مغز استخوان بافت نرم و اسفنج مانندی است که در داخل استخوان‌های بزرگتر بدن یافت می‌شود و سلول‌های خونی را تولید می‌کند. آسپیراسیون و بیوپسی مغز استخوان روش‌هایی هستند که برای جمع‌آوری و بررسی سلول‌ها و ساختار مغز استخوان استفاده می‌شوند.

مغز استخوان ساختاری لانه زنبوری یا اسفنج مانند دارد که از شبکه فیبری تشکیل شده است که با مایع پر شده است. بخش مایع حاوی سلول‌های بنیادی خون (خونساز)، سلول‌های خونی در مراحل مختلف بلوغ و "مواد خام" مانند آهن، ویتامین B12 و فولات است که برای تولید سلول مورد نیاز است.

وظیفه اصلی مغز استخوان تولید گلبول‌های قرمز (RBC)، پلاکت ها و گلبول‌های سفید خون (WBCs) است. تعداد و نوع سلول‌هایی که در هر زمان تولید می‌شوند، بر اساس نیازهای بدن (مثلاً در عفونت ها یا هنگام از دست دادن خون) و همچنین جایگزینی طبیعی و مداوم سلول‌های قدیمی است.

گلبول‌های قرمز (RBC)

گلبول‌های قرمز که erythrocytes نیز نامیده می‌شوند، اکسیژن را در سراسر بدن حمل می کنند. گلبول‌های قرمز معمولاً حدود 40 تا 45 درصد حجم خون را تشکیل می‌دهند و معمولاً حدود 120 روز در گردش خون زنده می‌مانند. مغز استخوان گلبول‌های قرمز را با سرعتی تولید می‌کند که جایگزین گلبول‌های قرمز قدیمی می‌شود. گلبولهای قرمز قدیمی پیر شده و تحلیل می‌روند یا در اثر خونریزی از بین می‌روند، بنابراین همواره سعی می شود تعداد نسبتاً ثابتی از گلبول‌های قرمز در خون حفظ شود.

گلبول‌های سفید (WBC)

پنج نوع مختلف گلبول سفید وجود دارد: لنفوسیت‌ها، نوتروفیل‌ها، ائوزینوفیل‌ها، بازوفیل‌ها و مونوسیت‌ها. هر کدام نقش متفاوتی در محافظت از بدن در برابر عفونت ایفا می‌کنند.

پلاکت‌ها

پلاکت‌ها که ترومبوسیت نیز نامیده می‌شوند، قطعات سیتوپلاسمی سلول‌های بسیار بزرگی هستند که در مغز استخوان به نام مگاکاریوسیت‌ها وجود دارند و برای لخته شدن طبیعی خون ضروری هستند.

در مغز استخوان، یک سلول بنیادی تحت توسعه و تمایز قرار می‌گیرد تا به یکی از این انواع مختلف سلول‌های خونی تبدیل شود. آن‌هایی که به سلول‌های لنفوئیدی تمایز می‌یابند، متعاقباً به لنفوسیت تبدیل می‌شوند. سایر پیش‌سازها بیشتر توسعه یافته و به گرانولوسیت ها (نوتروفیل‌ها، ائوزینوفیل‌ها، بازوفیل‌ها)، مونوسیت‌ها، پلاکت‌ها یا گلبول‌های قرمز خون (گلبول‌های قرمز) تبدیل می‌شوند.

سلول‌ها زمانی که کاملاً بالغ یا نزدیک به بلوغ کامل هستند از مغز استخوان به سیستم گردش خون وارد می‌شوند. بنابراین، جمعیت سلول‌های درون مغز استخوان معمولاً شامل سلول‌هایی در مراحل مختلف رشد، از بسیار نابالغ تا تقریباً بالغ وکامل می‌شود.

آزمایش آسپیراسیون مغز استخوان یا بیوپسی  شامل جمع‌آوری نمونه‌های مغز استخوان و بررسی سلول‌ها و ساختار میکروسکوپی آن‌ها می‌شود. نمونه‌های مغز استخوان را می‌توان در صورت نیاز برای آزمایش‌های مختلف دیگر مانند ایمونوفنوتایپ فلوسیتومتری، آنالیزکروموزوم، هیبریداسیون فلورسانس درجا (FISH)، آزمایش مولکولی، یا آزمایش میکروبیولوژی (کشت) ارسال کرد. متخصصی که در تشخیص اختلالات مرتبط با خون تخصص دارد، معاینه و بررسی نمونه‌های مغز استخوان را انجام می‌دهد.

آسپیراسیون مغز استخوان

آسپیراسیون مغز استخوان نمونه‌ای از مایع حاوی سلول‌ها را جمع‌آوری می‌کند تا بتوان آنها را زیر میکروسکوپ بررسی کرد یا بوسیله ی آزمایش‌های دیگر ارزیابی کرد. یک متخصص به صورت میکروسکوپی اسلایدهای فیکس شده از مایع حاصل از آسپیراسیون را بررسی می‌کند. سلول‌ها بر اساس تعداد، نوع، بلوغ، ظاهر و غیره بررسی می‌شوند و با سلول‌های موجود در خون با استفاده از نتایج آزمایش شمارش کامل خون (CBC) و اسمیر خون مقایسه می‌شوند. این آزمایش به عنوان مثال تعیین می‌کند:

- نسبت M/E - این حروف اختصاری مربوط به نسبت میلوئید/اریتروئید است. این محاسبه تعداد سلول‌های میلوئیدی (پیش‌سازهای WBC) را با سلول‌های اریتروئیدی (پیش‌سازهای RBC) مقایسه می‌کند.

- شمارش افتراقی - تعیین می‌کند که آیا سلول‌های هر دودمان (WBC، RBC، سلول‌های تولیدکننده پلاکت) بلوغ منظم و کاملی را نشان می‌دهند، و اینکه آیا سلول‌ها در مقایسه با یکدیگر به نسبت طبیعی وجود دارند یا خیر.

- وجود هر گونه سلول غیرطبیعی مانند سلول های لوسمیک یا تومور

بیوپسی مغز استخوان

بیوپسی یک تکه‌ی استوانه‌ای را جمع‌آوری می‌کند که ساختار مغز را حفظ می‌کند. نمونه بیوپسی توسط متخصص بررسی می‌شود تا مشخص شود:

- وضعیت سلولی مغز استخوان - حجم سلول‌ها با حجم سایر اجزای مغز استخوان مانند چربی مقایسه  می‌شود (و اینکه آیا وضعیت سلولی یا سلولاریته برای سن طبیعی است، افزایش یافته یا کاهش یافته است)

- آیا دودمان سلولی مختلف (میلوئید، اریتروئید و مگاکاریوسیتی) به تعداد کافی وجود دارد یا خیر؟

- در صورت وجود هر گونه نفوذ غیر طبیعی در مغز (سرطان، عفونت) و همچنین هرگونه تغییر در استرومای مغز استخوان (مثلاً فیبروز) یا خود استخوان (پوکی استخوان)

- بسته به اینکه پزشک به چه شرایطی مشکوک است یا در حال بررسی است، ممکن است تعدادی آزمایش دیگر روی نمونه مغز انجام شود. چند مثال عبارتند از:

در مورد لوسمی ممکن است آزمایشاتی برای تعیین نوع لوسمی انجام شود. این‌ها شامل تعیین نشانگرهای آنتی ژنی (به عنوان مثال، تعیین ایمونوفنوتایپ با فلوسیتومتری) برای ارائه اطلاعات در مورد نوع لوسمی موجود، از جمله نشانگرهای پیش آگهی یا درمانی است.

همچنین ممکن است از لکه‌های خاصی برای بررسی ذخیره آهن در مغز استخوان و تعیین اینکه آیا یک پیش‌ساز غیرطبیعی اریتروئید (RBC) با ذرات آهن در اطراف هسته آن (به اصطلاح سیدروبلاست حلقه‌ای) وجود دارد استفاده شود.

ممکن است برای تشخیص ناهنجاری‌های کروموزومی در مورد لوسمی، میلودیسپلازی، لنفوم یا میلوما، آنالیز کروموزومی و/یا آنالیز FISH درخواست آزمایش شده باشد.

آزمایشات مولکولی ممکن است بر روی نمونه ای از مغز استخوان برای کمک به تشخیص انجام شود. مثال‌ها عبارتند از:

• T-cell receptor gene rearrangement
• B-cell immunoglobulin gene rearrangement
• JAK2 mutation
• BCR-ABL
• PML-RARA

مغز استخوان ممکن است برای جستجوی عفونت‌های ویروسی، باکتریایی یا قارچی که می‌توانند باعث «تب ناشناخته» شوند، کشت داده شود. برخی از باکتری‌ها و قارچ‌ها را نیز می‌توان با رنگ آمیزی‌های خاص تشخیص داد.

نمونه برای آزمایش چگونه جمع آوری می‌شود؟

آسپیراسیون مغز استخوان یا روش بیوپسی توسط پزشک یا سایر متخصصان آموزش دیده انجام می‌شود. هر دو نوع نمونه ممکن است از استخوان لگن (iliac crest) جمع‌آوری شود. گاهی اوقات، یک روش دوطرفه انجام می‌شود که در آن مغز استخوان از هر دو لگن چپ و راست جمع‌آوری می‌شود.

شایع‌ترین محل جمع‌آوری (iliac crest) برآمدگی بالایی پشت استخوان لگن است (البته گاهی اوقات از جلوی استخوان لگن نمونه برداری می‌شود). قبل از عمل، برخی از بیماران ممکن است نیاز به تزریق خون داشته باشند، اگر شمارش خون آنها بسیار پایین باشد، تا از خونریزی بیش از حد جلوگیری شود. اکثر بزرگسالان این روش را به خوبی تحمل می‌کنند، اما ممکن است به برخی از آن‌ها در صورتی که بسیار مضطرب هستند یک آرامبخش خفیف داده شود. کودکان اغلب تحت بیهوشی قرار می گیرند. سپس از بیمار خواسته می‌شود که برای جمع آوری به روی شکم یا پهلو یا پشت دراز بکشد و پایین بدن فرد با پارچه هایی پوشانده می‌شود تا فقط ناحیه اطراف محل در معرض دید قرار گیرد.

محل نمونه برداری با یک ضد عفونی کننده مناسب تمیز می‌شود و با تزریق یک بی حس کننده موضعی بیحس می‌شود. هنگامی که محل بی حس شد، پزشک یک سوزن را از طریق پوست به داخل استخوان وارد می‌کند. برای آسپیراسیون، یک سرنگ به سوزن متصل می‌شود تا مقدار کمی از مغزاستخوان جمع شود. برای بیوپسی مغز استخوان، از یک سوزن مخصوص استفاده می‌شود که امکان جمع‌آوری یک تکه‌ی جامد (نمونه استوانه‌ای) مغز استخوان را فراهم می‌کند.

حتی اگر پوست بیمار بی‌حس شده باشد، بیمار ممکن است در طول این روش ها احساس فشار کوتاه اما ناراحت کننده داشته باشد. پس از بیرون کشیدن سوزن، یک باند استریل روی محل قرار داده می‌شود و فشار وارد می‌شود. کل روش معمولاً فقط چند دقیقه طول می کشد. سپس از بیمار خواسته می‌شود که محل جمع‌آوری نمونه را برای حدود 48 ساعت خشک و پوشیده نگه دارد.