پیشرفت نور و الکترونیک پیش برنده هماتولوژی

تحلیل‌گرهای هماتولوژی در نخستین مرحله تكاملی خود عمدتاً بر پایه پیشرفتهایی كه در زمینه الكترونیك و نور حاصل شده بود، طراحی شد. شناخته شده ترین مثال این مورد به سال ۱۹۵۰ بر می‌گردد یعنی زمانی كه والاس كولتر، امپدانس الكتریكی را در نخستین شمارشگر سلولهای خونی به‌كار گرفت.
به‌تدریج در این دستگاه‌ها فن‌آوری‌های دیگری نظیر پراكنش نور، رادیوفركانس و فلورسانس به‌كار گرفته شد.
در طی دهه گذشته علوم زیست پزشكی توسعه بسیار چشمگیری داشته و همراه شدن آنها با تجهیزات پزشكی، حرفه پزشكی را عمیقاً تحت تاثیر قرار داده است. پیشرفت در زمینه‌هایی نظیر مطالعه ژنوم، روشهای درمانی، آنتی‌بادیهای منوكلونال و پروتیینهای كوچك نشاندارشده، دانش پزشكی را به چالشی تازه در تشخیص و درمان بیماریها كشانده است.
در زمینه تجهیزات هماتولوژی نیز، ورود این علوم باعث دستیابی به روش‌ها و پارامترهای نوینی شده است كه استفاده از آنها می‌تواند در تشخیص و پایش بیماریها مفید باشد. به عنوان مثال دستیابی به تكنیكها و معرفهای جدیدی نظیر جداسازی سلولی (‏‎(Cell Separation، تشخیص نشانگرهای سلولی و تحلیلهای مولكولی و نیز پروبهای مختلف فرصتهای متعددی را جهت پیشرفت تجهیزات هماتولوژی فراهم آورده است. ‏
با خالص‌سازی یا غنی سازی یك دسته سلولی می‌توان ارزیابی بیشتر و دقیقتری از رفتارها و تظاهرات این دسته سلولی در تحلیل‌گرهای هماتولوژی به عمل آورد كه همین امر منجر به طراحی سنجش پارامترهای نوین و با ارزشی می‌شود كه در مقاله حاضر به دو مورد از آنها اشاره می‌شود.‏
نخستین مورد را به شمارش خودكار سلولهای پروژنیتور خونساز(‏HPC‏ )اختصاص شده است. در سال ۱۹۹۵، با استفاده از روش جداسازی سلولهای ‏CD۳۴+‎‏ و دستیابی به یك جمعیت خالص شده از این سلولها، رفتار سلولهای مذكور و جایگاه قرار گرفتن آنها در سیتوگرام لكوسیتی برخی تحلیل‌گرهای هماتولوژی (كه مجهز به فن‌آوری فلوسیتومتری و رنگ‌آمیزی فلورسانس بودند)، ارزیابی شد. مطالعات نشان داد كه سلولهای ‏CD۳۴+‎‏ در ناحیه باریكی از سیتوگرام لكوسیتی این دستگاه‌ها مجتمع می‌شود. بدین ترتیب با به‌كارگیری یك برنامه خاص در تحلیل‌گر، ناحیه مذكور جهت شمارش سلولهای استم سل خونساز به‌كار گرفته شد كه در قسمتهای بعدی به شرح آن پرداخته می‌شود.
مورد دوم را به شمارش خودكار گلبولهای قرمز هسته دار ‏NRBCs)‎‏) اختصاص داده‌ شده است.‏
قریب ۱۰۰ سال است كه شمارش ‏NRBCها و اهمیت آن در تشخیص و پیش آگهی بیماریهای مختلف بحث و بررسی شده است. روش دستی شمارش این سلولها با وجود معایبی چون وقت‌گیر بودن، عدم دقت و صحت و محدودیتهایی كه دارد هنوز هم در نقاط مختلف دنیا و از جمله كشور ما مورد استفاده قرار می‌گیرد. در سال ۱۹۹۷، با به‌كارگیری معرفهای لیزكننده و رنگهای فلورسانس خاص، شمارش این سلولها به روش خودكار امكان‌پذیر شد. متعاقباً با جداسازی این سلولها و نشانداركردن آنها به روش ‏FISH، مواد كنترل كیفی جهت كنترل شمارشهای خودكار ساخته شد.‏
●‏ اساس شمارش خودكار سلولهای پروژنیتور خونساز ‏
سلولهای پروژنیتور خونساز (‏HPC‏) سلولهایی تك هسته‌ای با مورفولوژی شبیه لنفوسیت، دارای نشانگرهای سلولی ‏CD۳۴+‎، ‏CD۳۸-‎‏ و ‏HLA DR+‎‏ است. فن‌آوری ‏IMI‏ شامل به‌كارگیری یك معرف خاص به نام استروماتولیزرIM ‎‏ است كه می‌تواند به‌طور انتخابی سلولهای نارس را از سلولهای رسیده افتراق دهد. ملاك این افتراق میزان لیپید غشای سلولی است كه با بالغ شدن سلولها، افزایش می‌یابد. بنابراین سلولهای رسیده دارای میزان لیپید بیشتری بوده و نسبت به اثر لیزكنندگی معرف حساستراست.
استروماتولیزر ‏IM‏ تركیبی پیچیده مشتمل بر سه جزء سورفكتانت آنیونی، سورفكتانت غیریونی و اسیدهای آمینه حاوی گوگرد است. به‌دنبال رقیق شدن و انكوباسیون خون با معرف، سورفكتانت آنیونی به سرعت گلبولهای قرمز و پلاكتها را تخریب می‌كند. لكوسیتهای رسیده نیز بشدت تخریب می‌شود به‌گونه‌ای كه محتویات سیتوپلاسمی آنها در محیط اطراف حل شده و هسته آنها به شكل برهنه باقی می‌ماند. در عوض این معرف در برخورد با سلولهای نارس به شكل دیگری عمل می‌كند. به دلیل اینكه میزان لیپید غشایی در سلولهای نارس كمتر است، سرعت اثر سورفكتانت آنیونی پایین بوده و اسیدهای آمینه حاوی گوگرد فرصت ورود به داخل سلول و فیكساسیون غشاء و محتویات سیتوپلاسمی سلول را پیدا می‌كند. در حقیقت اسیدهای آمینه حاوی گوگرد، سلول را در مقابل سورفكتانت محافظت می‌كند .
نتیجه آنكه لكوسیتهای نارس به همراه بازمانده غشاء و محتویات سیتوپلاسمی فیكس‌شده باقی مانده و بقیه سلولها از بین می‌رود. پس از تاثیر معرف، سلولهای خونی از طریق روش ‏RF/DC‏ (استفاده همزمان از امپدانس الكتریكی و كاپاسیتانس الكتریكی) مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. سیگنالهای ‏RF‏ دانسیته سلولی (مثل تراكم هسته‌ای) و سیگنالهای ‏DC، حجم سلولی را اندازه‌گیری می‌كند. نتایج حاصل به شكل یك سیتوگرام دو بعدی توسط دستگاه ارایه می‌شود كه در آن سلولهای مختلف از هم متمایز می‌گردد ..
لازم به ذكر است كه هر چه سلول نارس‌تر باشد سیگنال ‏RF‏ آن كوچكتر است (به‌دلیل تراكم كمتر هسته). بنابراین همانگونه كه در شكل نشان داده شده لكوسیتهای نارس در پایین‌ترین قسمت سیتوگرام قرار می‌گیرد. سلولهای پروژنیتور خونساز نیز در ناحیه راست سیتوگرام واقع می‌شود. بدین ترتیب شمارش تام و نسبی سلولهای پروژنیتور خونساز حاصل می‌شود.‏
● اهمیت شمارش سلولهای پروژنیتور خونساز‏
امروزه پیوند سلول‌های بنیادی محیطی (‏PBSCT‏) یكی از روشهای درمانی مبتلایان به سرطان ارگانهای خونساز و غیرخونساز به شمار می‌رود كه به دلیل ساده‌تر بودن نسبت به ‏BMT، استفاده از آن روز به روز در حال گسترش است. كارآمد بودن این روش به استراتژیهایی كه جهت سیال‌سازی سلول‌های بنیادی توسط شیمی‌درمانی و یا فاكتورهای رشد خونساز به‌كار گرفته می‌شود، بستگی دارد. یك نكته بسیار مهم و اساسی دیگر در پیوند سلول‌های بنیادی خون محیطی، آگاهی از زمان مناسب جهت جداسازی (‏Harvesting‏) سلول‌های بنیادی است كه در حال حاضر به روشهای متعددی نظیر كلونی‌اسی، فلوسیتومتری سلولهای ‏CD۳۴+‎‏ یا شمارش روزانه پلاكتها و لكوسیتهای خون محیطی انجام می‌شود كه هر كدام از روشهای مذكور دارای معایبی است. روش خودكار شمارش سلولهای پروژنیتور خونساز كه در اینجا شرح داده شد به دلایل مختلفی از جمله سرعت بالا، سهولت انجام و هزینه پایین، می‌تواند روش بسیار كارآمدی جهت رسیدن به این هدف باشد.
● اساس شمارش گلبولهای قرمز هسته‌دار (‏NRBCها) به روش خودكار
جهت شمارش ‏NRBC‏ ها نیز از معرف خاصی (مثلاً استروماتولیزر ‏NR‏) استفاده می‌شود كه حاوی یك رنگ فلورسانس مثل پلی متین است. این معرف با اثر بر روی غشاء ‏RBCها باعث سوراخ شدن غشاء و آزاد شدن محتویات سیتوپلاسمی آنها می‌شود. بنابراین از گلبولهای قرمز تنها شبح‌های سلولی شفافی باقی خواهد ماند. در مورد اریتروبلاستها و لكوسیتها، این معرف به دنبال سوراخ كردن غشاء سلولی و خارج شدن محتویات سیتوپلاسمی باعث مچاله شدن غشاء این سلولها بر روی هسته می‌شود. همزمان هسته این سلولها نیز توسط معرف رنگ می‌شود كه میزان رنگ‌پذیری هسته اریتروبلاستها به دلیل تراكم بیشتر، كمتر از هسته لكوسیتها است .
در مرحله بعد سلولهای رنگ شده در یك جریان سلولی هدایت شده (فلوسل) مورد تابش پرتو لیزر قرار می‌گیرد. پراكنش نور در زاویه كوچك (‏forward light scattering‏) متناسب با حجم سلول (در واقع حجم هسته) و شدت فلورسانس جانبی متناسب با میزان رنگ‌پذیری هسته سلولها است. بدین ترتیب یك سیتوگرام دو بعدی حاصل می‌شود كه در آن، دسته‌های مختلف سلولی از هم متمایز می‌شود
● اهمیت شمارش اریتروبلاستها
در شرایط طبیعی ‏NRBCها تنها در جریان خون جنین و نوزاد حضور دارد و به هیچ وجه در خون محیطی افراد بزرگسال دیده نمی‌شود. در حالتهای دیگر حضور این سلولها در خون، پاتولوژیك بوده و می‌تواند ناشی از افزایش فعالیت خونسازی یا آسیب دیدن ریزساختارهای مغز استخوان باشد. از جمله این حالتهای پاتولوژیك می‌توان مواردی نظیر هیپوكسی درون رحمی جنین، نوزادان نارس و بیماری همولتیك نوزادان (‏HDN‏)، تالاسمی، لوسمی‌ها، سندرمهای میلوپرولیفراتیو، خونسازی اكسترامدولاری و ... را نام برد.
● بحث و نتیجه‌گیری
هدف از این مقاله تاكید بر این نكته است كه روش‌های علمی زیست پزشكی، ابزارهای قدرتمندی جهت پیشرفت تجهیزات پزشكی و از جمله هماتولوژی به شمار می‌رود. اگرچه این فن‌آوری‌ها هنوز در ابتدای راه قرار داشته و مسایل حل نشده فراوانی دارد ولی می‌تواند در تلفیق و همراهی با پژوهش‌های فنی و بالینی، زمینه ارتقاء تجهیزات هماتولوژی و دستیابی به پارامترهای تشخیصی ارزشمندی را فراهم سازد.‏

نویسنده: علی ملكی كارشناس ارشد هماتولوژی، مدیریت درمان سازمان تامین جتماعی كرمانشاه
منابع: ‏
‎ ]‎‏۱‏‎[‎‏ ملكی، علی: اصول كار و منابع خطا در تحلیل‌گرهای هماتولوژی (سل كانترها). انتشارات اندیشه رفیع، ۱۳۸۴.
‏‎[۲]. Keigh Fujimoto: Principles of Measurement in Hematology Analyzers Manufactured by Sysmex Corporation. Sysmex J Int, ۹(۱): ۳۱-۴۴, ۱۹۹۹‎‏.‏
‎[۳] Warren Groner, Robert Kanter: Optical Technology in Bloob Cell Counting. Sysmex J Int, ۹(۱): ۲۱-۳۰, ۱۹۹۹‎‏.‏
‎[۴]. Fu-Sheng Wang: CD۳۴ Negative Hematopoietic Stem Cells. Sysmex J Int, ۱۲(۱): ۱-۸, ۲۰۰۲‎‏. ‏
‎[۵]. Th Weiland H, Kalkman, H. Heihn: Evaluation of the Automated Immature Granolocyte Count (IG) on Sysmex XE-۲۱۰۰ Automated Hematology Analyzer, VS Visual Microscopy (NCCLS H۲۰-A). .Sysmex J Int ۱۲(۲): ۶۳-۷۰, ۲۰۰۲.
[۶]. Hiroyaki Mougi, Koichi Shingmyozu, Tatsuo Kuroki, et. all: Determination of the Pripheral Blood Stem Cells Using Automated Hematology Analyzer, SE-۹۰۰۰ IMI Chanel. Sysmex J Int ۷(۲): ۱-۱۰, ۱۹۹۷‎‏.‏
‎[۷]. Katsuyasu Saigo, Takeshi Sugimuto, Hiroko Nartta, et. all: Application of the Stem Cell Monitoring Program for Harvesting Pripheral Blood Stem Cells. Sysmex J Int ۹(۲): ۱۵۱-۱۵۹, ۱۹۹۹.
[۸]. Takatsu Kadai, Nishi-Ku.: The Outline of Stem Cell Monitor Program. Sysmex J Int ۷(۲): ۸۲-۸۸, ۱۹۹۷‎‏.‏
‎[۹]. Tsayoshi Ishii, Isamu Kawasumi, Hideaki Matsumoto: SE-۹۰۰۰ IMI Chanel‏ - ‏Focusing on the Roles and Functions of Surfactant. Sysmex J Int ۷(۲): ۱۲۳-۱۲۵, ۱۹۹۷‎‏.‏
‎[۱۰]. Liming Peng, Jiahui Yang, Hui Yang, et. all: Determination of the Pripheral Blood Stem Cells by Automated Hematology Analyzer, SE-۹۵۰۰. Clin. Lab. Haem.۲۳: ۲۳۱-۲۳۶, ۲۰۰۱‎‏.‏
‎[۱۱]. Bernard J Fernandes: Indentification and Enumeration of Nucleated Red Blood Cells in Peripheral Blood. Sysmex J Ent ۱۲ (۲): ۵۶-۶۲, ۲۰۰۲.
[۱۲]. Takashi Sakata: Reagent Characteristics in the XE-۲۱۰۰ NRBC Channel. Sysmex J Int ۱۱ (۱): ۴۱-۴۵, ۲۰۰۰‎‏.‏
‎[۱۳]. Hideaki Matsumoto: The Technology of Reagents in The Automated Hematology Analzer Sysmex XE-۲۱۰۰TM-Red Fluorescence Reaction. Sysmex J Int, ۹ (۲): ۱۷۹-۱۸۵, ۱۹۹۹.
‎
‎[۱۴]. Takashi Sakata: Reagent Characteristic in the XE-۲۱۰۰ NRBC Channel. Sysmex J Int ۱۰ (۱): ۴۱-۴۵, ۲۰۰۰‎‏.‏
‎[۱۵]. Jianyingli: The Preliminary Study of Nucleated Red Blood Cell Counting by Automated Hematology Analyzer. Sysmex J Int ۱۴ (۱): ۱۳-۱۷, ۲۰۰۴.
[۱۶]. M. Schaefer and R. M. Rowan: The Clinical Relevance of Nucleated Red Blood Cell Counts. Sysmex J Int ۱۰ (۲): ۵۹-۶۳, ۲۰۰۰‎‏.‏
‎[۱۷]. Fu-Sheng‎‏ ‏Wang, Takashi Morikava, Seido Biwa, and et all: Monitoring Hematopoietic Stem and Progenitor Cells. Laboratory Hematology ۸: ۱۱۹-۱۲۵, ۲۰۰۲‎‏.‏
‎[۱۸]. Hiroyuki Inoue: Overview of Automated Haematology Analyzer XE-۲۱۰۰‎‏ ‏TM. Sysmex J Int ۹(۱): ۵۸-۶۴, ۱۹۹۹.
[۱۹]. Fu-Sheng Wang and Tohn Kershaw: Modern Biomedical Sciences and Hematology Instrumentation. Sysmex J Int, ۱۳(۱): ۱-۲, ۲۰۰۳‎‏.‏
‎[۲۰]. R. Martin Rowan, Onno W. Van Assendelft, F. Eric Preston: Advanced Laboratory Methods in Haematology. Arnold, ۱th ed. (۲۰۰۳).
[۲۱]. Rodac: Hematology, Clinical Principles and Applications. W. B. Sanders Company, ۲th ed. (۲۰۰۲).
‎

منبع : مجله مهندسی پزشکی و تجهیزات آزمایشگاهی