TẾ BÀO G1, GIÁ TRỊ TRONG TẦM SOÁT CÁC BỆNH LÝ CẦU THẬN (URINARY G1 CELL: VALUE IN pptx

TẾ BÀO G1, GIÁ TRỊ TRONG TẦM SOÁT CÁC BỆNH LÝ
CẦU THẬN (URINARY G1 CELL: VALUE IN THE SCREENING
FOR GLOMERULAR DISEASE OF THE KIDNEY)

GIỚI THIỆU
Tiểu máu vi thể là triệu chứng lâm sàng thưòng gặp. Có rất nhiều
nguyên nhân gây tiểu máu vi thể như bệnh lý cầu hoặc ống thận, sỏi niệu, u
thận, u niệu quản, nhiễm trùng tiểu trên và dưới, vỡ các mao mạch thận…
Tầm soát lâm sàng tiểu máu vi thể rất tốn kém, tốn thời gian, mà lại bất tiện
cho bệnh nhân. Do đó những nghiên cứu chuyên sâu hơn về thận học luôn
muốn phát hiện ra nguyên nhân tiểu máu tại cầu thận hay đường tiểu dưới .
Birch và Fairley, những người tiên phong trong lĩnh vực này đã thấy rằng hồng
cầu thoát li từ cầu thận bị loạn dạng, khác hẳn hồng cầu bình thường không từ
cầu thận
(1)
. Tuy nhiên có vài nghiên cứu khác không thể xác định giá trị chẩn
đoán kể trên
(2-5)
Năm 1992, Tomita và cộng sự đã báo cáo rằng hồng cầu niệu
có hình bia, dạng bánh vòng, và nẩy chồi trên màng, hay tế bào G1 là dấu ấn
chắc chắn của tiểu máu nguyên nhân từ cầu thận
(8,9,10,11)
. Phát hiện của Tomita
và cộng sự không phải là đầu tiên, vì trước đó Addis năm 1948
(12)
và Kohler và
cộng sự năm 1991
(13)
đã quan sát thấy hồng cầu niệu với hình thái tương tự
trong nước tiểu của bệnh nhân bị viêm cầu thận cấp. Những nghiên cứu sau này
đã đặt tên loại hồng cầu này là những tế bào hồng cầu gai và thấy rằng tỉ lệ

hồng cầu gai/ tổng số hồng cầu lớn hơn hay bằng 5% đều liên quan đến viêm
cầu thận trên 50% trường hợp
(13)
.
Key words: renal glomerular disease, semiquantitative cytologic
urinalysis, urinary G1 cell
INTRODUCTION
Microscopic hematuria is a common clinical problem. It has numerous
etiologies, including renal glomerular or tubular disease, urolithiasis, renal
tumor, urothelial neoplasm, infection of the kidney and lower urinary tract
and rupture of suburothelial capillary blood vessels Clinical investigation
of microscopic hematuria is costly, time-consuming and inconvenient to the
patient. Therefore, identification of patients with glomerular bleeding or
lower urinary tract hematuria is desirable for further nephrologic or urologic
investigation.
Birch and Fairley were apparently the first investigators who reported
that erythrocytes leaking from renal glomeruli were dysmorphic, in contrast
to normal erythrocytes of non-glomerular origin
(1)
. This finding proved to be
of diagnostic value in some studies
(2-5)
. However, other studies were unable
to confirm the diagnostic value the above-mentioned observation
(6,7)
. In 1992
Tomita et al. have reported that urinary erythrocytes with target
configuration, doughnut-like shape and membranous protrusions or blebs or
G1 cells constituted a reliable marker for renal glomerular hematuria
(8)

. This
finding was subsequently supported by the work of other investigators
(9-11)
.
The observation of Tomita and his associates was actually not original, as
urinary erythrocytes with similar morphological changes had been
previously observed in urine samples from patients with acute
glomerulonephritis by Addis in 1948
(12)
and by Kohler et al. in 1991
(13)
. The
latter investigators had named those erythrocytes acanthocytes and found
that an acanthocyte/total erythrocyte ratio equal or greater than 5% was
associated with a glomerulonephritis in over 50% of cases
(13)
.
Phát hiện này được ủng hộ bằng nghiên cứu của Kitamoto và cộng
sự
(9)
. Mặc dù một số nghiên cứu về hồng cầu loạn dạng đã tiến hành trên 20
năm, nhưng các tiêu chuẩn về hình thái của các tế bào trên vẫn chưa được
xác định rõ và tỷ lệ của nó cần cho việc xác định chẩn đoán bệnh lý cầu thận
vẫn còn đang bàn cãi
(1-7,9-13)
.
Các lý do chính của việc chưa xác định rõ tiêu chuẩn hình thái của
hồng cầu loạn dạng là trong tất cả các nghiên cứu này cặn lắng nước tiểu
không được cố định và người ta đã sử dụng kính hiển vi nền sáng và kính
hiển vi đối pha để quan sát mà các tiêu bản soi tươi không thể giữ được lâu

để xem lại được. Vì những thay đổi về hình dạng hồng cầu trên mẫu tế bào
soi tươi không được quan sát rõ dưới kính hiển vi nền sáng hay kính hiển vi
đối pha nên có sự khác biệt rõ trong nhận định về hình thái tế bào.
Sinh bệnh học của hồng cầu loạn dạng vẫn còn chưa biết rõ. Có 2
nghiên cứu về lĩnh vực này, một cho rằng hồng cầu thoát ly từ cầu thận mắc
bệnh là hoàn toàn bình thường, và chỉ thay đổi hình thái do thay đổi môi
trường thẩm thấu khi từ môi trường nhược trương của ống thận đến môi
trường nước tiểu nhiều acid
(14,15)
. Nghiên cứu khác cho rằng sự thay đổi hình
dạng hồng cầu là do 2 nguyên nhân: tổn thương cơ học của màng tế bào khi đi
qua màng đáy cầu thận bị tổn thương, và do tổn thương thẩm thấu khi đi trong
môi trường nhược trương của nước tiểu trong ống thận
(16)
. Theo Ye và Mao,
sự kết cả 3 nguyên nhân trên gây ra sự thay đổi hình dạng hồng cầu
(17)
.
Để đánh giá giá trị chẩn đoán của tế bào G1, người ta tiến hành 3
nghiên cứu ở người lớn như sau:
This finding was supported by the work of Kitamoto et al. who found that
a G1 cell/total erythrocyte ratio greater than 5% was also an evidence for
glomerular bleeding/disease
(9)
. Despite several studies on dysmorphic
erythrocytes conducted in the past two decades, morphologic criteria of those
cells had not been well-defined, and the required percentage of those cells for
making a firm diagnosis of glomerular bleeding had not been uniformly agreed
upon
(1-7,9,13)

.
The main reasons for the lack of well-defined morphologic criteria of
dysmorphic erythrocytes were that in all of those studies unfixed urine
sediments and bright-field and phase-contrast microscopes were used and
that the wet-mounted slides could not be kept permanently for review. Since
the morphologic changes of erythrocytes in wet-mounted cell samples were
not well-visualized under bright-field or phase-contrast microscopes, there
were significant discrepancies in observer interpretations of cell
morphology.
The pathogenesis of dysmorphic erythrocytes is largely unknown. In
two studies, erythrocytes leaking through diseased glomeruli were normal,
and these cells acquired dysmorphic changes by osmotic injury while
passing through hypotonic renal tubules and by exposure to a concentrated
acidic urine
(14,15)
. In another study the dysmorphic changes, in certain cases,
could be attributed to 2 consecutive injuries: mechanical injury to the cell
membrane during passage through the damaged glomerular basement
membrane and osmotic injuries during passage through hypotonic renal
tubules
(16)
. In the study conducted by Ye and Mao, a combination of a
mechanical injury to the cell membrane, osmotic injury and exposure to
acidic urine was necessary to cause dysmorphic changes
(17)
.
To evaluate the diagnostic value of urinary G1 cells, 3 studies were
conducted in adult patients:
1/ Hồi cứu trên 174 bệnh nhân có bệnh lý cầu thận được xác định trên
mô học

(18)
.
2/ Tiền cứu 43 bệnh nhân có tế bào G1 trong cặn lắng nước tiểu
(19)
.
3/ Nhóm chứng gồm 10 người bình thường, 15 bệnh nhân sỏi niệu, 13
bệnh nhân carcinôm tế bào thận và carcinôm đường niệu và 24 nạn nhân tổn
thương ống thận.
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Ba nhóm bệnh nhân trên được chọn lựa từ hồ sơ lâm sàng và giải phẫu
bệnh của khoa thận và khoa giải phẫu bệnh của bệnh viện Đại học Alberta
(Edmonton, Alberta, Canada) trong 11 năm, kết thúc tháng 6 năm 2006. Các
mẫư nước tiểu nghiên cứu được chuẩn bị theo kỹ thuật dùng cho tổng phân
tích nước tiểu bán định lượng(SCU)
((18)
. Phương pháp này cho phép cô đặc
các thành phần tế bào để dễ đánh giá hình thái.
Trong tổng phân tích nước tiểu bán định lượng, lấy 100-200 ml nước
tiểu tươi giữa dòng, không sử dụng chất cố định ethanol và đưa ngay đến
phòng xét nghiệm tế bào. Lấy 10 ml quay li tâm với tốc độ 1800 vòng trong
10 phút. Bỏ 9ml nước phía trên, 1 ml còn lại trải trên 4 lam, trải vừa đủ
không quá dày. Sau đó cố định ngay lập tức bằng cồn 95
o
trong 5 phút, sau
đó nhuộm bằng phương pháp Papanicolaou
(18)
.
Đầu tiên quan sát bằng vật kính 10, chọn lựa các vùng tế bào và quan
sát kỹ hơn bằng vật kính 40. Đánh giá và đếm các thành phần tế bào và trụ tế
bào. Tế bào G1 là những hồng cầu có hình bánh vòng, hồng cầu có màng

nẩy chồi và hồng cầu có hình bia với hoặc không có nẩy chồi trên màng. Các
hồng cầu biến dạng không có hình bia, hình bánh vòng và có màng nẩy chồi
xếp vào nhóm hồng cầu có hình dạng bình thường. Tính tỉ lệ tế bào G1 /
tổng số hồng cầu đếm được trong mỗi 200 hồng cầu kể cả tế bào G1.

1. A retrospective study of 174 patients with histologically confirmed renal
glomerular diseases
(18)
.
2. A prospective study of 43 patients showing only G1 cells in their urine
sediments
(19)
.
3. A control group study consisting of 10 normal individuals, 15
patients with urolithiasis, 13 patients with renal cell carcinoma and urothelial
carcinoma and 24 victims with renal tubular injury
(19)
.
MATERIALS AND METHODS
The three above-mentioned patient groups were selected from the
clinical and pathological files of the Nephrology Division and the
Department Laboratory Medicine and Pathology at the University of Alberta
Hospital (Edmonton, Alberta, Canada) during an 11-year period ending in
June 2006. In those studies urine samples were prepared according to the
technique used for semiquantitative cytologic urinalysis (SCU)
(18)
. This
preparation method allowed a concentration of cellular elements for easy
morphologic evaluation.
For SCU, a sample of 100 to 200 mL of mid-stream, freshly voided

urine without ethanol fixatives was submitted to the hospital cytology
laboratory. An aliquot of 10 mL was centrifuged at 1800 rpm for 10 min.
Nine mL of the supernatant was discarded, and four cytospin smears were
prepared from the remaining one mL of the sediment. If the cell button was
too thick, it was smeared with a coverslip. The smears obtained were
immediately fixed in 95% ethanol for 5 minutes and then stained by the
Papanicolaou method
(18)
. The four smears were first screened with a x 10
objective and then selected cellular areas were carefully evaluated in high-
power fields, using a x 40 objective. Different cellular elements and casts
were evaluated and counted. G1 cells were defined as distorted red blood
cells with doughnut-like shape, membranous protrusions or blebs and target
configuration with or without membranous blebs. Distorted erythrocytes
without target configuration, doughnut-like shape and membranous blebs or
protrusions were collectively grouped with morphologically normal
erythrocytes as “erythrocytes”. A G1 cell/total erythrocyte ratio was
calculated by evaluating 200 erythrocytes including G1 cells.
KẾT QUẢ
Hồi cứu
Tập hợp 174 trường hợp tại khoa giải phẫu bệnh bệnh viện đại học
Alberta trong 6 năm, kết thúc tháng 12 năm 2001. Dựa trên đặc điểm tế bào
học người ta chia thành 4 nhóm riêng biệt
(18)
:
- Nhóm 1: Chỉ có nhiều hồng cầu (13 bệnh nhân).
- Nhóm 2: Nhiều tế bào G1 và hồng cầu, không có trụ hồng cầu(95
bệnh nhân)
- Nhóm 3: Nhiều tế bào G1 và hồng cầu, hiếm trụ hồng cầu (1-2/ 5
quang trường lớn) (35 bệnh nhân).

- Nhóm 4: Nhiều hồng cầu và trụ hồng cầu.
Trong nhóm 1 (13 trường hợp, 7,5%) có các loại bệnh cầu thận khác
nhau như: viêm cầu thận tăng sinh là dạng thường gặp, tiếp theo là xơ hoá
cầu thận khu trú từng phần và bệnh cầu thận do đái tháo đường…
(18)
.
Trong nhóm 2 (95 trường hợp, 54,6%) có các loại bệnh cầu thận khác
nhau như bệnh cầu thận tăng sinh và bệnh cầu thận IgA, tiếp theo là bệnh cầu
thận do lupus, bệnh màng đáy mỏng, bệnh cầu thận xơ hoá khu trú từng
phần…
(18)
.
Trong nhóm 3 (35 bệnh nhân, 20,1%) các bệnh cầu thận tăng sinh và
bệnh cầu thận IgA là loại thường gặp nhất…
Trong nhóm 4 (31 trường hợp, 17,8%) bệnh cầu thận tăng sinh thường
gặp nhất, tiếp theo là xơ hoá cầu thận khu trú từng phần , viêm cầu thận tăng
sinh màng, và viêm thận do lupus…
(18)
.
Trong nhiều trường hợp gia tăng từ nhẹ đến vừa các tế bào ống thận,
phản ánh tình trạng tổn thương thiếu máu cục bộ của ống lượn xa, thứ phát sau
giảm tưới máu của động mạch ra (dẫn máu đến vasa recta và mạng lưới mao
mạch quanh ống) do tổn thương cầu thận.

RESULTS
Retrospective Study
Those 174 cases were accumulated at the University of Alberta
Hospital pathology laboratory during a 6-year period ending in December
2001. Based on the cytological findings those cases were classified into 4
morphologically distinctive groups

(18)
.
1. Abundant erythrocytes only (13 patients).
2. Abundant G1 cells and erythrocytes, and no erythrocytic casts (95
patients).
3. Abundant G1 cells and erythrocytes, and rare erythrocytic casts (1-
2/5hpfs)(35 patients).
4. Abundant erythrocytes and erythrocytic casts (1-2/hpf), and no G1
cells (31 patients).
- In group 1 (13 cases, 7.5% of patients) different types of glomerular
diseases were found with proliferative glomerulonephritis being the most
common disease followed by focal glomerular sclerosis and diabetic
nephropathy…
(18)
.
- In group 2 (95 cases, 54.6% of patients) different types of
glomerular diseases were found with IgA and proliferative
glomerulonephritis being the most common ones, followed by lupus
nephritis, thin basement membrane disease, and focal glomerular sclerosis
etc…
(18)
.
- In group 3 (35 cases, 20.1% of patients) different types of
glomerular diseases were found with proliferative glomerulonephritis and
IgA nephropathy being the the most common lesions…
(18)
.
- In group 4 (31 cases, 17.8% of patients) different types of glomerular
disease were found with proliferative glomerulonephritis being the most
common one followed by focal glomerular sclerosis, membranoproliferative

glomerulonephritis and lupus nephritis, etc…
(18)
. In many cases a mild or
moderate increase in number of renal tubular cells was present, reflecting an
ischemic injury of distal convoluted tubules that was secondary to a decrease in
perfusion of efferent arterioles (giving rise to vasa recta and peritubular capillary
network) caused by glomerular lesions.
Tiền cứu
43 bệnh nhân của nhóm nghiên cứu được chọn từ hồ sơ lâm sàng / giải
phẫu bệnh của bệnh viện đại học Alberta trong vòng 4 năm, kết thúc tháng 6
năm 2006. Chia thành 3 nhóm:
- Nhóm có sinh thiết thận,
- Nhóm chứng lâm sàng và/ hoặc giải phẫu bệnh có bệnh liên quan
cầu thận,
- Nhóm chỉ có bằng chứng lâm sàng liên quan bệnh lý cầu thận.
1/ 19 bệnh nhân có sinh thiết thận cho thấy có các dạng bệnh lý cầu
thận khác nhau như bệnh thận IgA là dạng thường gặp nhất, tiếp đến là viêm
cầu thận cấp…
2/ 15 bệnh nhân có bệnh lý liên quan đến thận, trong đó 4 người có
sinh thiết da cho thấy viêm mạch máu huỷ bạch cầu (2 bệnh nhân), lupus đỏ
hệ thống (2 bệnh nhân), 3 bệnh nhân sinh thiết phổi hở cho thấy viêm hạt
Wegener ở phổi, 8 bệnh nhân khác có bằng chứng lâm sàng và sinh hóa của
viêm cầu thận cấp (n=3), bệnh thận do đái tháo đường (n=3), viêm thận di
truyền(n=2).
3/ Trong 9 bệnh nhân khác, 3 người tiểu máu lành tính (bệnh màng
đáy mỏng), 6 người có thể bệnh cầu thận IgA hay bệnh màng đáy mỏng mà
không có suy thận.
Các bệnh nhân này đều được kiểm tra nước tiểu và chức năng thận
định kỳ. Không ai có biểu hiện suy chức năng thận hay thay đổi đáng kể trên
cặn lắng nước tiểu.

Lưu ý rằng những bệnh nhân đáp ứng tốt với điều trị có sự cải thiện rõ
triệu chứng tiểu máu và lượng tế bào G1 giảm hay biến mất hoàn toàn. Do
vậy, tổng phân tích nước tiểu bán định lượng dùng để đánh giá hiệu quả điều
trị hoặc phát hiện sự tái phát sớm của một vài bệnh lý cầu thận. Tổng phân
tích nước tiểu bán định lượng để kiểm tra tế bào G1 cũng được dùng để tìm
người cho thận phù hợp trong các trường hợp cần ghép thận.

Prospective Study
The 43 cases in this study were selected from the University of
Alberta Hospital pathology/nephrology files during a 4-year period ending in
June 2006. Those cases were divided in three groups: patients with renal
biopsy, patients with clinical and/or pathological evidence of diseases with
renal glomerular involvements, and patients with clinical evidence of
diseases with renal involvement
(19)
.
1. 19 patients had renal biopsy showing different types of renal
glomerular disease with IgA nephropathy being the most common lesion
followed by acute glomerulonephritis….
2. 15 patients had diseases with renal involvement. Among them 4
had skin biopsies showing leukocytoclastic vasculitis (n=2) and systemic
lupus erythematosus (n=2). 3 patients had open lung biopsies showing
Wegener pulmonary granulomatosis, and 8 other patients showed clinical
and biochemical evidences of acute glomerulonephritis (n=3), diabetic
nephropathy (n=3) and hereditary nephritis (n=2).
3. Of the other 9 patients, 3 had benign familial hematuria (thin
basement membrane disease), 6 had probable IgA nephropathy versus thin
basement membrane disease without impaired renal functions.
These patients were periodically evaluated with repeated SCU and
renal function tests. None of them showed deteriorated renal functions or

remarkable changes in their urine sediments.
It is important to note that in patients who responded satisfactory to
medical treatments an improvement of hematuria is observed with a
decrease in number or disappearance of G1 cells. Thus, SCU may be used to
evaluate the therapeutic effectiveness or to detect early recurrence of some
renal glomerular diseases
(19)
. SCU for G1 cell detection is also universally
used for screening for potential kidney donor for renal transplantation.
Nhóm chứng
Không tìm thấy tế bào G1 trong tất cả 62 bệnh nhân
(19)
. Trong 14
trường hợp sỏi niệu và carcinôm thận – niệu, có tiểu máu rõ và nhiều tế bào
giả G1
(18)
. Hiếm thấy trụ hồng cầu trong 11 trường hợp tổn thương ống thận
nặng mà lại có nhiều tế bào ống thận thoái hoá.
KẾT LUẬN
1/ Trụ hồng cầu là biểu hiện quan trọng của chảy máu cầu thận.
2/ Tỉ lệ tế bào G1 / tổng số tế bào hồng cầu thay đổi từ 10-100% cho thấy
chảy máu cầu thận.
3/ Nếu không phát hiện tế bào G1, trên 50% các trường hợp bệnh lý cầu
thận bị bỏ sót khi xem tế bào học nước tiểu ở bệnh nhân có bệnh cầu thận thật
sự mà không có trụ hồng cầu.
4/ Bệnh cầu thận có thể không có tế bào G1 hay trụ hồng cầu trong
cặn lắng nước tiểu, có thể do lỗi kỹ thuật.
5/ Không thấy tế bào G1 ở bệnh nhân chảy máu ống thận hay đường
tiểu dưới.
6/ Nước tiểu sạch không chất cố định ethanol là mẫu tốt nhất để quan

sát tế bào G1 vì cố định lâu trong cồn hồng cầu và trụ hồng cầu sẽ bị phá
hủy.
7/ Cần phát hiện ra tế bào giả G1 (artifact) và các tế bào này không
phải dấu hiệu của chảy máu tại cầu thận.
8/ Do tế bào G1 hình thành trong nước tiểu acid với độ thẩm thấu cao,
nên lấy nước tiểu vào buổi sáng rất thích hợp để tìm tế bào G1.
9/ Pha loãng nước tiểu ít hay quá cô đặc và chất kiềm thường không
thích hợp để phát hiện tế bào G1.

Control Group Study
No G1 cells were found in all 62 patients in this group
(19)
. In 14 cases
with urolithiasis and renal cell or urothelial carcinoma, an important
hematuria was present and abundant pseudo-G1 cells were observed
(18)
. Rare
erythocytic casts were found in 11 cases with severe renal tubular injury that
were characterized by the presence of numerous viable and degenerated
renal tubular cells.
CONCLUSIONS
1. Erythrocytic casts are an important manifestation of renal
glomerular bleeding.
2. A G1/total erythrocyte ratio varying from 10-100% indicates a
renal glomerular bleeding.
3. If G1 cells are not identified, at least 50% of renal glomerular diseases
will be missed by urine cytology in patients with renal glomerular diseases
showing no erythrocytic casts.
4. Renal glomerular disease may not show G1 cells or erythrocytic
casts in their urine sediments. Faulty collection or preparation techniques are

usually the main reasons.
5. G1 cells are not seen in renal tubular or lower urinary tract
bleeding.
6. Freshly voided urine without ethanol fixatives is the best sample for
identifying G1 cells, as long fixation in ethanol will destroy erythrocytes and
erythrocytic casts.
7. Effort should be made to identify pseudo-G1 cells (artefactual
changes) and these cells are not a marker for renal glomerular bleeding.
8. As G1 cells are formed in acidic urine with high osmolarity, first
morning urine samples are more suitable for detection of G1 cells.
9. Random or spot urine that is often diluted and alkaline is less
suitable for G1 cell detection.
10/ Mẫu nước tiểu loãng của bệnh nhân suy thận hay của bệnh nhân
uống quá nhiều nước thì không đạt để phát hiện tế bào G1.
11/ Mẫu nước tiểu bị nhiễm bẩn với chất tiết âm đạo sẽ che lấp tế bào
G1, do đó cần vệ sinh vùng hội âm trước khi lấy nước tiểu sạch để phân tích
bán định lượng.
12/ Nước tiểu lấy từ ống thông bàng quang không thích hợp để phân
tích bán định lượng vì chứa nhiều hồng cầu và nhiều tế bào đường tiết niệu.

10. Diluted urine samples from patients with impaired renal function
and from individual with excessive water intake are suboptimal for G1 cell
detection.
11. Urine sample contaminated with vaginal secretion may obscure
G1 cells. Therefore, perineum washing is required prior collection of voided
urine samples for SCU.
12. Urine collected by bladder catheterization is unsuitable for SCU as it
contains abundant erythrocytes and urothelial cells.