AgNORs图像分析在前列腺癌诊断中的应用

中华泌尿外科杂志 1999年第2期第20卷 论　　著

作者：朱海涛　谢叔良　方先勇

单位：221001 徐州医学院附属医院泌尿外科；方先勇　细胞室

　　关键词： 前列腺肿瘤；癌；AgNORs图像分析

　　【摘要】　目的　探讨AgNORs图像分析在前列腺癌(PCa)中的诊断价值。　方法　应用AgNORs图像分析系统，对19例BPH，13例PCa进行细胞核面积、核仁面积、两面积比值、核仁灰度、AgNORs颗粒计数进行定量对比研究。　结果　BPH组、PCa低分化(PCaL)组、PCa高分化(PCaH)组在细胞核面积、核仁面积、两面积比值、核仁灰度、AgNORs颗粒计数上差异均有显著性(P＜0.01)，其中核仁面积、AgNORs颗粒计数、两面积比对诊断前列腺癌的敏感性分别为100.0％、100.0％、76.9％，特异性分别为94.7％、89.5％、89.5％。　结论　AgNORs图像分析多参数测定优于单纯AgNORs计数，可作为诊断前列腺癌的辅助指标。

Image analysis of AgNORs in the diagnosis of prostate carcinoma

ZHU Haitao,XIE Shuliang,FANG Xianyong

Department of Urology,The Affiliated Hospital of Xuzhou Medical College,Xuzhou 221002

　　【Abstract】　Objective　To evaluate the image analysis of AgNORs in the diagnosis of prostate carcinoma.　Methods　Nuclear area and nucleolar organizer region area sizes,NORAs ratio between the two areas,RBTA AgNORs count and grey scale were comparatively studied in 19 benign prostate hyperplasia and 13 prostate carcinoma samples, using image auto-analysis system.　Results　It was found that there were singnificant differences of the parameters in the high and low grade prostate carcinoma and in benign prostate hyperplasia,the sensitivity being 100.0%、100.0%、76.9% respectively,the diagnostic specificities 94.7%、89.5% and 89.5% in the NORs. AgNORs count and the RBTA.　Conclusions　The results suggest that image multi-parameter analysis based on image auto-analysis by computer is superior to AgNORs count yielding a higher sensitivity and specificity in the differential diagnosis of the prostate tumors.It might be a quick quantitative means of morphologic diagnosis for prostate tumors.

　　【Key words】　Prostatic neoplasms　　Carcinoma　　Image analysis of AgNORs

　　近年来，有人提出核仁组成区嗜银蛋白(AgNORs)在前列腺癌(PCa)诊断和鉴别诊断中有较大意义，但其方法多是人工目测且多是基于单纯AgNORs颗粒计数的分析。我们采用计算机自动图像分析系统对BPH与PCa的细胞核面积、核仁面积、两面积比值、核仁灰度、AgNORs颗粒计数等进行多参数定量对比研究，探讨在PCa诊断中的应用价值。报告如下。

　　材料与方法

　　一、材料

　　收集我院1993至1997年经病理确诊的BPH 19例，PCa高分化腺癌(PCaH)7例、低分化腺癌(PCaL)6例。均为手术切除组织的常规石蜡包埋标本。

　　二、AgNORs染色方法

　　32例标本重作切片各4张，厚4μm，2张经HE染色后经病理科医师再次确诊，2张切片作AgNORs染色。

　　石蜡切片经二甲苯脱蜡后，经梯度酒精脱水，放入去离子水中水化。AgNORs染色采用Howell一步法设计(华美生物工程上海分公司提供试剂盒)。

　　三、AgNORs图像分析法

　　将AgNORs染色后的切片置于光学显微镜下，通过显微电视摄像系统扫描摄取细胞图像。应用自动图像分析仪，利用鼠标和灰度对荧光屏所显示的图像进行处理，提取每个视野内的细胞核，去除细胞核以外的背景图像，然后对细胞核面积、核仁面积、两面积比值、核仁灰度、AgNORs颗粒计数进行定量测定。每例切片检测50个细胞，通过计算机处理，即可得到上述各参数的均数，并打印自动记录，颗粒计数按文献方法^［1］。

　　结　　果

　　一、细胞核内AgNORs颗粒及细胞核的形态观察

　　所有组织切片经AgNORs染色后，细胞核呈淡黄色，AgNORs颗粒呈棕黑色。BPH组颗粒形态较规则，呈圆形或椭圆形，边界清楚，大小一致，位于细胞核偏中或近边缘部位。PCa H组颗粒数增多且形态不规则，表现为融合、多角、碎块等，大小不一致，分布无规律。PCa L组颗粒形态基本与PCaH组一致。

　　二、细胞核内AgNORs颗粒及细胞核有关参数定量分析

　　根据各参数定量分析结果进行单因素多组方差分析及各组间两两比较，结果见表1。其中核仁面积、AgNORs颗粒计数、细胞核面积与核仁面积比值在诊断PCa中敏感性分别为100.0％、100.0％、76.9％；特异性分别为94.7％、89.5％、89.5％；阳性预测值分别为92.9％、86.7％、83.3％；总效率分别为97.0％、94.4％、84.8％。两两比较：PCaL组与BPH组在图像分析五项指标中差异均有显著性　　(P＜0.01)，PCaH组与BPH组在细胞核面积、核仁面积、两面积比值、颗粒数四项指标中差异有显著性(P＜0.05，P＜0.01)，PCaL组与PCaH组在核仁面积、核仁灰度及颗粒数三指标中差异有显著性(P＜0.01)。

表1　前列腺良恶性病变AgNORs图像分析检测结果(x±s)

　　讨　　论　　人类核仁组成区(NORs)位于13、14、15、21、22染色体的短臂上。AgNORs是核仁内的酸性非组蛋白，现已证明，rRNA多聚酶Ⅰ亚单位B23和C23蛋白与其有关，参与NORs核糖体基因转录，加工和装配rRNA。电镜及分子水平的研究表明，AgNORs在时间、空间和数量上均与rRNA基因活性有关，现已证明它可作为分裂间期NORs的对应物。细胞内AgNORs颗粒数多少取决于下列因素：(1)核仁内rDNA的转录活动水平，(2)在染色体中NOR染色体的数目，(3)所处细胞分裂周期中的分裂阶段。故用银染方法观察，其在核仁内的位置和分布以及它们在细胞周期中的变化，可为研究细胞增生和分化的基因调控提供信息^［2］。

　　单纯AgNORs计数为PCa诊断和预后提供了一个有价值的评估方法。Pavlakis用该技术对26例PCa和10例BPH进行了研究，发现AgNORs计数在二者之间差异有显著性。Ghazizadeh等^［3］对前列腺良恶性病变进行AgNORs计数，亦发现良恶性病变AgNORs差异有显著性，且与PCa的分级预后有关。Lipponen等^［4，5］证实膀胱癌细胞AgNORs／核均数与S期百分数一致，说明AgNORs技术能从分子病理学水平反映细胞DNA活动及动力学改变。

　　本组结果表明，前列腺良恶性病变细胞核内AgNORs颗粒数差异也具有显著性，且PCa不同分级间差异也有显著性，与文献报道相同。进一步研究发现随着前列腺病变恶性程度增高，细胞核面积、核仁面积、两面积比值的检测数值也增高：PCaL＞PCaH＞BPH，且三组间差异有显著性。在两两比较中，PCaL:BPH五项差异均具有显著性，PCaL:PCaH有四项，PCaH:BPH有三项差异有显著性。

　　本研究表明，在前列腺良恶性病变的区分方面，以核仁面积和AgNORs颗粒数差异最为显著，其次是细胞核与核仁面积比值；在肿瘤分化程度方面以核仁面积、颗粒数、核仁灰度差异最为显著，其次为细胞核面积。说明核仁面积测定在PCa诊断中的价值优于AgNORs颗粒计数，是重要诊断参数，与经典的病理学诊断概念相一致。Rosai^［6］指出无序生长、形成腺体的双层细胞缺如以及细胞核大、不规则，突出的核仁是诊断PCa最有说服力的镜下特征。

　　我们认为图像分析技术的多参数AgNORs测定，能客观反映出前列腺肿瘤良恶性变化，排除主观因素影响，具有快速、准确、重复性好的优点，可作为PCa诊断和分级辅助指标，可提高诊断的敏感性与特异性，值得临床推广应用。

　　《参考文献》

　　[1]　许良中.关于核仁组成区AgNORs研究工作标准化方案.肿瘤，1996, 16∶1.

　　[2]　施国伟.AgNORs在泌尿系肿瘤中的应用.国外医学泌尿系统分册，1997, 17∶86-88.

　　[3]　Ghazizadeh M, Sasaki Y, Oguro T, et al. Silver staining of nucleolar organizer regions in prostatic lesions.

　　Histopath, 1991,19∶369-372.

　　[4]　Lipponen PK, Eskelinen MJ, Nordling S.Nucleolar organizer regions as predictors in transitional cell

　　bladder cancer. Br J Cancer, 1991,64∶1139-1144.

　　[5]　Lipponen PK. Image analysis of AgNOR proteins in transitional cell bladder cancer. J Pahol, 1993,

　　171∶279-283.

　　[6]　Rosai J. Surgical pathology.Sixth edition.London: The C.V Mosby Company,1981.848-865.

(收稿：1998-04-03　修回：1998-08-20)