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技术百科:带你认识流式细胞术 (Flow Cytometry) PART 2 - 数据图谱解析

摘要: 接上期,在了解了流式细胞术的原理后,本期我们将深入探讨流式数据的呈现形式。如何读懂流式直方图?散点图中的圆点代表什么?什么是“设门”?本文将为您一一揭晓流式数据分析的核心奥秘。

1. 流式图概述 (Overview)

流式细胞仪的分析速度极快(通常 >10,000 个细胞/秒)。每个细胞都会产生 FSC(大小)、SSC(颗粒度)以及多个荧光通道的信号。为了直观地展示这些海量数据,我们主要使用以下两种图谱:

  • 流式直方图 (Histogram):展示单参数信息。
  • 流式散点图 (Dot Plot):展示双参数信息(最常用)。
  • 其他形式:如等高线图 (Contour Plot)、密度图 (Density Plot) 甚至 3D 图。

2. 流式直方图 (Histogram)

直方图的原理与统计学一致,用于分析单个通道的信号分布情况。

  • X 轴:代表信号强度(如 FSC 大小,或 FITC 荧光强度)。
  • Y 轴:代表细胞数量(Count)。
流式直方图示意图

图1:典型的流式直方图(双峰分布示意)

案例解析: 假设我们分析 100 个细胞的 FSC(体积)信号。如果在直方图上出现了两个波峰:

  • 左侧波峰(信号弱):代表体积较小的细胞群(如淋巴细胞)。
  • 右侧波峰(信号强):代表体积较大的细胞群(如单核细胞)。

直方图能直观地告诉我们:样本中主要由哪几类大小不同的细胞组成,以及各自的比例。

3. 流式散点图 (Dot Plot)

散点图是流式分析中最强大的工具,它能同时展示两个通道的信息。图中的每一个点代表一个细胞

3.1 FSC-SSC 散点图(物理图)

这是拿到数据后首先要看的图,用于根据物理特征对细胞进行初步分类。

  • X 轴 (FSC):细胞大小。
  • Y 轴 (SSC):细胞颗粒度/复杂程度。

经典案例:外周血白细胞分群
在 FSC-SSC 图上,白细胞通常会分为界限分明的三群:

  • 淋巴细胞:体积小、颗粒少(位于左下角)。
  • 单核细胞:体积中等、颗粒中等(位于中间)。
  • 中性粒细胞:体积大、颗粒多(位于右上角)。
FSC-SSC散点图示意

图2:外周血白细胞的 FSC-SSC 物理分群示意

3.2 门 (Gate) 的概念

什么是“设门”?
“门”就是我们在散点图上画的一个圈(或方框)。它的作用是“只看我想看的”。例如,我们在 FSC-SSC 图上圈出“淋巴细胞群”,那么在后续的荧光分析中,软件就只显示这一群细胞的荧光信号,排除了碎片、死细胞和其他细胞的干扰。

3.3 荧光信号散点图(化学图)

当我们圈定目标细胞后,就可以分析其表面标记物(如 CD3, CD4)的表达情况。

  • 坐标轴:通常是对数坐标 (Logarithmic Scale)
  • 原因:荧光信号的强弱差异巨大(阳性细胞比阴性细胞亮几百甚至几千倍),线性坐标无法容纳,必须用对数坐标才能同时看清阴性和阳性群。

图形解读:

  • 圆形/团状:表示细胞群性质均一。
  • 长条形:可能表示该标记物表达水平不均一,或者荧光补偿 (Compensation) 调节不当。

4. 群体信息与数据解读

流式细胞术关注的是统计学数据

  • 比例 (%):阳性细胞占总细胞的百分比(如 CD4+ T细胞占 35%)。
  • 平均荧光强度 (MFI):阳性细胞群的平均亮度,反映蛋白表达水平的高低。
进阶知识:Logicle 数据显示
也称为“双指数显示”。它解决了传统对数坐标无法显示负值(由补偿计算产生)的问题。在 Logicle 视图中,阴性细胞群通常呈现为对称分布在零轴附近的形态,这对判断补偿调节是否准确至关重要。