Цитология является полноценным методом морфологической диагностики в онкологии, который наряду с гистологическим исследованием используется как в дооперационной, так и в срочной интраоперационной диагностике, помогает врачу в выборе тактики лечения и определении объема оперативного вмешательства. Расширяется использование цитологического метода в иммуноморфологии и молекулярной генетике [1] Эффективность цитологического метода во многом зависит от правильной организации преаналитического этапа работы: полноценности пунктата с достаточным количеством клеточного материала, своевременной фиксации, условий хранения и транспортировки, окраски, качества приготовления цитологических мазков, а также от квалификации цитолога, оценивающего адекватно приготовленные препараты. Стремление улучшить качество цитологической диагностики и уменьшить недостатки традиционного исследования привели к разработке новой технологии — метода жидкостной цитологии. Использование жидкостных технологий приготовления препаратов дает дополнительные возможности для транспортировки, длительного хранения и архивирования материала, стандартизации приготовления и окраски и применения уточняющих методов диагностики — все это облегчает работу цитолога, улучшая визуализацию клеточного материала.

Новую технологию впервые стали использовать для приготовления гинекологических мазков в 1996 г. в США (Thin Prep, Auto Cyto Prep), чтобы улучшить выявляемость опухолевых и предопухолевых заболеваний шейки матки. С тех пор метод жидкостной цитологии хорошо себя зарекомендовал и успешно используется за рубежом не только в гинекологическом скрининге, но и в диагностике опухолей. В литературе описаны возможности применения жидкостной цитологии в диагностике заболеваний легких, мочевыделительной системы, выпотной жидкости, молочной, щитовидной, слюнных желез [2—7].

В настоящее время производители предлагают большое число приборов для жидкостной цитологии, имеющих разный принцип работы, различную степень автоматизации, разные консервирующие среды. Эти приборы позволяют получить равномерное, тонкослойное распределение материала на небольшом участке стекла, что значительно сокращает время просмотра препарата, а некоторые полностью автоматизируют процессы приготовления и окраски мазков. Вместе с тем полученные на разных приборах препараты имеют свои морфологические особенности, так как на морфологию клеток влияет каким образом и в какую среду взят цитологический материал, какой обработке он подвергался.

Благодаря равномерному распределению клеточного материала на стекле, хорошо визуализирующимся деталям ядра и цитоплазмы, значительному снижению числа элементов воспаления, эритроцитов, артефактов, достигается более тщательный анализ структур клетки. Метод жидкостной цитологии в сравнении с рутинным имеет свои морфологические особенности, которые необходимо учитывать: изменение фона, такие структурные изменения, как преимущественно разрозненное расположение клеток, фрагментация крупных клеточных скоплений, нарушение эпителиально-стромального соотношения, уменьшение размера клеток, отдельные клетки приобретают более округлую или вытянутую форму, разреженный хроматин [8].

Описание особенностей морфологии жидкостных цитологических препаратов при патологическом процессе различных локализаций позволяет накопить необходимый опыт и в целом улучшить качество морфологической диагностики.

Цель настоящего исследования — сравнительный анализ эффективности, точности морфологических особенностей жидкостных цитологических препаратов (Cytospin3, E-Prep Processor, BD TriPath) и традиционных цитологических препаратов.

Для приготовления жидкостных препаратов использовали цитоцентрифугу Cytospin3, «Thermo Scientific Shandon» (Великобритания) и «среду накопления» на основе среды Хенкса, разработанную в отделении онкоцитологии МНИОИ им. П.А. Герцена; аппарат E-Prep Processor и растворы фирм «Han Bi Medical Co., Ltd» (Южная Корея), «BD PrepStain Slide Processor CytoRich System» (США). Клеточный материал вносили в контейнер со стабилизирующей средой, которая предохраняет клетки от повреждения, позволяет хранить материал до нескольких месяцев и использовать при необходимости дополнительных исследований. В основе работы Cytospin3 используется принцип центрифугирования для получения монослоя клеток, располагающихся локально в определенной области стекла («окошке»), при этом осадок жидкости абсорбируется в специальном фильтре. Цитоцентрифуга имеет воронки объемом от 0,3 до 6 мл, что позволяет получить окошко с разной областью просмотра от 6 мм до 24×14 мм. В отделении разработана среда накопления, максимально щадящая клеточный материал. Все цитоспиновые препараты готовились с применением данной среды, однако она не дает возможности длительного хранения (до 48 ч) и не обладает фиксирующими свойствами.

Принцип работы аппарата E-Prep Processor основан на методе двойной мембранной фильтрации, полученный цитологический препарат имеет стандартный размер окошка — 20 мм. Предлагаются 5 видов консервирующих растворов для гинекологических образцов, мочи, мокроты, выпотной жидкости, тонкоигольных аспирационных биоптатов. Для окраски по Папаниколау производилась фиксация в спиртовом растворе в течение 30 мин.

В основе работы прибора фирмы «Becton Dickinson Prep Stain Slide Processor» лежит принцип клеточного обогащения на градиенте плотности и центрифугирования.

В системе BD CytoRich для негинекологического материала используется фиксатор, который содержит этанол, поэтому окраска возможна только по Папаниколау.

BD CytoRich Blue используется тогда, когда эритроциты необходимо сохранить для диагностических целей при исследовании мокроты, мочи и смывов мочевого пузыря. BD CytoRich Red способствует денатурации белков и лизису эритроцитов и используется при исследовании пунктатов солидных опухолей.

Цитологический материал исследовали от 112 больных с патологическим процессом различных локализаций: 31 — выпотная жидкость, 22 — опухоли костей и мягких тканей, 20 — опухоли молочных желез, 7 — слюнных желез, 9 — легких, 5 — щитовидной железы и 18 — измененные лимфатические узлы. Материал получен методом тонкоигольной аспирационной биопсии под контролем УЗИ или взят отпечаток, или соскоб во время операции. Часть материала помещалась непосредственно на стекло для приготовления традиционных мазков. Оставшийся клеточный материал помещали в раствор (среда накопления) для приготовления с помощью цитоцентрифуги Cytospin3 («Thermo Scientific Shandon»), в растворы (фирмы «Han Bi Medical Co.») для аппарата Е-Prep Processor и систему BD CytoRich. Традиционные и жидкостные микропрепараты окрашивали по Паппенгейму и Папаниколау. При оценке препаратов анализировались клеточность, фон, структурный компонент, наличие монослоя, изменения в ядре и цитоплазме. Достоверность цитологического исследования оценивали путем гистологических сопоставлений. Иммуноцитохимическое исследование проводили с использованием системы визуализации Ultra Vision LP («Thermo Scientific», Великобритания) и антител к BerEp4, CK7, CK19, CK20, ER, PR, HER2, vimentin, ЭМА, CD99, Ki-67, S100, СВ68, СВ57, CA125, WT1, HBME1, Carcinoembrionic Antigen, p63, PSA, гладкомышечному актину, TG, ТПО производства «Dako» (Дания) и «Novocastra» (Великобритания). Иммунофлюоресцентное цитохимическое исследование проводили с антителами BerEp4 («Dako»).

Аппараты для жидкостной цитологии позволяют получить тонкослойное, равномерное распределение материала на стекле разными способами: Cytospin 3 — цитоцентрифугирование, E-Prep Processor — двойная мембранная фильтрация и преципитация, BD Prep Stain Slide Processor — клеточное обогащение на градиенте плотности и центрифугирование. Цитоцентрифугирование — простой, удобный и нетрудоемкий ручной способ приготовления жидкостных цитологических препаратов. Достаточно 5 мин для приготовления 12 препаратов. Быстрота приготовления препаратов дает возможность применения ее в срочной интраоперационной иммуноцитохимической диагностике выпотной жидкости. Технология цитоцентрифугирования обеспечивает индивидуальный подход к каждому образцу, учитывая концентрацию клеточного материала в питательной среде. Конструкция цитоцентрифуги позволяет использовать суспезию клеток, помещенную в транспортную среду других фирм-производителей, можно при необходимости использовать растворы, лизирующие эритроциты и удаляющие слизь, однако чем больше этапов обработки проходят клетки, тем сильнее меняется их морфология. Применение Cytospin3 в сочетании со «средой накопления» позволило максимально сохранить морфологию клеток, что приближает Cytospin-препараты к традиционным мазкам, но остаточный фон в единичных случаях затрудняет просмотр клеток. Маленький размер «окошка» — 6 мм — позволяет сделать достаточное количество препаратов для большого числа маркеров при иммуноцитохимическом исследовании, что актуально при небольшом количестве материала, получаемого при тонкоигольной аспирационный биопсии. Положительным моментом цитоцентрифуги является возможность применения любых методов окраски, проведение иммуноцитохимических реакций, в том числе иммунофлюоресцентных, и использование для FISH (флюоресцентная in situ гибридизация) реакций.

В процессе работы прибора E-Prep Processor выявлены следующие достоинства: малые габариты, простота в работе, удобен при небольшом потоке анализов. Высокая скорость работы E-Prep Processor (в течение 23 с можно приготовить 2 препарата) позволяет использовать прибор в срочной интраоперационной диагностике. Для этого метода приготовления цитологических препаратов характерно тонкослойное распределение материала на стекле, клетки сконцентрированы в одном месте, чистый фон — все это позволяет рассмотреть детали ядра и цитоплазмы, возможна окраска по Романовскому, по Папаниколау и выполнение иммуноцитохимии. Однако морфология клеток отличается от традиционной, в части случаев отмечался легкий лизис железистого эпителия, лимфоидные элементы не попадали в препарат. Чистый фон или значительное его снижение (изменение) в отдельных случаях лишает цитолога важной диагностической информации. Клеточные структуры более рыхлые, уплощенные, разбиты на более мелкие, много клеток расположено разрозненно. Широкое окошко (20 мм) стандартного размера не позволяет приготовить достаточное количество препаратов из тонкоигольных биоптатов, но его удобно использовать при большом количестве полученного материала, например, при исследовании жидкости из серозных полостей, мочи, мокроты.

Прибор фирмы «Becton Dickinson Prep Stain Slide Processor» и предохраняющая среда в системе BD CytoRich, с одной стороны, обеспечивают стандартное приготовление препаратов и окрашивание, с другой — не позволяют использовать реактивы других фирм-производителей и «среду накопления». Поскольку в состав транспортной среды входит фиксатор на основе этанола, окрашивание происходит только по Папаниколау, проведение иммуноцитохимических реакций возможно только после соответствующей предварительной обработки препаратов. Стандартное «окошко» — 13 мм. Прибор работает в полуавтоматическом режиме, требует определенных затрат времени и труда персонала в преаналитическом периоде (табл. 1).

Цитологический материал в результате действия растворов и обработки (центрифугирование, разделение в градиенте плотности) меняет свою исходную структуру: удаляется бо`льшая часть фоновых элементов, клетки уменьшаются в размере и изменяются по форме, образуются трехмерные структуры, изменяется эпителиально-стромальное соотношение в сравнении с традиционными цитологическими мазками.

Сравнение морфологических характеристик клеток в жидкостных и традиционных мазках осуществлялось по следующим параметрам: фон, клеточность, морфологические особенности плоского и железистого эпителия, структурный компонент, эпителиально-стромальное соотношение (табл.2).

Благодаря равномерному расположению клеточных элементов в жидкостных препаратах, маленькому «окошку» и чистому фону гораздо быстрее и легче анализировать полученный материал в сравнении с традиционными мазками.

При исследовании 31 выпотной жидкости в 1 (3,2%) случае материал оказался неинформативным. В традиционных и цитоспиновых мазках присутствовали только элементы крови, в E-Prep-препаратах среди элементов крови присутствовали единичные, слегка лизированные клетки мезотелия. У 5 (16%) больных экссудат имел реактивный характер, у 25 (81%) — специфический.

При исследовании выпотной жидкости отмечалось максимальное сходство морфологии традиционных и жидкостных препаратов, так как клетки изначально находятся в жидкой среде. По степени сохранности клеточных элементов и структур Cytospin-препараты превосходят традиционные, а остаточный фон не влиял на результаты морфологического заключения. В E-Prep-препаратах крупные комплексы клеток разбиты на более мелкие, заметно разрозненное расположение большинства клеток, отдельные клетки слегка лизированы. Особенностью BD-препаратов является трехмерное расположение клеточных структур, хорошо представлены детали ядра и цитоплазмы, хорошо визуализируются ядрышки. Во всех случаях диагноз был поставлен и по традиционным, и по жидкостным препаратам. Эффективность составила 96,8% (табл. 3).

При исследовании 18 лимфатических узлов неинформативный материал был в 6,45% традиционных мазков и в 3,2% при параллельном исследовании жидкостных препаратов. При совместном исследовании жидкостных и традиционных препаратов эффективность увеличилась на 3,3% (см. табл.3). В жидкостных препаратах EP и BD отмечалась тенденция к значительному снижению и почти полному отсутствию лимфоидных элементов, поэтому при метастатическом поражении лимфатических узлов в BD- и E-Prep-препаратах можно отметить наличие комплексов клеток аденогенного рака, но нельзя говорить о метастазе в лимфатическом узле, так как лимфоидные элементы отсутствовали. Параллельный анализ традиционного и жидкостного препаратов облегчает морфологическую диагностику благодаря присутствию лимфоидных элементов в традиционном и чистому фону в жидкостных препаратах (BD и E-Prep). В препаратах Cytospin так же, как и в традиционных, лимфоидные элементы сохранялись.

При совместном исследовании жидкостных и традиционных препаратов при опухолях молочных желез (20 исследований) эффективность увеличилась с 85 до 90% за счет снижения процента неинформативного материала (см. табл. 3). В препаратах BD затруднения возникли в дифференциальной диагностике фиброаденомы и высокодифференцированного протокового рака. В жидкостных препаратах разрозненно лежащие клетки рака уменьшены в размере, сморщены и могут быть приняты за стромальный компонент при фиброаденоме; уменьшение размера опухолевых клеток и их деформация могут привести к гиподиагностике рака (рис. 1, см. на цв. вклейке).

При исследовании опухолей костей и мягких тканей (22 исследования) цитологическое заключение по жидкостным и традиционным препаратам совпадало и эффективность составила 71%. Неудачно взятый материал составил 24%, что связано с технической сложностью получения материала неэпителиальных опухолей (см. табл. 3).

При исследовании опухолей легкого (9 больных) возникли трудности в определении степени дифференцировки плоскоклеточного рака по жидкостным препаратам.

В BD-препаратах, согласно критериям классической цитологии, было дано заключение о наличии умеренно-дифференцированного плоскоклеточного рака, в традиционных препаратах морфологическая картина соответствовала малодифференцированному плоскоклеточному раку и совпадала с гистологическим заключением. В случае бронхиолоальвеолярного рака легкого в препаратах BD в сравнении с Cytospin и E-Prep и традиционными мазками лучше представлен важный диагностический признак — сосочкоподобные структуры.

При диагностике опухолей слюнных желез (у 3 больных — плеоморфная аденома, у 2 — аденокистозный рак, у 1 — онкоцитарная карцинома и у 1 — киста околоушной слюнной железы) применение жидкостной цитологии неоднозначно. Диагноз поставлен правильно по рутинным и жидкостным мазкам и соответствовал гистологическому заключению. Рутинные цитологические препараты благодаря максимальной сохранности клеточных элементов и стромального вещества делали постановку цитологического диагноза более легкой. В 1 случае плеоморфной аденомы в полученном материале преобладало мезенхимальное вещество, поэтому клеточные элементы просматривались с трудом. В препаратах, приготовленных в аппарате E-Prep Processor, отмечался более чистый фон за счет уменьшения стромального компонента, клетки располагались разрозненно вне стромального вещества, хорошо просматривались структуры (рис. 2, см. на цв. вклейке).

В 1 исследовании в жидкостном препарате миксоидный фон почти полностью отсутствовал, что затрудняло постановку диагноза плеоморфной аденомы.

При тонкоигольной аспирационной пункции узловых образований щитовидной железы (5) возникли трудности в диагностике аутоиммунного тиреоидита, так как реактивные изменения эпителия щитовидной железы из-за отсутствия лимфоидных элементов могут быть ошибочно приняты за комплексы папиллярного рака (рис. 3, см. на цв. вклейке).

В классической цитологии одним из важных диагностических критериев является оценка клеточности новообразования. В жидкостных препаратах клеточность оценить сложно, так как даже при небольшом количестве клеток в полученном материале на единицу объема в процессе приготовления жидкостных препаратов клетки хорошо концентрируются, что создает ложное впечатление высокой клеточности. В одном случае возникли затруднения в дифференциальной цитологической диагностике коллоидно-паренхиматозного зоба и фолликулярного новообразования щитовидной железы, так как в жидкостных Cytospin-, E-Prep- и BD-препаратах отмечалась высокая концентрация клеток, которые были расположены в виде солидных полей, но не формировались фолликулярные структуры. В другом случае при исследовании образований щитовидной железы традиционный препарат из-за большого числа форменных элементов крови оказался неинформативным, а на основании E-Prep-препаратов удалось поставить диагноз папиллярного рака благодаря хорошей концентрации клеток опухоли, расположения в виде папиллярных структур, наличия внутриядерных включений и бороздок в клетках.

В препаратах BD клетки имеют более вытянутую форму, несколько сморщены и уменьшены в размере по сравнению с Cytospin-препаратами, что продемонстрировано на примере медуллярного рака щитовидной железы, когда отмечается положительная экспрессия кальцитонина в клетках опухоли в BD- и Cytospin-препаратах (рис. 4, см. на цв. вклейке).

Иммуноцитохимическое исследование у 18 больных проведено параллельно на препаратах Cytospin и E-Prep с антителами к BerEp4, CK7, CK19, CK20, ER,PR, HER2, vimentin, ЭМА, CD99, Ki-67, S100, СВ68, СВ57, CA125, WT1, HBME1, CЕА, p63, PSA, гладкомышечному актину, TG, ТПО.

В преобладающем большинстве случаев во всех препаратах, полученных разными жидкостными методами, иммуноцитохимическая экспрессия антител соответствовала клиническим данным и морфологической картине.

В Cytospin-препаратах иммуноцитохимическое исследование, в том числе и иммунофлюоресцентное, проходит ярче по сравнению с препаратами E-Prep и BD, однако присутствие остаточного фона в виде детрита и эритроцитов нередко являлось причиной фонового иммуноцитохимического окрашивания, поэтому в части случаев трудно отличить слабоположительные мембранные и цитоплазменные реакции от фонового окрашивания. В Cytospin-препаратах не всегда удавалось получить равномерное распределение материала в «окошке», крупные плотные комплексы клеток не разбиваются на более мелкие с помощью центрифугирования, из-за чего сложно рассмотреть мембранные и цитоплазменные реакции; краситель скапливается внутри плотных клеточных скоплений, что может привести к ложноположительной оценке реакции. В 3 случаях в Cytospin-препаратах из-за присутствия воспалительно-некротических масс при раке молочной железы и большого числа эритроцитов, а также лимфоидных элементов при метастазе в лимфатическом узле папиллярного рака щитовидной железы иммуноцитохимические реакции оценить не представлялось возможным, исследование удалось провести благодаря E-Prep- и BD-препаратам.

E-Prep- и BD-препараты отличались чистым фоном, реакции четкие, отсутствовало фоновое окрашивание, мешающее оценке реакций. В E-Prep-препаратах в части случаев отмечался легкий лизис клеток, что заметно при флюоресцентном иммуноцитохимическом исследовании: «голые ядра» разрушенных клеток и обрывки цитоплазмы с положительной экспрессией затрудняли оценку реакции. В BD-препаратах флюоресцентное иммуноцитохимическое исследование технически выполнить не удается.

Ядерные реакции в равной степени легко оценивали во всех жидкостных препаратах. Цитоплазменное и мембранное окрашивание сложнее оценивалось в препаратах BD из-за уменьшения клеток в размере и сморщенности. Расположение клеток в разных плоскостях, наличие трехмерных структур в BD-препаратах делает визуальную оценку иммуноцитохимических реакций более сложной по сравнению с E-Prep-препаратами.

Таким образом, все жидкостные способы приготовления препаратов в одних случаях значительно улучшают качество иммуноцитохимического исследования, в других затрудняют оценку реакций или делают ее невозможной. Поэтому необходимо применять индивидуальный подход к каждому исследуемому образцу в зависимости от характера клеточного материала и использовать наиболее оптимальную жидкостную технологию приготовления препаратов для каждого конкретного образца.

Жидкостные технологии приготовления препаратов имеют как достоинства, так и недостатки.

Методы жидкостной цитологии позволяют удалить из препаратов детрит, эритроциты, элементы воспаления, миксоидное вещество. Значительное снижение или отсутствие фоновых элементов, с одной стороны, позволяет сконцентрировать патологические клетки в препарате, детально рассмотреть особенности морфологии ядра и цитоплазмы, с другой — лишает нас важной диагностической информации.

Морфологическая интерпретация жидкостных препаратов представляет определенные трудности, так как различные способы приготовления тонкослойных препаратов, многочисленные этапы обработки материала и разный состав фиксаторов влияют на интенсивность фона, размер и особенности строения клеток и структур, эпителиально-стромальное соотношение, функциональные признаки в клетках.

Морфология жидкостных препаратов отличается от рутинных цитологических препаратов, необходим опыт в просмотре такого материала.

Клеточность препарата является косвенным, но важным признаком в оценке характера опухолевого процесса, этот признак отсутствует в жидкостных препаратах.

Применение жидкостной цитологии позволило повысить эффективность цитологической диагностики, проводить иммуноцитохимическое исследование. Для получения оптимальных результатов иммуноцитохимического исследования необходимо использовать жидкостную технологию применительно к каждому конкретному цитологическому образцу, так как каждый жидкостный метод имеет свои преимущества и недостатки в оценке реакций.

Совместное применение жидкостной и традиционной цитологии позволяет повысить эффективность цитологической диагностики за счет снижения процента неудачно взятого материала, точность остается прежней.

Метод жидкостной цитологии может успешно использоваться в диагностике опухолей молочной, щитовидной, слюнных желез, опухолей мягких тканей, выпотной жидкости, метастазов в лимфатических узлах в сочетании с рутинным методом.

Морфологические критерии препаратов жидкостной цитологии в отечественной и зарубежной литературе для одних локализаций описаны плохо, для других не описаны, поэтому даже опытный цитолог в своем заключении должен опираться на традиционный цитологический препарат до тех пор, пока не будет накоплен достаточный опыт.