濃度更高,但可能其中正常細胞較多,腫瘤細胞比例少,低于ARMS法能檢測出的最低1%突變的標準,造成BRAFV600E結果的不明確,而實驗組再提取直觀地選取了有豐富腫瘤細胞數量的標本,相當于事先對腫瘤細胞量進行了評估,所以陽性率大大提高,最后組織學結果也證實了我們的術前診斷。
雖然從液基涂片中再提取DNA進行BRAFV600E檢測的應用價值得到了證實,但是此項操作還有一些方面需要我們進一步討論。
液基涂片上的腫瘤細胞數量是決定實驗成敗的關鍵,因為操作過程不可避免地會損失部分細胞,所以需要選取有豐富濾泡細胞團的涂片,如果原本涂片上腫瘤細胞也很少,本文所述方法的應用就會受到限制。
涂片回收過程中多次使用到乙醇,乙醇作為固定劑能夠快速穿透細胞,凝固核蛋白,并且不改變DNA的一級結構,可用于分子生物學技術[14],為我們回收DNA提供了理論基礎。在脫蠟過程中,用乙醇置換二甲苯,這時候乙醇要揮發(fā)干凈,因為它的殘留不僅會影響蛋白酶K的活性,降低DNA提取效率,還會使維持DNA雙螺旋穩(wěn)定性的氫鍵斷裂,破壞堿基間的堆積力,引起DNA變性,產生一定量的單鏈DNA,使得A260處的吸光度增加,這也許是實驗組的A260/A280比對照組稍大的原因。但是乙醇揮發(fā)時間長,又容易使得DNA暴露在空氣中過久,引起為數不多的DNA降解,所以這個組織吹干時間的長短是我們需要把握好的。
據報道[15],染色劑與DNA結合,會抑制Taq酶的活性,表現為樣本內控Ct值升高,也有報道[16]認為DNA提取用的硅膠模吸附柱有濾過純化作用,可以最大限度地除去染色劑分子,本文結果顯示巴氏染色后的實驗組內控均在要求的范圍內,但我們未與未染色組進行比較,后續(xù)會進步一研究證實。
我們一般從濃度、純度和完整性三個方面對DNA質量進行評估,細胞經過液基制片以及再提取過程,是否會引起DNA的片段化,本文基于研究側重點,主要關注BRAFV600E突變狀態(tài)的變化,后續(xù)也會對DNA的完整性進一步探討。
本實驗需要先得到細胞學結果,再進行BRAFV600E的檢測,延長了發(fā)報告的時間,同時這也限制了此方法的常規(guī)應用。
從液基涂片中重新提取D N A再次進行BRAFV600E檢測在實際應用有一定的局限性,那是否還有其他來源的標本可以替代呢?根據文獻報道[17],BRAFV600E檢測標本還可以來自于液基保存液中的剩余標本,它有一定的優(yōu)勢,比如細胞學與分子病理報告使用同一份標本,結果更加客觀,對病人來說可以少穿刺一針,降低穿刺過程的痛苦和風險。但是在細胞量少時,由于大部分樣本已用于液基制片,剩余樣本中的組織量會很少,并且當涂片制作不滿意,需要再次制片時,會面臨無標本可用的情況,因此我們不將其作為常規(guī)基因檢測標本使用。在遇到本文所述的情況需要重新檢測時,仍然不考慮用其作為標本來源,其一是因為相比較于直接從涂片上獲取細胞,我們無法對保存液中的腫瘤細胞數量進行直觀的評估,其二樣本中細胞由于未經過巴氏染色,均為透明狀,在進行離心的操作中,肉眼看不到細胞沉淀,會誤吸導致損失大量細胞。標本還可以來源于細胞蠟塊[18],一般留存液基所需的標本量后,其余收集做成細胞蠟塊,這樣除了基因檢測以外,還可以連續(xù)切片進行免疫組化,大大拓展了術前診斷的內容。這項技術在胸腹水、痰等標本中已經廣泛應用,但是前提仍然是需要大量的細胞,而目前我們甲狀腺的細針穿刺標本經過離心后,幾乎得不到細胞沉淀物,還不能滿足此項目的常規(guī)使用,需要穿刺醫(yī)生積累經驗,精準穿刺。還有報道[19]使用穿刺洗脫液進行基因檢測,穿刺洗脫液用于甲狀腺球蛋白含量的測定已經得到了廣泛應用,但是在基因檢測方面,由于其得到的腫瘤細胞量非常少,所以其實際應用價值仍待研究。
綜上所述,當我們常規(guī)進行BRAFV600E檢測時,遇到腫瘤細胞含量特別少,導致檢測結果出現模棱兩可的情況,而這份病例對應的液基涂片又細胞含量豐富,那么從中再提取DNA重新進行一次基因檢測不失為提高術前診斷結果準確率的好方法。由于本文所述的情況較為特殊,我們還沒有收集到更多的病例,后續(xù)會擴大樣本量,優(yōu)化實驗條件,繼續(xù)探討。