病理学的“黄金标准”:HE 染色超全指南与图像判读技巧
导读: 在医学和生物学领域,苏木精-伊红染色(Hematoxylin and Eosin Staining, HE 染色)无疑是“王者”。它是组织病理学诊断的黄金标准,提供组织结构和细胞形态最基本的清晰视图。本文将从原理、关键步骤到图像判读,为您揭示 HE 染色的全部奥秘,并提供高质量图像的优化技巧!
一、🎨 HE 染色的核心原理:酸碱的“联姻”
HE 染色是利用细胞和组织内不同成分对酸性和碱性染料的亲和力差异进行对比染色的方法。
- 苏木精(Hematoxylin):染核的“碱性染料”
- 性质:苏木精本身不是染料,需要与媒染剂(通常是铝盐)结合形成有色化合物,表现出碱性。
- 亲和力:它与细胞内的酸性物质结合,主要包括:
- 细胞核:细胞核内的 DNA 和核蛋白(富含磷酸基团)呈酸性。
- 颜色呈现:将细胞核染成蓝色或蓝紫色(Basophilia,嗜碱性)。
- 伊红(Eosin):染浆的“酸性染料”
- 性质:伊红是一种酸性染料。
- 亲和力:它与细胞内的碱性物质结合,主要包括:
- 细胞质:细胞质中的蛋白质、线粒体等呈碱性(富含氨基基团)。
- 细胞外基质:胶原纤维、弹力纤维等。
- 颜色呈现:将细胞质和细胞外基质染成红色或粉红色(Acidophilia,嗜酸性)。
🔑 核心结论: 蓝色看核,粉色看浆和间质,对比度清晰,结构一目了然。
二、🛠️ 高质量 HE 染色的关键步骤与优化
HE 染色虽然经典,但任何一步操作不当都会导致染色质量严重下降。
- 组织固定与处理(基石)
- 固定剂:多数采用 10% 中性福尔马林溶液。固定不充分会导致组织自溶或染色不均匀。
- 脱水与透明:组织需要经过梯度酒精脱水(防止水干扰石蜡)和二甲苯透明(使组织与石蜡相溶)。如果脱水不彻底,组织将变脆或无法顺利包埋。
- 切片(Sectioning):薄与平
- 厚度:推荐厚度通常为 3-5 $\mu\text{m。切片过厚,组织重叠,细胞结构模糊;切片过薄,细胞核可能缺失,影响诊断。
- 展片:切片完成后需在 40-45°C 温水中展开,确保切片平整、无褶皱。
- HE 染色操作流
| 步骤 | 目的 | 关键要点 | 常见问题 |
| 脱蜡 | 移除石蜡,使染料能进入组织 | 需使用二甲苯或环保脱蜡剂充分浸泡。 | 脱蜡不全,组织边缘发白,染色浅。 |
| 水化 | 使组织由油性转为水性,为染色做准备 | 酒精梯度递减浸泡(如 100% $\to$ 95% $\to$ 70%)。 | 水化不彻底,后续苏木精无法充分结合。 |
| 苏木精染色 | 细胞核染色(蓝) | 时间控制是关键。 过长会导致颜色过深,细胞质被污染。 | 染色过深(Over-staining)。 |
| 分化 | 选择性脱色,去除苏木精在细胞质和间质上的非特异性染色。 | 使用稀盐酸酒精(酸性),时间极短(数秒)。 | 分化不足,细胞质带蓝;分化过度,细胞核褪色。 |
| 蓝化 | 使苏木精的蓝染稳定,颜色由红紫转为纯蓝。 | 使用弱碱性溶液(如弱氨水或 Scott Tap Water)。 | 蓝化不充分,细胞核呈紫红色。 |
| 伊红染色 | 细胞质和间质染色(红/粉) | 时间通常较苏木精长(1-3 分钟),根据所需深浅调整。 | 染色过浅,细胞质结构模糊。 |
| 脱水与透明 | 使组织再次转为油性,为封片准备。 | 酒精和二甲苯梯度递增。 | 脱水不彻底,封片后出现气泡或浑浊。 |
| 封片 | 用中性树胶封片,长久保存。 | 确保无气泡。 | — |
三、🔍 图像判读技巧:蓝与粉中的病理密码
拿到一张 HE 染色切片,如何快速、准确地判读其中的信息?
- 蓝色:细胞核形态与数量
- 正常细胞核:结构清晰、核膜完整、核仁清楚,染色质分布均匀。
- 异常判读:
- 核增大且深染(Hyperchromatism):细胞核 DNA 含量增加,是恶性肿瘤的常见特征之一。
- 核分裂活跃(Mitosis):细胞核正在分裂,提示组织增生活跃。
- 核固缩(Pyknosis)/核碎裂(Karyorrhexis):细胞凋亡或坏死的特征。
- 粉色:细胞质与间质信息
- 细胞质:
- 嗜酸性增强:细胞内蛋白质合成旺盛或发生变性(如玻璃样变)。
- 空泡化:细胞质中出现空泡,可能是脂肪变性或水肿。
- 细胞间质(粉色背景):
- 炎症反应:间质内出现大量炎性细胞(如淋巴细胞、中性粒细胞,它们的细胞核呈蓝色或紫色,且形态不规则)。
- 纤维化:胶原纤维(呈深粉色或红色)增生,提示慢性损伤和修复过程。
- 水肿:间质疏松,粉色物质减少,水样物增多。
- 对比度:结构与层次
高质量的 HE 染色应呈现出清晰的层次感:
- 上皮组织:细胞排列紧密、核浆比例稳定。
- 腺体组织:腺泡或导管结构完整、腔隙清晰。
- 肌组织:肌纤维的横纹或梭形结构清晰可见。
💡 总结:HE 染色的质量控制
HE 染色虽老,但其质量是病理诊断的生命线。
| QC 检查项 | 目标效果 | 优化方向 |
| 细胞核颜色 | 蓝紫清晰,不弥散,无淡粉色干扰。 | 严格控制分化和蓝化时间。 |
| 细胞质颜色 | 红色或粉色均匀,无蓝色残留。 | 确保水洗和伊红染色的时间充分。 |
| 切片形态 | 平整、无刀痕、无褶皱。 | 优化切片机温度和展片操作。 |
| 脱水透明 | 切片无水迹,封片后透明。 | 确保二甲苯和无水酒精足够新鲜。 |
掌握 HE 染色的细节,就是掌握了组织学和病理学的入门密码。希望这份指南能帮助您制作出更多高质量的“黄金标准”切片!
