CN114457139A - 细胞检测方法及试剂盒 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种细胞检测方法及试剂盒，细胞检测方法包括：获取待检测细胞；对所述待检测细胞进行荧光染色；对荧光染色后的所述待检测细胞进行荧光检测；基于荧光信号判断所述待检测细胞是否为目标细胞。本发明的细胞检测方法通过先对待检测细胞进行荧光染色，再进行荧光检测，具有检测灵敏度高和准确率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及细胞检测技术领域，特别是涉及一种细胞检测方法及试剂盒。
背景技术
对于需要进行检测的脱落细胞(譬如胆管脱落细胞)，现有的检测技术普遍存在灵敏度差和准确率低等问题。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种细胞检测方法，用于解决现有技术中的上述问题。
本发明提供一种细胞检测方法，包括：
获取待检测细胞；
对所述待检测细胞进行荧光染色；
对荧光染色后的所述待检测细胞进行荧光检测；
基于荧光信号判断所述待检测细胞是否为目标细胞。
可选地，所述对所述待检测细胞进行荧光染色之前还包括：对所述待检测细胞进行富集。
可选地，所述对所述待检测细胞进行富集之后，且所述对所述待检测细胞进行荧光染色之前还包括：
提供可寻址的微孔阵列芯片或玻璃片；
将富集后的所述待检测细胞分散于所述可寻址的微孔阵列芯片上或所述玻璃片上并固定。
可选地，所述对所述待检测细胞进行荧光染色包括：使用荧光标记的己糖激酶2抗体和荧光标记的细胞角蛋白抗体对所述待检测细胞进行荧光染色。
可选地，所述对所述待检测细胞进行荧光染色还包括：使用荧光标记的白细胞标志物抗体和细胞核染色剂对所述待检测细胞进行荧光染色。
可选地，所述基于荧光信号判断所述待检测细胞是否为目标细胞之后，若检测到所述目标细胞，还包括：
获取所述目标细胞；
对所述目标细胞进行全基因组扩增；
对全基因组扩增后的所述目标细胞进行基因拷贝数变异检测、全外显子组测序或基因Panel检测。
本发明还提供一种试剂盒，包括荧光标记的己糖激酶2抗体、荧光标记的细胞角蛋白抗体、荧光标记的白细胞标志物抗体和细胞核染色剂中的至少一种，用于如上述任一方案中所述的细胞检测方法中对所述待检测细胞进行荧光染色。
如上所述，本发明的细胞检测方法具有以下有益效果：本发明的细胞检测方法通过先对待检测细胞进行荧光染色，再进行荧光检测，具有检测灵敏度高和准确率高等优点。
附图说明
图1是本发明的细胞检测方法的流程图。
图2是本发明的细胞检测方法中对待检测细胞的HK2荧光抗体染色图。
图3是本发明的细胞检测方法中对待检测细胞的CK荧光抗体染色图。
图4是本发明的细胞检测方法中对待检测细胞的DAPI(细胞核染料)染色图。
图5是图2、图3、图4中对应的目标细胞的明场图像。
图6是本发明的细胞检测方法中的目标细胞的荧光分通道图，HK2阳性/CK阳性/CD45阴性/DAPI阳性的细胞为脱落肿瘤细胞，其中HK2及CK阳性阈值为白细胞荧光值的平均值加五倍标准差。
图7是本发明的细胞检测方法中检测到的脱落肿瘤细胞的单细胞拷贝数变异检测结果，可证实基于HK2/CK标志物鉴定出的稀有肿瘤细胞为肿瘤细胞。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
请参阅图1，本发明提供一种细胞检测方法，包括：
S10：获取待检测细胞；
S20：对所述待检测细胞进行荧光染色；
S30：对荧光染色后的所述待检测细胞进行荧光检测；
S40：基于荧光信号判断所述待检测细胞是否为目标细胞。
本发明的细胞检测方法具有以下有益效果：本发明的细胞检测方法通过先对待检测细胞进行荧光染色，再进行荧光检测，具有检测灵敏度高和准确率高等优点。
作为示例，所述对所述待检测细胞进行荧光染色之前还包括：对所述待检测细胞进行富集。
作为示例，所述对所述待检测细胞进行富集之后，且所述对所述待检测细胞进行荧光染色之前还包括：
提供可寻址的微孔阵列芯片或玻璃片；
将富集后的所述待检测细胞分散于所述可寻址的微孔阵列芯片上或所述玻璃片上并固定。
具体的，富集处理后的所述待检测细胞制成细胞悬液，以单细胞形式铺展于所述可寻址的微孔阵列芯片或玻璃片上；所述待检测细胞包括胆汁样本中的细胞时，所述富集处理包括减少胆汁样品中的红细胞(如有)、白细胞(如有)及其他杂质的数量。
作为示例，所述对所述待检测细胞进行荧光染色包括：使用荧光标记的己糖激酶2(HK2)抗体和荧光标记的细胞角蛋白(CK)抗体对所述待检测细胞进行荧光染色。
具体的，HK2为肿瘤细胞代谢标志物，CK为上皮细胞标志物。
更为具体的，荧光标记的己糖激酶2(HK2)抗体也可以为包括HK2抗体与荧光标记的HK2抗体的组合。
作为示例，所述待检测细胞可以为培养的胆汁样本或获取的胆汁样本中的细胞。荧光检测结果阳性判断是根据阈值确定，高于阈值为阳性，低于阈值为阴性，阈值可以采用本领域内常用方法和技术手段加以确认，比如将荧光检测时所有白细胞的HK2/CK荧光信号的平均值加五倍标准差作为判断HK2高表达/CK阳性的阈值。
进一步的，所述对所述待检测细胞进行荧光染色还包括：使用荧光标记的白细胞标志物(CD45)抗体和细胞核染色剂(DAPI)对所述待检测细胞进行荧光染色。符合HK2高表达/CK阳性/白细胞标志物阴性/细胞核染色阳性的细胞为脱落肿瘤细胞。
具体的，所述白细胞标志物抗体为针对细胞膜表面蛋白CD45的抗体，所述细胞核染色剂是细胞核荧光染料4’,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)。将荧光检测时CD45阳性细胞的HK2/CK荧光值的平均值加五倍标准差作为判断HK2高表达/CK阳性的阈值。
本发明采用了HK2/CK作为标志物组合，并通过HK2/CK/CD45(白细胞标志物)/DAPI(细胞核染色剂)的标志物组合来鉴定脱落肿瘤细胞，从而提高检测灵敏度及特异性。我们也进一步通过单细胞测序来验证通过这一标志物组合所检测到的疑似肿瘤细胞的可靠性。
在一个示例中，所述基于荧光信号判断所述待检测细胞是否为目标细胞之后，若检测到所述目标细胞，还包括：
获取所述目标细胞；
对所述目标细胞进行全基因组扩增；
对全基因组扩增后的所述目标细胞进行基因拷贝数变异(CNV)检测、全外显子组测序(WES)或基因Panel检测。
具体的，本发明的细胞检测方法用于胆汁样品中的脱落细胞检测时，可以包括如下步骤：
(a)对人胆汁样本进行预处理和富集；
(b)将富集后的样本中的所有细胞分散于可寻址微孔阵列芯片或玻璃片上；
(c)对微孔阵列芯片或玻璃片上的所有细胞进行细胞固定；
(d)对固定后对所有细胞进行基于标志物的荧光染色与成像；
(e)根据荧光信号的阈值或采用人工智能方式识别疑似脱落肿瘤细胞并经人工审核后计数。
(f)利用显微操作技术分离回收识别出的肿瘤细胞；
(g)针对分离回收出对单个肿瘤细胞或者合并的多个肿瘤细胞进行全基因组扩增后进行基因拷贝数变异(CNV)检测、全外显子组测序(WES)或者基因Panel检测。
更为具体的，本发明的细胞检测方法可以包括如下步骤：
(a)取胆管癌患者胆汁样本：在获得患者知情同意的前提下，按照手册规定的常规步骤，采集胆管癌患者的胆汁样本；
(b)预处理与富集：如采集到的胆汁有出血，此时样本中含有的红细胞较多，需进行简单的细胞富集，即裂解并除去红细胞，除此之外一般无需再进行其他的富集步骤；
(c)细胞铺片：将细胞铺展在可寻址的微孔阵列芯片或玻璃片上；
(d)细胞固定、透膜、染色：对细胞进行固定、透膜后进行染色处理以鉴定人胆汁中的脱落肿瘤细胞，其中染色试剂为一定浓度的荧光标记的HK2抗体物质、CK抗体物质、CD45抗体物质和细胞核染色剂DAPI；
(e)成像与图像分析：进行荧光分析初步判定HK2高表达/CK阳性/CD45阴性/DAPI阳性的细胞为脱落肿瘤细胞，其中HK2及CK阳性阈值为白细胞荧光值的平均值加五倍标准差；
(f)取出目的(目标)细胞：通过显微操作仪等多种设备获取目标细胞；
(g)基因扩增与测序：进行单细胞测序或本领域已知的其他判断稀有脱落肿瘤细胞的检测手段以确定是否为脱落肿瘤细胞。
其中所述荧光标记的HK2/CK/CD45抗体物质为由荧光素或其他荧光物质(如量子点)直接标记的HK2/CD45/CK抗体、或由非标记HK2/CD45/CK一抗与荧光素或其他荧光物质标记的二抗形成的组合。
进一步地，为了减少或排除检测样本中或处理过程引入的一些对HK2/CK的荧光标记抗体物质有吸附作用的非细胞杂质(如细胞碎片、气泡、非细胞的颗粒等)对荧光分析的干扰，本发明方法的具体实施例中还包括在进行HK2/CK染色的同时、之前或之后使用细胞核染料(DAPI)对样本细胞进行染色。在这种情况下，可以将同时呈细胞核染色阳性的HK2高表达/CK阳性细胞初步判定为脱落肿瘤细胞。
本发明还提供一种试剂盒，包括荧光标记的己糖激酶2抗体、荧光标记的细胞角蛋白抗体、荧光标记的白细胞标志物抗体和细胞核染色剂中的至少一种，用于如上述任一方案中所述的细胞检测方法中对所述待检测细胞进行荧光染色。
虽然本发明是基于胆汁样本而建立，但本领域技术人员阅读本说明书可以预期，本发明方法和试剂盒也可以适用于从胆管癌患者外周血样本中检出循环肿瘤细胞(CTC)。对于外周血的情况，由于其中血细胞数目较多而CTC数目极少，可以适当地预处理、富集操作后再进行例如染色、荧光成像等后续检测步骤，例如通过红细胞裂解去除红细胞、通过密度梯度离心或者基于CD45抗体包被磁球去除或部分去除白细胞的富集操作在本领域是已知的。
下面实施例详细阐述采用上述检测方法进行具体的人胆汁中脱落肿瘤细胞鉴定的全过程和分析结果，以说明本发明的有效性和优越性。
本实施例中，方法包括以下步骤：
(a)胆汁样本与Hank’s平衡盐溶液(HBSS)以体积比1:1混合后离心(4℃，300g，10min，离心机刹车：加速9，减速9)，弃去上清液，加入10mLHBSS重悬细胞后离心(4℃，300g，10min，离心机刹车：加速9，减速9)，弃去上清液，加入1mLHBSS重悬细胞；
(b)取1mL细胞悬液加入到载玻片制片仓的漏斗中，将载玻片放入甩片机后离心(4℃，200g，3min)，弃去制片仓中的液体，将适量HBSS加入制片仓中清洗载玻片；
(c)小心旋转取下制片仓，取出载玻片，保持细胞处于液体环境中，立即用免疫组化笔划定细胞铺片范围，用移液枪吸去划定范围内的液体，加入200μL的2％多聚甲醛(PFA)室温固定细胞10min，吸去固定液后加入300μL磷酸盐缓冲液(PBS)清洗载玻片3-5次；
(d)加入200μL 0.5％Triton X-100透膜处理15min，增加细胞膜对抗体的通透性，PBS清洗3-5遍，加入100μL 3％BSA和10％山羊血清混合液，室温下封闭1h后PBS清洗2遍；
(e)加入200μL抗体混合液：其中包含有1％PE标记的CK抗体(鼠源，ThermoFisher公司)、1％APC标记的CD45抗体(鼠源，ThermoFisher公司)和1％HK2一抗(兔源，Abcam公司)，4℃孵育过夜；
(f)吸去抗体混合液后PBS清洗5遍，加100μL 3％BSA和10％山羊血清混合液，室温下封闭1h后P B S清洗2遍，加200μL 0.25％FITC标记的羊抗兔二抗(ThermoFisher公司)，室温孵育1h后用PBS清洗5遍，加100μLDAPI原液，室温孵育5-10min，孵育结束后用PBS清洗5遍；
(g)高速荧光成像设备成像(结果如图2、图3、图4、图5及图6所示)，并分析扫描结果，其中HK2/CK阳性阈值为载玻片上白细胞荧光值的平均值加五倍标准差。CD45阳性和DAPI阳性的判断标准是显色即为阳性；其中，图6中包括6个目标细胞的HK2荧光分通道图，6个目标细胞的CK荧光分通道图，6个目标细胞的CD45荧光分通道图及6个目标细胞的DAPI荧光分通道图；
(h)借助显微操作平台准确分离回收目标肿瘤单细胞(HK2高表达/CK阳性/CD45阴性/DAPI阳性)，使用商业试剂盒MALBAC(亿康基因，中国)完成单细胞全基因组扩增。肿瘤单细胞全基因组扩增产物直接用于全基因组测序文库构建。肿瘤单细胞全基因组扩增产物使用AMPure XP beads(Beckman Coulter，美国)纯化回收，全基因组测序文库构建使用UltraTMDNALibrary Prep Kit(New England Biolabs，英国)完成，测序文库浓度和质量分别使用Qubite 3.0(ThermoFisherScientific,美国)和Agilent2100Bioanalyzer(Agilent，美国)进行评估，全基因组测序使用HiseqXten(Illumina,美国)测序平台，采取PE150测序策略。
图7为所涉及胆管癌患者胆汁中脱落肿瘤细胞的单细胞拷贝数变异(CNV)检测结果，可证实基于HK2/CK标志物阳性鉴定出的稀有肿瘤细胞为肿瘤细胞。
胆管癌患者胆汁样本实验中，所有样本都检测到了稀有肿瘤细胞，借助显微操作平台准确回收目标单细胞并对其进行单细胞扩增和测序研究，结果如图7所示，HK2高表达/CK阳性/CD45阴性/DAPI阳性细胞被证实是肿瘤细胞。
需要说明的是，图7中顶部的序号1-22表示1-22的22条常染色体，X代表X染色体，每个染色图均给出6个阳性细胞每个通道的荧光染色图；图7中的左侧纵坐标为染色体拷贝数，右侧纵坐标为阳性细胞的编号；在图7中，染色体拷贝数大于2的表示染色体拷贝数有扩增，染色体拷贝数等于2的表示染色体拷贝数正常，染色体拷贝数小于2的表示染色体拷贝数有缺失。
综上，这些结果提示了该方法具有较高的灵敏度和可靠性，可用于检测胆管癌患者胆汁样本中的脱落肿瘤细胞。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种细胞检测方法，其特征在于，包括：
获取待检测细胞；
对所述待检测细胞进行荧光染色；
对荧光染色后的所述待检测细胞进行荧光检测；
基于荧光信号判断所述待检测细胞是否为目标细胞。
2.根据权利要求1所述的细胞检测方法，其特征在于：所述对所述待检测细胞进行荧光染色之前还包括：对所述待检测细胞进行富集。
3.根据权利要求2所述的细胞检测方法，其特征在于：所述对所述待检测细胞进行富集之后，且所述对所述待检测细胞进行荧光染色之前还包括：
提供可寻址的微孔阵列芯片或玻璃片；
将富集后的所述待检测细胞分散于所述可寻址的微孔阵列芯片上或所述玻璃片上并固定。
4.根据权利要求1所述的细胞检测方法，其特征在于：所述对所述待检测细胞进行荧光染色包括：使用荧光标记的己糖激酶2抗体和荧光标记的细胞角蛋白抗体对所述待检测细胞进行荧光染色。
5.根据权利要求4所述的细胞检测方法，其特征在于：所述对所述待检测细胞进行荧光染色还包括：使用荧光标记的白细胞标志物抗体和细胞核染色剂对所述待检测细胞进行荧光染色。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的细胞检测方法，其特征在于：所述基于荧光信号判断所述待检测细胞是否为目标细胞之后，若检测到所述目标细胞，还包括：
获取所述目标细胞；
对所述目标细胞进行全基因组扩增；
对全基因组扩增后的所述目标细胞进行基因拷贝数变异检测、全外显子组测序或基因Panel检测。
7.一种试剂盒，其特征在于，包括：荧光标记的己糖激酶2抗体、荧光标记的细胞角蛋白抗体、荧光标记的白细胞标志物抗体和细胞核染色剂中的至少一种，用于如权利要求1至6中任一项所述的细胞检测方法中对所述待检测细胞进行荧光染色。
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