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解密病理诊断的基础语言 —— H&E 染色

发表时间:2026-10-21
解密病理诊断的基础语言 —— H&E 染色

组织病理学诊断的核心,是在显微镜下观察细胞形态、组织结构及细胞间相互关系,以此判别组织的正常生理状态或病理改变。新鲜离体组织富含水分,未经处理的组织切片近乎透明,各类细胞与间质结构之间缺乏天然对比度,无法直接镜下观察。H&E 染色通过两种具有选择性着色能力的染料,对组织内不同化学组分进行差异化标记,构建稳定、可重复、全球通用的组织显色体系。所有外科活检、手术切除标本,原则上均先行 H&E 染色切片观察;免疫组织化学、特殊染色、分子病理检测等技术,均建立在 H&E 切片形态学评估的基础之上。因此 H&E 染色并非一项简单的着色操作,而是病理领域通用的形态学语言。

一、H&E 染色完整工作流程

H&E 染色不是单一的染色步骤,而是一套连续的组织制备与染色工艺,从组织块到最终可镜检的玻片,分为组织前处理、切片、染色、封片四大阶段。

1. 组织固定

离体组织迅速放入固定液(常规为 10% 中性缓冲福尔马林),目的是快速交联组织内蛋白质,终止细胞自溶,保存细胞与间质原始形态,防止组织腐败变形。固定的质量直接决定后续切片与染色效果。

2. 脱水、透明、浸蜡与包埋

固定后的组织块内含大量水分,水与石蜡不相溶。依次使用梯度乙醇脱去组织内水分;再用二甲苯等透明剂置换乙醇,使组织透光、呈透明状态;随后将组织浸入熔融石蜡,冷却固化形成石蜡包埋块。石蜡块可长期保存,便于反复切片。

3. 切片与展片、捞片

石蜡块固定于轮转切片机,切成厚度约 3?5 μm 的超薄组织薄片;薄片漂浮于温水水面展平,再用洁净载玻片捞起,置于温箱烘烤,使组织牢固粘附在玻片上,防止染色过程中组织脱落。

4. 脱蜡至水

石蜡不溶于水,染色前必须脱蜡:玻片依次经过二甲苯脱蜡,梯度乙醇由高到低置换二甲苯,最后进入蒸馏水,使组织回到水环境,才能进行水溶性染料染色。

5. 染色

?  苏木素染色:玻片浸入苏木素染液,染色时间根据苏木精的类型和浓度而定。

?  分化:使用盐酸酒精溶液,去除细胞核中过多的苏木精染料,使细胞核的染色更加清晰。

?  返蓝:弱碱性水溶液(氨水 / 碳酸锂)处理,使细胞核呈现出更鲜艳的蓝色。

?  伊红染色:切片浸入伊红染液,染色时间根据伊红的浓度而定。

?  梯度乙醇脱水:去除组织内水分。

?  二甲苯透明,中性树胶封片:加盖盖玻片,隔绝空气,永久保存切片。

二、染料的靶向选择:苏木素与伊红的分工

H&E 染色由两种染料协同完成,二者靶向目标具有明确区分:苏木素主要标记细胞核;伊红主要标记细胞质、细胞外基质及其他蛋白性结构。二者着色的选择性,根源并非染料对结构的 “物理吸附”,而是基于电荷的化学结合,对应病理学中经典的嗜碱性、嗜酸性概念。

1. 苏木素:嗜碱性染料,靶向细胞核

天然苏木素本身几乎无色,不具备直接染色能力。染色过程中,苏木素经氧化反应生成苏木红,再与铝盐媒染剂(常规使用明矾)结合,形成带正电荷的有色金属络合物。细胞核内富含脱氧核糖核酸(DNA),DNA 分子的磷酸骨架携带大量负电荷。依据静电相互作用原理,带正电的苏木红?铝络合物可与带负电的核酸牢固结合,最终呈现稳定的蓝色。

染色质、核仁、染色体均富含核酸,因此着色深浅存在差异:浓缩染色质颜色更深,常染色质相对浅淡;核仁因含有大量 RNA,同样呈蓝紫色。病理医生依靠核的大小、形态、染色质分布、核仁数量及核分裂象,可以判断细胞是否存在异型性。

2. 伊红:嗜酸性染料,靶向细胞质与细胞外基质

伊红为酸性染料,在染色体系中解离后,染料离子携带负电荷。细胞质、胶原纤维、平滑肌纤维、红细胞、基底膜等结构主要成分为蛋白质。在 HE 染色的 pH 条件下,蛋白质多肽链上的氨基基团发生质子化,带有正电荷,带负电的伊红阴离子通过静电引力可与蛋白结合。

伊红本身为红色系染料,与蛋白组分结合后呈现粉红色。不同结构的蛋白种类、蛋白密度存在差异,因此粉色具有层次区分:胶原纤维呈明亮淡粉红色,平滑肌纤维为深粉红色,红细胞内血红蛋白可被伊红染成鲜亮的猩红色。这种色彩梯度,可以区分不同类型的细胞外基质,识别纤维化、出血、肌组织增生等病变。

三、H&E 染色切片镜下结果展示与判读

经完整流程制备的 HE 切片,在光学显微镜下呈现一套层次分明的色彩图景,可直观区分各类组织组分:

蓝色/蓝紫色(嗜碱性结构):

细胞核(DNA/RNA),包括上皮细胞、炎症细胞、肿瘤细胞的细胞核;细菌、部分钙化灶也可呈嗜碱性着色。

粉红色/红色(嗜酸性结构):各类蛋白结构

?  细胞质:不同细胞胞质着色深浅不一;

?  细胞外基质:通常呈较明显的粉红色至红色;

?  红细胞:特征性鲜红色;

?  角蛋白、肌纤维:不同程度红染。

四、H&E 染色构建的组织结构视觉地图

经过 H&E 染色的组织切片,形成一套标准化的色彩编码体系:蓝紫色信号代表核酸富集的细胞核,用于定位细胞、评估核形态;不同层次的粉红色信号代表蛋白类的胞质与间质,勾勒细胞轮廓、细胞排列方式以及组织支架。

在正常组织中,细胞的数量、核大小、胞质占比、间质分布均存在固定模式,形成稳定的形态学参照。当发生炎症、增生、肿瘤、坏死等病变时,这套有序的结构会发生改变:细胞核可能出现增大、深染、核形不规则、核分裂增多;细胞排列紊乱,间质出现水肿、纤维化、炎细胞浸润等改变。借助这张由蓝紫与粉红构成的微观视觉地图,可识别组织结构异常。

这套色彩编码体系具备高度可重复性,不同实验室、不同操作人员在规范操作下,均可获得稳定的染色结果。全球病理科共享同一套 HE 染色判读标准,不同地区研究人员可以直接对照 H&E 切片交流形态学发现,这正是其被称为病理 “基础语言” 的核心原因。

五、H&E 染色的不可替代性

HE 染色历经百余年发展,至今仍是病理诊断的基石。其优势体现在多方面:染色流程成熟、成本可控、重复性好,能够同时显示细胞核与细胞外基质两大核心组分,完整呈现组织架构。

免疫组化、原位杂交、二代测序等先进技术能够提供蛋白表达、基因层面信息,但这类检测均需要以 HE 切片的形态学观察为前提。脱离 HE 形态学评估,分子检测与免疫标记的结果将失去组织定位的形态学参照。

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备注:本产品仅供科研实验使用,不可用于临床诊断。


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