嗜酸性(组织学)
嗜酸性(acidophile,亦作 acidophil,形容词形式 「acidophilic」)是组织学术语,指容易摄取酸性染料、染色后呈红色或粉红色的细胞与组织。
这一性质是相对的而非绝对的,因为同一细胞可以同时含有嗜酸性与嗜碱性成分,其比例取决于染料、pH 与固定方法。
它最常见于苏木精-伊红染色切片,伊红把蛋白质染成粉红色,苏木精把核酸染成蓝紫色。
Definition and terminology
- 嗜酸性结构字面上是「亲酸」的结构,这一名称描述的是对阴离子染料分子的亲和力,而不是对化学酸的亲和。
- 嗜酸性这一性质的名词是 「acidophilia」,形容词是 「acidophilic」,而 「eosinophilic」 是近乎同义的词,特指以伊红为染料。
- 相反的染色型是嗜碱性,苏木精等碱性染料与核酸及粗面内质网结合并使其呈蓝色。
- 第三种类型是嫌色性,指对两类染料均着色很弱、在常规切片中显得苍白的细胞。
- 由于这些术语描述的是染色结果而非细胞谱系,一个器官中的嗜酸性细胞未必与另一器官中的嗜酸性细胞同源。
- 现代实践常用免疫组化身份取代单纯的形态学标签,直接指明该细胞实际产生的激素或结构蛋白。
Staining mechanism
- 伊红是阴离子染料,因而与组织蛋白中的带正电基团结合,主要是赖氨酸与精氨酸残基的氨基以及精氨酸的胍基。
- 在常规苏木精-伊红染色所用的弱酸性 pH 下,多数胞质蛋白带有足够的正电荷吸引伊红,因此胞质、胶原与红细胞都呈粉红色。
- 这种结合主要是静电性的、可逆的,因此染色过度可用酸性乙醇短暂洗脱,再进行脱水。
- 苏木精本身不是染料,需氧化为苏木因并与铝等媒染剂结合,形成带正电的复合物后才能与 DNA 和 RNA 结合。
- 由此产生的对比并非简单的酸碱对立,因为媒染剂、染料浓度与切片厚度都会改变最终颜色。
- 固定方法同样重要,醛类交联蛋白并可能遮蔽或产生带电基团,而乙醇固定使蛋白沉淀,往往更强烈地保留嗜酸性。
- 用于显示嗜酸性结构的其他酸性染料包括橙黄 G、马休黄与苦味酸,它们对胶原、肌肉或角蛋白的选择性略有差异。
- 定量组织学现在通过校准后的光密度测量嗜酸性,把描述性的染色标签变成可重复的数值变量。
Cellular examples
- 在垂体前叶,生长激素细胞与泌乳素细胞都是嗜酸性的,常规染色无法区分,但两者在激素产物与转录因子谱系上不同。
- 嗜酸性粒细胞因胞质充满粉红色颗粒而得名,这些颗粒含主要碱基蛋白与嗜酸性粒细胞阳离子蛋白等阳离子蛋白。
- 红细胞因血红蛋白是碱性蛋白而呈强嗜酸性,因此在伊红染色涂片上即使不加复染也呈鲜红色。
- 胶原纤维与角蛋白层呈强嗜酸性,病理学家据此识别纤维化、瘢痕形成与鳞状分化。
- 心肌与骨骼肌纤维因收缩蛋白丰富而胞质嗜酸性,细胞核则仍为嗜碱性。
- 健康肝细胞呈嗜酸性,而嗜酸性加深是缺氧性或毒性损伤最早的征象之一。
- 胰腺腺泡细胞在酶原颗粒聚集的顶端呈强嗜酸性,在粗面内质网占优势的基底部呈嗜碱性。
- 甲状旁腺嗜酸细胞是一种嗜酸性变异细胞,其数量随年龄增加,在腺瘤中可能更显著。
Clinical significance
- 嗜酸性变又称嗜酸细胞性变,指细胞充满大量颗粒状嗜酸性胞质、内含丰富线粒体,见于甲状腺、唾液腺、肾与垂体肿瘤。
- 凋亡的肝细胞浓缩为深嗜酸性小体,黄热病中的 Councilman 小体是经典例子。
- 嗜酸性食管炎通过计数上皮内嗜酸性粒细胞诊断,其名称反映的同样是染色行为,而不是一种独立细胞类型。
- 在垂体病理中,嗜酸性腺瘤曾是传统的形态学类别,如今按激素分泌归类为生长激素细胞瘤或泌乳素细胞瘤。
- Lewy 小体、Mallory-Denk 小体与病毒包涵体等嗜酸性包涵体是有用的诊断线索,尽管其生化组成各不相同。
- 由于染色便宜且快速,嗜酸性仍是冰冻切片的一线筛查特征,病理学家须在数分钟内判断切缘。
- 固定延迟、过度加热或强酸脱钙造成的染色伪影可模仿嗜酸性变性,作出诊断前必须排除。
History
- 合成染料伊红于 19 世纪后期问世,因其粉红色而以希腊黎明女神 Eos 命名。
- 苏木精-伊红染色在 1870 至 1880 年代成为标准组合,当时病理学家需要一种可重复的常规石蜡切片染色。
- 早期组织学家在尚无激素检测的年代就用嗜酸性细胞与嗜碱性细胞来分类垂体细胞,这套命名远早于现代内分泌学。
- 20 世纪 70 至 80 年代免疫组化的引入逐渐取代了许多细胞类型的染色分类,但这些旧词仍在常规报告中沿用。
- 《组织学名词》于 2008 年标准化了许多显微术语,但嗜酸性及其派生词仍是描述性形容词,而非正式解剖学名称。
Research and controversies
- 垂体嗜酸性细胞是固定谱系还是可与嗜碱性细胞及嫌色细胞相互转化,已争论数十年,谱系追踪目前更支持可塑性祖细胞模型。
- 部分作者主张废弃嗜酸性这一诊断类别,因为它把染色行为与细胞身份混为一谈,另一些作者则为其辩护,认为它是快速而稳健的筛查描述词。
- 定量图像分析显示嗜酸性是连续变量而非二分变量,这动摇了旧分类方案中的硬性阈值。
- 基于苏木精-伊红图像训练的人工智能模型如今能从嗜酸性外观预测细胞类型甚至分子亚型,这令人重新思考过去究竟丢弃了多少染色信息。
- 实验室间染色方案的标准化仍是一个实际争议,因为伊红浓度或分化时间的细微差异就能改变定量读数。