為了將數十個乃至上千個不同的標本放置在1個特定受體蠟塊上,在制備時常需借助被稱為組織芯片點樣儀(也稱為陣列儀)的專用儀器。目前常用的點樣儀為美國Beecher Instruments公司生產的組織芯片點樣儀(含配套的點樣針,包括細針和粗針,直徑0.6~2.0mm)。陣列儀可以從供體蠟塊中穿取微小的柱狀組織樣品并能將所取組織精確地排列于另外1個蠟塊(受體蠟塊)上,從而構建成組織芯片。組織芯片的供體組織可以為石蠟包埋組織和冷凍組織,目前以前者較為常用。
(一)利用微陣列儀制備組織芯片
【準備工作】
1.確定研究對象 具體步驟如下:
(1)根據實驗目的確定樣本量。
(2)在病理醫(yī)師指導下,根據最新診斷標準核對病理診斷,確定研究對象,并依據HE染色切片的形態(tài)特點確定供體蠟塊。比如實驗目的是探討乳腺浸潤性導管癌的發(fā)生機制,根據目前的觀點該型乳腺癌在發(fā)展過程中經歷了上皮單純性增生、非典型增生、原位癌及浸潤癌等多個連續(xù)的發(fā)展過程,因此實驗對象應包括上述不同發(fā)展階段的病變組織。在制作芯片前應根據WHO最新的乳腺腫瘤分類標準,由病理專家對擬選標本的HE切片進行復讀,確定研究對象。
(3)準確標記取樣點:常用的標記方法為在顯微鏡下選取目標區(qū)域(避開出血壞死及纖維化區(qū)),用記號筆在組織切片上進行定位;將該切片和供體蠟塊進行比較,并在供體蠟塊相應部位上進行標記(在目標組織區(qū)域用非油性記號筆畫圈)。因組織切片和染色過程中難免會出現(xiàn)樣本的丟失和損壞,為了保證芯片質量,同一組織塊最好選取3個以上不同區(qū)域進行標記。為了更好地進行后續(xù)研究,還應詳細記錄樣本信息,如每例標本的一般情況、臨床診斷、病理分型和分期、預后情況(如生存時間)等。
2.制作載體蠟塊 即空白蠟塊。載體蠟塊是指接受供體組織塊的空白石蠟塊,應具有較好的柔韌度和硬度,這樣可以減少打孔時蠟塊開裂的機會。制作時需注意以下幾點。
(1)“蠟”的選擇:制備載體蠟塊的蠟與制備普通病理蠟塊的蠟不同,需要更高的韌性和黏附性,可選用單純蜂蠟(上海華靈康復器械廠生產,熔點范圍為65~75℃)、Leica石蠟(Leica公司產品,熔點58℃)與蜂蠟按50∶1混合、高純度Leica石蠟(熔點為57~58℃)、德國蠟和美國蠟按49∶1混合、國產高純度石蠟、每100g石蠟中加入0.5~1g硬脂酸。上述石蠟均應進行3次熔化、冷卻,去除雜質。筆者認為使用Leica石蠟(Leica公司產品,熔點58℃)與蜂蠟按50∶1混合,并經過反復加溫、自然冷卻后制作成的載體蠟塊較為理想。
(2)制備空白蠟塊:空白蠟塊的制備需要特定的模具,可選用病理科常用模具(銅制、中間無隔斷,兩端可密封的模具),該模具制備出的蠟塊適用于所有病理科常用切片機,也可自制一定規(guī)格的包埋盒,緩緩加入石蠟后移至病理組織包埋冷凍臺,待完全冷卻后將空白蠟塊從自制包埋盒內取出,待用。為了切片方便也可在制作時附加1個一次性塑料包埋框。目前常用的載體蠟塊為3.5cm×2.5cm×1.5cm。
(3)組織微陣列的設計:①應確定擬制作芯片的類別及檢測樣本量,根據研究目的和待檢測樣本的數目進行設計,并制作出與陣列二維位置相對應的表格;②根據樣本大小設計微陣列的格式,包括打孔針直徑、標本間距、每行多少個標本和共幾行(即設計成幾×幾的陣列)、不同組間間距、芯片方位標記方式等。目前常用的打孔針直徑為0.6~2.0mm。標本間距與選用的打孔針直徑有關,一般為0.1~0.4mm。組間距一般為1~2mm。為了防止石蠟質量不好造成的石蠟塊撕裂以及保證切片時處于邊緣的組織無脫落,一般第1個點的位置距上邊界及左邊界均約為0.5cm。
【制作過程】 組織芯片制備儀包括操作平臺、打孔采樣裝置和定位系統(tǒng)。打孔采樣裝置用于打孔定位,對供體蠟塊進行采樣;定位裝置可在X軸和Y軸方向線性移動取樣針,從而制備出孔徑、孔距、孔深完全相同的組織微陣列蠟塊。目前所用的微陣列儀主要采用兩種制備原理:其一,同時使用打孔針和取樣針,該方法不用制備已打孔的空白蠟塊模具,制作時每1個點均先打孔,后上樣;其二,僅采用1個針,即打孔針,該方法需要先制備已打孔的空白蠟塊模具。具體制作過程如下。
1.利用微陣列儀制備組織芯片
(1)打孔針(細針)和取樣針(粗針)位置的校正:取一空白蠟塊放入微陣列儀的容器內,固定螺絲避免蠟塊移動,選取欲用的打孔針(直徑為0.6~2.0mm),下壓打孔針使其在空白蠟塊上留下一痕跡,放手使其回位,變換打孔針為取樣針,依相同的方法在空白蠟塊上作標記,觀察打孔針和取樣針在空白蠟塊上所留的標記是否完全重合,如果不重合則調整針的位置直到重合為止。
(2)確定打孔深度:調節(jié)微陣列儀上的限深器,確定打孔針在載體蠟塊上的打孔深度(以0.3~0.4mm為宜)。
(3)固定載體蠟塊:將校正用的空白蠟塊取出,將載體蠟塊放入組織芯片制備系統(tǒng)的容器內,固定螺絲避免蠟塊移動。
(4)確定第1個點的位置:旋轉左右距離和前后距離調節(jié)器,使打孔針位置位于距蠟塊上邊及左邊界約0.5cm處,待用。
(5)打孔及取樣:利用打孔針在載體蠟塊上打孔,利用取樣針(粗針)在供體蠟塊的標記部位采集組織芯,然后將其轉移到載體蠟塊上預先打好的孔內,用手指輕按組織芯,至此第一例組織轉移完成;旋轉左右距離調節(jié)器,將打孔針向右水平移動,移動距離為設定的標本間距(如0.2mm),按以上方法轉移第2例組織,直至第一行所有病例的組織轉移完畢;旋轉前后距離調節(jié)器使打孔針向前水平移動,移動距離為設定的標本間距(如0.2mm),然后轉移第2行第一例組織;再調節(jié)左右距離調節(jié)器,將打孔針向左水平移動,移動距離為設定的標本間距(如0.2mm),按以上方法轉移第二行第二例組織,如此方法以“之”字形移動打孔針和取樣針,直至將所有病例的組織完全轉移完畢。在制作組織芯片時應同時對已標記的石蠟組織編號,記錄其在微陣列中的位置,確保組織芯片上的點與所選標本一一對應,這樣才能準確利用標本所攜帶的信息,更好地進行后續(xù)分析。
(6)信息記錄:一般采用二維記錄方式,即水平方向從左到右每個點坐標標記為A、B、C…,垂直方向每個點坐標標記為1、2、3…,這樣每個位點都具有1個由字母和數字組成的坐標,可以在登記本上記錄每個位點的準確信息,很方便地建立組織芯片庫。
(7)標記方法:目前有多種方法可對組織芯片的方向進行標記,如最后一行留有缺口作為標記;最后一行不留缺口,而是在末端放置正常肝、腎組織作為標記;選取制備芯片不同的3個組織芯排列1行(如肌肉組織),在方位標記下另起一行構建組織芯片。
2.選用1個打孔針的微陣列儀制備組織芯片 利用該微陣列儀制備組織芯片與同時具有打孔針和取樣針的微陣列儀的制備過程略有不同,應先制備蠟塊毛坯,即選用一定規(guī)格的打孔針在空白蠟塊上打孔,制成帶孔的空白載體蠟塊,具體步驟如下。
(1)應調整打孔針的位置至距蠟塊上邊及左邊界約0.5cm處,作為微陣列第1個點的位置,按照預先設計的間距及微陣列布局,制備空白微陣列模具。
(2)制備完空白載體蠟塊后進行取樣和上樣,即用取樣針在標記的供體蠟塊取樣位點處向下鉆取組織蠟芯,待取樣針自動復位后,輕推套管中的金屬實心內芯,將組織蠟芯推出,用鑷子將組織蠟芯頭向下放入載體蠟塊孔中,并用手指輕按組織芯,使其完全置入孔內,如此反復地將組織蠟芯有序地移入載體蠟塊中,直至裝滿。
(3)在制作組織芯片時應同時對已標記的石蠟組織編號,記錄其在微陣列中的位置。
(4)信息記錄和標記方法同前。
3.組織芯片制備的后期處理 由于取樣時不同標本組織芯的長度不同,將其全部插入預先準備的載體蠟塊制成微陣列時,陣列表面高低不平,必須進行后期處理,常用方法如下。
(1)將制備好的組織微陣列石蠟塊進行水?。?7℃,10~15min)或放入37℃溫箱中30min,待蠟塊適當軟化后,取一干凈空白載玻片,貼于受體蠟塊帶有組織芯的一面,用透明膠帶將受體蠟塊和載玻片稍用力固定在一起,輕輕均勻用力按壓載玻片,將凸出蠟塊表面的組織芯下壓至與受體蠟平齊,使受體蠟塊表面平坦光滑,在下壓的同時用玻片將石蠟從四周向中心輕輕擠壓,使石蠟與組織充分接觸,然后再放進55℃烤箱內2~4h,使組織芯和周圍蠟質相互融合;取出載體蠟塊,然后用單刃刀片將芯片組織蠟塊切成長方體。
(2)將制備好的組織微陣列石蠟塊含有組織的一面平放在一玻璃板上或模具內,置于56~60℃恒溫箱內,每5min觀察1次,待蠟塊和玻璃板中間出現(xiàn)液體狀的石蠟時把蠟塊取出,置于冰箱內冰塊上冷卻,也可常溫冷卻,筆者認為冰箱內冷卻效果更好,因為常溫下冷卻蠟塊必須底面(有組織芯的面)朝上,這時液狀石蠟容易流出,這將影響位于邊角的組織芯的切片質量。此外,此法在使用時需要定期觀察,既要保證組織芯和蠟融合在一起,又要防止蠟塊完全熔解,而至組織排列混亂,影響芯片使用。
4.切片和裱片 與普通切片一樣,組織芯片在切片前應將蠟塊置于-20℃冰箱中冷凍60 min。取出后快速夾在切片機上修正,最好一次全部切完,以提高芯片產量。切片厚度通常為3~4μm。切片刀要鋒利,以保證所有組織芯均能被完整切下,一般每個切片刀連續(xù)切20張后即要更換刀片,載玻片推薦使用無DNA酶、無RNA酶及無菌的“三無”硅化片。裱片時最好使用恒溫裱片器。切好的切片立即放入60℃左右的溫箱中烤片12~24h,然后將切片取出自然降至室溫,裝盒備用。若組織芯片用于RNA原位雜交,則須在DEPC水中裱片,切片的刀具亦需經RNA酶滅活處理,以免影響今后的檢測結果。此外,切片和裱片過程還需注意以下幾點。
(1)暴露出所有的組織蠟芯后,才能連續(xù)切片。
(2)裱片水溫以40℃左右為宜,過高組織易離散和飄移,過低則組織切片不易展開,常出現(xiàn)卷曲和皺褶。
(3)撈片時應注意芯片方向。
(4)適當控制烤片溫度,尤其剛經水裱片后的組織,此時組織尚未完全貼附于玻片,此時如烤片溫度過高,蠟質快速熔化,組織芯隨熔化的蠟質漂移,可造成點陣移位。
(5)切片刀一定要鋒利。
(6)最好將組織芯片裱于涂有黏附劑的載玻片上以降低脫片率。
(二)利用自制工具制備組織芯片
由于微陣列儀價格比較昂貴,在一定程度上限制了組織芯片技術在我國的應用。為此,部分研究者自行設計了打孔針和取樣針制備組織芯片,簡要介紹如下。
1.打孔針和取樣針的制備
(1)金屬環(huán)鉆:直徑3~4mm,將環(huán)鉆對準蠟塊典型病變處輕壓旋轉,環(huán)鉆前緣利刃即可切割出圓柱形芯狀組織,根據實驗設計編號排列蠟塊芯,制成組織芯片。
(2)腰穿針:打孔針選用針管為9號的腰穿針,外徑為0.9mm,外套200μl的Tip頭,在距Tip頭尖端5mm處截斷針管;取樣針選用針管為12號的腰穿針,內徑為0.75mm,外套200μl的Tip頭,在距Tip頭尖端4mm處截斷針管。
(3)帶實芯針的穿刺針:將帶實芯針的穿刺針進行研磨,一套針有四件,兩個空心針及配套的兩個實心針,針徑范圍0.6~2.0mm,須注意打孔針徑比取樣針徑小1號(即打孔針的外徑與取樣針的內徑一致),打孔針和取樣針的外周套彩色塑料膜以標記針進入蠟塊的深度,打孔針打孔的深度要比取樣針深1.0mm。
(4)日常用的皮帶沖:分別選用直徑0.2cm和0.1cm的皮帶沖進行打孔和取樣。
(5)注射器針頭:60ml注射器針頭2個,其內徑為1.5mm,分別用于打孔和穿取組織。
(6)廢棄的一次性18號腎穿針:該腎穿針內徑1.8mm,將其鋸成兩段,制成兩根針。帶有針柄的一根就可以直接使用,另一部分針段的一端插入到橡膠塞里并露出少許,制成另一根針,斷端磨平,尖端針鞘磨鋒利,即可使用。
2.載體蠟塊的制備 制備方法同前。
3.定位模板制作
(1)選用不銹鋼材料(大小由載體蠟塊決定),利用計算機編程,以線切割技術按預先設計的點陣(包括孔徑、孔間距及微陣列布局)在其上打孔,制成1個“模具”。
(2)選用透明材料,用記號筆按設計的點陣對其進行標記,與載體蠟塊緊密固定后即可用于打孔。
(3)根據樣本多少決定打孔數目和區(qū)域,并用直尺在載體蠟塊表面劃出網格線進行定位。
4.打孔和取樣 利用自制工具制備組織芯片時打孔和取樣與利用微陣列儀不同,進針時需要自己掌握方向和進針距離,進針時應注意保持針與蠟塊的垂直關系,而且打孔需快速進行,否則蠟塊變冷變硬時容易開裂。
總之,自Kononen J等1998年首次報道以來,其制作原理、制作過程和方法并沒有質的飛躍,只是使用的材料、工具和鋪片技術不同。目前研究者多選用組織直徑為0.6~2.0mm的中密度芯片(100~400樣點)和高密度芯片,其中中密度芯片(以100個左右的樣本點為多見),組織樣本直徑約1mm,間隔0.8mm,高密度芯片(>400樣點)常規(guī)取直徑為0.6mm的組織樣本,其樣本排列的間隔≤0.8mm。
(三)冷凍組織芯片制備
前面闡述的組織芯片制備及其應用均為石蠟包埋組織的組織芯片,但石蠟包埋組織對核酸特別是RNA的保護較差,在進行分子生物學實驗時檢測效果不甚理想。與石蠟包埋組織不同,冷凍組織可有效保護RNA。目前,有關冷凍組織芯片的報道較少,查閱相關文獻,冷凍組織的組織芯片首先由Fejzo等于2001年報道,并用該芯片進行了非放射性RNA原位雜交、熒光原位雜交和免疫組化等實驗,均取得了預期的效果。值得注意的是,我國鄭海燕等報道了一種冷凍組織芯片的制備方法,具有一定的應用價值,簡要介紹如下。
【樣本保存】 所有組織在離體后均應立即投入液氮中速凍,爾后保存于-70℃?zhèn)溆谩?/p>
【模塊制作】
1.制備環(huán)境 所有操作均在冷凍切片機的恒冷室中進行。
2.芯片陣列模塊的制作
(1)制備芯片模具:芯片模具為1個鋁合金正方形底座,其一側排布整齊均一、直徑為1.5mm,針間距為2.0mm的49根不銹鋼針,另一側設有把手。
(2)利用硬紙制備1個稍大于冷凍切片金屬底托的正方形紙框,并固定于切片機專用金屬托上,其內緩緩注入OCT(約為其2/3高度),注意勿產生氣泡。
(3)將模具輕輕插入OCT中,待OCT固化后,拔出模具,撕去紙框,即形成了49點陣的OCT空心陣列模塊。
3.目標組織選取 取出備用的組織,放入OCT中速凍,待OCT固化后移至-20℃,使組織稍軟,爾后,在冷凍切片機中進行切片(-25℃,6μm)。常規(guī)HE染色,鏡下觀察確定取樣部位。
4.取樣 用特制的套管針(內徑1.5mm),鉆取組織塊上相應位點長度3~4mm的組織芯。在液氮中凍結數秒鐘后按預先設計好的陣列順序迅速填入孔中,然后編號登記。重復上述操作流程直至微陣列制備完成。模塊做好后可直接切片,也可密封于-70℃保存?zhèn)溆谩?/p>
5.切片 將OCT微陣列模塊置于冷凍切片金屬托上,緩緩倒OCT液,均勻地蓋過標本,修塊至所有標本在同一平面后,切片與一般冷凍組織切片相同。
6.固定 固定液的選擇與后續(xù)實驗有關,對于常用的組織學染色選用4%多聚甲醛固定15~20min即可。如果切片后不立即進行染色應保存于-70℃?zhèn)溆谩?/p>
【注意事項】 在制備和切片過程中應注意以下幾點。
(1)本法不適用于微陣列儀,在制備時應自制打孔和取樣針(具體方法見本章第二節(jié))。
(2)組織芯在放入模具孔前應在液氮中冷卻片刻,這樣可使其保持更好的硬度及外形。
(3)打孔針及取樣針的直徑不應<1mm,點間距也不應<1mm。
(4)供體標本的厚度應盡量一致,這樣可以保證所有點盡可能處于同一水平面,增加切片數量,提高芯片的利用率。
(5)供體標本的溫度不應太低,太低時硬度大,取樣針不易穿透,造成取樣困難。
(6)載玻片盡量選擇進口無RNA酶的玻片,如德國Menzel Glaser公司的產品(規(guī)格為72片/盒)。
總之,目前有關冷凍組織芯片的報道較少。由于其制備較石蠟切片難,制作出的組織芯片密度及質量均還有待提高。不過與石蠟標本的組織芯片相比,冷凍組織芯片可更好地保護組織細胞中的抗原、核酸(特別是對RNA),冷凍組織芯片有很好地應用前景。
(四)組織芯片制作注意事項與效果評價
【注意事項】 盡管組織芯片是一種高通量的生物學研究方法,其制作原理比較簡單,而且采用自制工具也可制備出高質量的組織芯片,但在組織芯片制作過程中,目標組織區(qū)域的選取、載體蠟塊的制備、組織芯片蠟塊的后期處理以及切片、裱片等關鍵過程的細節(jié)處理都會直接影響到組織芯片的制備質量,并且組織掉片、組織抗原性或核苷酸的丟失、組織芯片的完整性和美觀性等也是困擾研究人員的主要問題。因此,有一些注意事項需要加以說明。
1.需要正確認識組織芯片的高通量 目前,對于組織芯片存在一種認識上的誤區(qū),即盲目追求組織芯片的密度,縮小組織樣本的直徑。一般而言,組織樣本直徑以0.6~1.5mm為宜,間距一般不應<0.2mm,照此推算,在每張組織芯片應以100~200個點為宜,這樣既可保證挖取的組織塊具有較好的代表性,又能降低組織芯片制備的技術難度,保證組織芯片的質量。故在組織芯片的設計中并不是組織點的數量越多越好。
2.認真進行組織芯片的設計 一般來說,設計的點陣必須便于在顯微鏡下對比觀察,即相關的點陣盡量放在一起,最需要注意的是設立標記,以便確定芯片方向。
3.供體蠟塊的選擇 供體蠟塊最好選用4%中性甲醛固定的蠟塊,而且蠟塊在切片后,須經液狀石蠟覆蓋蠟塊表面。此外,供體蠟塊的厚度及其制作過程也可影響芯片質量。由于存檔蠟塊經反復使用,組織厚薄不一,組織芯易出現(xiàn)漏取或深淺不一,而且存檔蠟塊的制作不盡相同,質量參差不齊,也可降低組織芯片的利用率。所以最好在平時工作中專門留取相應組織,規(guī)范取材,手工脫水、透明、包埋,保證供體蠟塊的質量。
4.打孔時機 載體蠟塊應該遵循即制即用的原則。
5.采用自制工具制備組織芯片 在打孔時應將定位模板卡與載體蠟塊共同固定,不能相互移動,這樣才能保證芯片上點與其所含信息一一對應。
6.供體蠟塊取樣前可采用烤箱加熱和水浴加熱 水浴加熱時水溫可控制在46~48℃,5~10min。蠟塊微微變軟時既不會造成蠟塊的碎裂,也不會造成相鄰孔的貫通,可最大限度地減少對供體蠟塊的損傷。
7.將組織芯推入載體蠟塊 動作應輕,否則易使組織芯彎曲或斷裂,在制作時應盡可能使組織芯具有相近的深度,如果供體蠟塊組織太薄,可在已標出的同一區(qū)域連續(xù)多次采集組織蠟芯,這樣可以保證芯片上所有點均得到充分利用,也可降低芯片的缺失率。
8.組織取樣 組織取樣時每個候選蠟塊均應進行重復取樣(制備2~3個點)。一方面是因為組織芯片切片和染色過程中會導致部分位點樣本丟失,從而無法評價結果,另一方面是由于腫瘤形態(tài)以及生物學特征的異質性。重復取樣可提高組織芯片檢測的可靠性和有效性。手工制作組織微陣列時,1個陣列由同一人操作較好,可避免由于個體差異造成的組織深度差異。
9.必須注重組織芯片制成后載體蠟塊的后期處理 由于組織芯長短不一,有些組織芯放入載體蠟塊的孔內后還可能突出于石蠟表面,導致載體蠟塊表面高低不平。因此,制成后應進行必要的后期處理保證表面組織芯處于同一水平面上,提高芯片的利用率。此外,芯片制備完成后使組織芯與載體蠟融合時應注意加溫,融合時要嚴格控制溫度和時間,不要讓溫度超過石蠟的熔點,導致組織芯片蠟塊完全熔化,造成組織陣列混亂。溫度也不能太低,融合時間也不能過短。
10.無效組織的處理 無效組織是指在目標蠟塊中定位不準確,未取到目標組織或組織厚度不夠,在HE切片下有所需組織,但由于組織太薄,再修整后已沒有所需組織。避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象的辦法是病理診斷醫(yī)師負責切片的診斷,準確找出所需區(qū)域并作出相應標記,在選擇供體蠟塊時盡可能選擇組織塊較厚的蠟塊。
11.組織芯片蠟塊切片 一般一個組織芯片蠟塊可制成200張左右的切片,每隔40張取一張作HE染色,以鑒別組織學類型是否仍具代表性。
12.進行免疫組織化學染色 由于免疫組化染色試劑都是液態(tài)的,滴加到組織芯片上時,由于表面張力的作用,致使液體邊緣部分向中間聚攏,周邊組織試劑過少不能覆蓋組織,而出現(xiàn)弱陽性或假陰性。可采用以下方法降低上述現(xiàn)象的發(fā)生率:一是試劑一定要足量,最少為200μl,即可全部覆蓋組織芯片從而避免上述結果的出現(xiàn);二是通過加蓋硅化蓋玻片或使用擦鏡紙覆蓋于組織表面,進行孵育,防止孵育過程中微量抗體的蒸發(fā),從而避免邊緣效應及干片問題。
【效果評價】 如前所述,組織芯片是由許多直徑0.6~2.0mm的組織構成的,我們并不能保證所有點均為“有效點”,在染色后部分點可能并不適用于后續(xù)數據分析,因此在分析時應將這些點排除。
1.排除標準 組織芯片殘缺組織點常用的排除標準如下。
(1)組織點內不含目的組織。
(2)組織點中所含待測樣本的面積小于組織芯原有面積的10%。
(3)組織點殘缺、掉片,剩余面積小于組織點原有面積的50%。
(4)組織點折疊,影響觀察。
(5)移位嚴重,無法確定其原始定位的組織點。
2.組織芯片利用率 目前報道的在排除不可分析的組織點后,組織芯片利用率為73.03%~93.75%。
3.爭議焦點 由于組織微陣列是以組織芯來代替原有的常規(guī)組織切片,這種小的組織芯是否能夠反映整個標本的分子構成,能否代表整個標本的生物學特征一直是爭議的焦點之一。為此,出現(xiàn)了很多關于普通切片與組織芯片結果對比研究的報道,這些研究主要對比的是免疫組化染色和核酸原位雜交結果。如我國研究者利用自制的乳腺癌組織芯片進行的對比研究結果表明普通切片和組織芯片ER、PR的陽性率分別是71.21%V.S.68.18%和63.64% V.S.57.58%,兩者間ER、PR表達(陰性/陽性)一致率分別為96.97%和93.93%。若采用陰性/弱陽性/陽性系統(tǒng)評定染色結果,則兩者之間的ER、PR表達一致率分別為93.93%和90.91%。盡管兩者一致率很高,但并不完全一致,并不是組織芯片上每一個組織芯都能完全代表其原來的普通切片,但這細小的差異并不影響大樣本的研究結果。從另一個角度講,組織芯片中ER和PR的陽性率都低于普通切片,其表達結果的不一致率分別為3.03%和6.07%,這些差異與腫瘤的異質性有關。國外研究者也對此進行了大樣本研究,如Fernebro等構建了直徑為0.6mm的直腸癌組織微陣列,利用免疫組化法研究Ki-67及P53的表達情況,并與常規(guī)組織切片的免疫組化結果進行對比分析,兩種方法P53的胞核染色率均為75%,Ki-67的陽性細胞百分比分別為81%和85%,結果高度一致,認為組織微陣列技術是一種可靠的高通量的研究方法,可以很好地重復常規(guī)組織大切片的研究結果。對于高度異質性的腫瘤組織標本,0.6mm大小的組織標本并不能完全獲得所有源于常規(guī)大標本中的信息,組織芯片的研究結果與常規(guī)腫瘤組織切片的結果存在一些差異。因此,對于無異質性的正常組織而言,其代表性可能不會受到影響,但對于異質性明顯的腫瘤組織可以通過在腫瘤組織多個區(qū)域取樣以捕獲更多的信息,避免腫瘤組織異質性產生的影響,提高組織芯片的采樣效率。重要的是,利用組織微陣列進行研究的目的并非進行診斷,而是研究腫瘤的分子特征與腫瘤的生物學行為及臨床治療與預后的關系,屬于群體研究而非個體研究。因此,組織芯片更適宜于檢測已知的或具有潛在臨床意義的分子靶點。作為一種大樣本的研究,組織芯片的研究結果具有較高的可信性。
總之,組織芯片技術是一種大樣本高通量的研究方法,單個樣本的偏差不會影響試驗結果的可信度,但采用多點取樣,遵循統(tǒng)一規(guī)范化的取材標準,仍是保證組織芯片技術可靠性的重要原則。
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