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基于全景病理图像细胞密度和异型特征的胶质瘤自动分级

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生物医学工程学杂志 2021年第6期38卷 1062-1071页

作者：韩继能谢嘉伟顾松闫朝阳李建瑞张志强徐军南京信息工程大学自动化学院南京210044 南京大学医学院附属金陵医院放射诊断科南京210002 南京信息工程大学医学人工智能联合研究院南京210044

胶质瘤是最常见的恶性脑肿瘤,其高低级别分类是制定治疗方案和预后的重要参考指标。临床中,脑胶质瘤的高低分级诊断通常由病理医生阅读全景病理图像(WSI)来完成,该任务繁琐且对医生经验要求较高。根据2016年第4版《中枢神经系统肿瘤WHO... 详细信息

胶质瘤是最常见的恶性脑肿瘤,其高低级别分类是制定治疗方案和预后的重要参考指标。临床中,脑胶质瘤的高低分级诊断通常由病理医生阅读全景病理图像(WSI)来完成,该任务繁琐且对医生经验要求较高。根据2016年第4版《中枢神经系统肿瘤WHO分类》标准,细胞的富集程度、核异型、坏死等现象与胶质瘤分级密切相关。受该标准启发,本文定量分析脑全景病理图像中细胞密度和异型特征,对胶质瘤进行高低级别自动分级。首先分析全局细胞密度定位感兴趣区域(ROI),提取全扫描图像的全局密度特征,然后对感兴趣区域提取局部密度特征和异型特征,最后利用特征选择并构建平衡权重的支持向量机(SVM)分类器,5折交叉验证的受试者工作特性曲线下的面积(AUC)为0.92±0.01,准确率(ACC)为0.82±0.01。实验结果表明,本文提出的感兴趣区域定位方法可快速有效地实现定位,构建的细胞密度和异型特征能够实现胶质瘤的自动分级,为临床诊断提供可靠依据。

关键词：胶质瘤分级病理图像细胞密度细胞核异型

基于影像-病理对照的软组织肉瘤DWI和IVIM-DWI与其核分裂计数、细胞密度的相关性研究

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基于影像-病理对照的软组织肉瘤DWI和IVIM-DWI与其核分裂计数、细...

作者：刘晴大连医科大学

学位级别：硕士

目的:基于影像-病理对照,旨在探讨软组织肉瘤DWI、IVIM-DWI参数与其核分裂计数、细胞密度之间的相关性。材料与方法:一、病例资料收集2020年9月至2022年11月行MRI检查并经病理证实为软组织肉瘤患者22例,其中男10例、女12例,年龄21-81岁... 详细信息

目的:基于影像-病理对照,旨在探讨软组织肉瘤DWI、IVIM-DWI参数与其核分裂计数、细胞密度之间的相关性。材料与方法:一、病例资料收集2020年9月至2022年11月行MRI检查并经病理证实为软组织肉瘤患者22例,其中男10例、女12例,年龄21-81岁,平均年龄55.59±17.57岁,中位年龄61.5岁。所有病例中滑膜肉瘤5例、粘液样脂肪肉瘤3例、纤维肉瘤3例、粘液样纤维肉瘤2例、隆突性皮肤纤维肉瘤1例、未分化多形性肉瘤2例、肌纤维母细胞肉瘤1例、多形性横纹肌肉瘤1例、平滑肌肉瘤1例、腺泡状软组织肉瘤1例、血管肉瘤1例、硬化性脂肪肉瘤1例。二、MR检查技术（一）MR设备:使用美国GE Discovery 750w 3.0T超导MRI扫描仪,选择16通道相控阵列腹部线圈、大柔线圈、腕关节线圈、肩关节线圈或头颈联合线圈。（二）MR检查序列:对患者进行常规MRI（TWI、TWI-FS、TWI、TWI-FS）、DWI、IVIM-DWI检查及常规增强检查。（三）DWI及IVIM-DWI图像后处理及其参数的采集:将DWI、IVIM-DWI原始图像传送至ADW 4.7工作站,利用Functool软件获得ADC、Standard ADC、D、D*、f、DDC、α定量参数伪彩图,结合常规MRI及增强图像,避开出血、坏死、囊变信号,选择肿瘤实性区域,在肿瘤DWI或IVIM-DWI信号最高并且强化最明显处手动勾画ROI,获得参数值。三、影像-病理对照方法1、体表定位标记;2、MRI检查,获得与胶丸所在层面的横断面图像,即为影像面;3、术中定位标记,用于辨别标本的头侧与左右侧;4、病理取材,得到与影像面相对应的病理取材面。四、HE染色及观察五、观察指标（一）影像学指标:常规MRI征象、DWI及IVIM-DWI伪彩图特征、DWI定量参数:ADC值（ADCmin、ADCmean、ADCmax值）、IVIM-DWI定量参数:（1）单指数模型参数:Standard ADC值;（2）双指数模型参数:D、D*、f值;（3）拉伸指数模型参数:DDC、α值。（二）病理学指标:大体病理表现、组织病理学特征、核分裂计数、细胞密度。六、统计学方法统计分析使用软件SPSS 26.0进行。所有定量数据（ADCmin、ADCmean、ADCmax、Standard ADC、D、D*、f、DDC、α值、核分裂计数、细胞密度）进行Kolmogorov-Smirnov检验,验证是否呈正态分布;两位观察间影像参数与病理指标的一致性采用组内相关系数（Interclass correlation coefficient,ICC）评估;分析影像参数与病理指标之间的相关性,采用Pearson或Spearman相关性检验;P细胞组成,呈编织状、束状、漩涡状或巢状分布,以纤维间质为主、细胞核异型重度、坏死面积≤50%的多见。（二）核分裂计数及细胞密度:22例软组织肉瘤的核分裂计数呈非正态分布,细胞密度呈正态分布。核分裂计数为6（4,12.5）,细胞密度为22.958±14.119%。三、影像参数与病理指标间的相关性（一）DWI、IVIM-DWI参数值与其核分裂计数的相关性ADCmean、Standard ADC、D、D*、DDC值均与核分裂计数有相关性（r=-0.439、-0.487、-0.456、0.544、-0.488）。（二）DWI、IVIM-DWI参数值与其

关键词：软组织肉瘤扩散加权成像体素内不相干运动核分裂计数细胞密度

超声弹性成像结合组织硬度及细胞密度对乳腺癌诊断价值的相关性研究

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超声弹性成像结合组织硬度及细胞密度对乳腺癌诊断价值的相关性研...

作者：叶心怡杭州师范大学

学位级别：硕士

目的:研究超声弹性成像评分、硬度计定量测量结果及细胞密度与乳腺良恶性肿瘤之间的相关性,并探讨超声弹性成像检查对乳腺癌的诊断价值,明确恶性病变硬度和细胞密度之间的相关性。方法:收集我院2020年8月至2021年8月收治的152例乳腺血... 详细信息

目的:研究超声弹性成像评分、硬度计定量测量结果及细胞密度与乳腺良恶性肿瘤之间的相关性,并探讨超声弹性成像检查对乳腺癌的诊断价值,明确恶性病变硬度和细胞密度之间的相关性。方法:收集我院2020年8月至2021年8月收治的152例乳腺血管外科患者的资料,共203个乳腺结节。根据常规病理结果,分成良性与恶性组。参与研究的每位患者术前均接受常规超声检查和超声弹性成像(UE)检查,并使用硬度计检测术中切除的乳腺病变的硬度。收集病理组织标本,制作切片进行HE染色。染色完成后,每份病变组织选取5个无坏死、无囊变、细胞分布均匀的视野区域作为计数区,使用Image-Pro Plus 6.0软件计算细胞密度,取平均值为最终细胞密度值。本研究的所有数据均使用SPSS 25.0软件进行统计分析。结果:将超声弹性成像、乳腺X线摄影及乳腺MRI的检查所需时间、检查费用、是否有放射性及是否需静脉注射造影剂进行横向对比,证实UE在无创无辐射的同时,检查更方便快捷且成本更低。经常规病理检查结果证实,UE对乳腺恶性肿瘤诊断的准确性、敏感性及特异性分别为79.2%、58.6%及82.7%,而误诊率及漏诊率分别为17.3%和36.7%。通过X检验发现,恶性组中UE的诊断准确性明显高于良性组,差异具有统计学意义(X=60.14,P细胞密度计算结果显示,良性组细胞密度为25.45±8.09%,恶性组为34.47±5.16%。使用Mann-Whitney U检验发现,恶性组的细胞密度高于良性组,差异有统计学意义(Z=8.73,P细胞密度与超声弹性成像评分存在正相关(r=0.274,P细胞密度在乳腺恶性肿瘤中明显高于乳腺良性病变,这与乳腺恶性肿瘤的生理特性密切相关,提示组织硬度的改变可能与细胞密度增加有关。

关键词：乳腺恶性肿瘤硬度超声弹性成像活检细胞密度

载不同细胞密度水凝胶复合体的3D生物构建及特性研究

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载不同细胞密度水凝胶复合体的3D生物构建及特性研究

作者：苗胜中国人民解放军空军军医大学

学位级别：硕士

骨缺损修复是骨科领域的医学难题。传统的骨修复材料构建方法不能满足适配患者的个体化需求,材料仿生效果差,治疗效果不理想。3D生物打印是组织修复材料构建领域的一门新兴技术,可将活细胞混合到生物材料中按照需求打印成具有功能的组... 详细信息

骨缺损修复是骨科领域的医学难题。传统的骨修复材料构建方法不能满足适配患者的个体化需求,材料仿生效果差,治疗效果不理想。3D生物打印是组织修复材料构建领域的一门新兴技术,可将活细胞混合到生物材料中按照需求打印成具有功能的组织结构。3D生物打印可以根据个体的实际情况设计模型,从而精准化制备与个体匹配的组织结构。明胶/海藻酸钠均为天然的聚合物,因具有较好的流变性能和生物相容性,常常被用作3D生物打印的墨水。课题组前期研究发现纳米硅酸镁锂可促进BMSCs成骨分化,并且在水凝胶中亦可促进骨质修复;然而,在混合硅酸镁锂的水凝胶中BMSCs密度对其矿化和成骨能力的影响却鲜有研究。在本研究中我们将BMSCs的接种密度作用作为研究目标,使用明胶/海藻酸钠/硅酸镁锂复合水凝胶作为生物墨水,3D生物打印出不同细胞密度的水凝胶复合体并对其生物医学特性进行研究。研究目的生物墨水的调配是3D生物打印的关键步骤,其中细胞的密度又是其中关键参数。因此本研究使用3D生物打印的方法制备不同细胞密度的水凝胶复合体,对水凝胶复合体的性能进行表征,并通过体外和体内实验探讨不同细胞密度的水凝胶复合体的矿化和成骨能力。研究方法第一部分我们使用西安点云生物公司提供的3D生物打印机,按照打印机的使用操作规程制定水凝胶复合体模型打印程序;培养大鼠BMSCs并通过流式细胞术对其表型进行鉴定,将BMSCs与明胶/海藻酸钠/硅酸镁锂复合水凝胶混合制备不同细胞密度的生物墨水(T0、T5、T6、T7、T8组,细胞密度分别为0,1×10/ml,1×10/ml,1×10/ml,1×10/ml),执行打印程序制备几组不同细胞密度的水凝胶复合体。第二部分中我们使用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析各种原材料和复合水凝胶复合体的组分构成,运用单轴压缩试验测定各组水凝胶材料的应力应变曲线并计算压缩模量,冻干法测定各组打印水凝胶复合体的水合性能,通过显微镜观察打印后细胞在水凝胶复合体内的分布情况,并且利用细胞骨架染色观察细胞伸展情况,培养3d、7d、14d后行活/死细胞染色观察细胞在水凝胶复合体内的存活率,用以评价细胞的生存状态。第三部分我们将各组水凝胶复合体在体外培养不同时间后,通过茜素红染色观察水凝胶复合体矿化的程度,借助EDS能谱分析矿化结节的成分,然后从水凝胶复合体中解离出细胞后测定相应的碱性磷酸酶(ALP)活性,采用q RT-PCR测定各组细胞Runx2、OSX、ALP、OCN、Col1a等成骨相关基因的表达。第四部分我们将各组水凝胶复合体分别植入到大鼠的臀后肌袋内,分别于术后2周、4周、8周取材,采用X线摄片和micro-CT扫描及三维重建观察矿化成骨情况,利用EDS能谱分析植入物的元素构成,然后采用免疫荧光染色确定成骨蛋白的生成,通过Masson染色观察胶原的生成以及天狼猩红染色确定胶原的分型。研究结果第一部分3D打印机操控及复合体制备生物打印机可便捷的进行连接,通过打印机软件生成水凝胶复合体模型;应用干细胞贴壁的特性分离提纯原代BMSCs,并且鉴定得出BMSCs纯度在95%以上;按照不同细胞密度制备生物墨水,运行程序制备出不同细胞密度的水凝胶复合体。第二部分水凝胶复合体的表征与生物学评价XRD和FTIC分析发现水凝胶复合体的吸收峰包含了所有原材料的特征峰,表明各种原材料在复合物中均存在,单轴压缩试验发现应力与应变基本上呈线性关系,应力随应变的增大而增大,1×10/ml组的压缩模量小于其他组(P0.05),显微镜下观察细胞均匀分布于水凝胶复合体内,T6和T7组细胞可见梭形伸展,骨架染色能看到细胞在水凝胶复合体内自由伸展、分裂和相互接触;活/死染色发现体外培养3d、7d、14d时T5、T6、T7组的细胞存活率均在90%以上,而T8组却低于90%。第三部分水凝胶复合体的体外矿化研究在体外培养7d、14d、21d后,茜素红染色发现含细胞的T5、T6、T7、T8组水凝胶复合体上均有红色结节,说明有矿化结节的生成,而不含细胞的T0组几乎没有红色结节;水凝胶复合体上结节的EDS能谱发现钙磷比例1.38,接近于羟基磷灰石;ALP活性检测发现在14d后T7组的ALP活性要高于其他组,q RT-PCR测定发现T7组在7d时的Runx2、OSX和14d时ALP、OCN、Col1a表达量高于其他各组。第四部分水凝胶复合体植入肌袋内异位成骨研究X线和micro-CT扫描及三维重建发现T5、T6、T7、T8组均有矿化成骨,而T0组有极少的成骨量,植入物EDS能谱分析钙磷比例1.45,更加接近羟基磷灰石;成骨相关蛋白免疫荧光染色发现Runx2、OSX、OCN在T6、T7、T8组都有较为明显的产生,而Col1a在T7组的生成量多于其他各组;Masson和天狼猩红染色发现T7组的胶原生成量最多且Ⅰ/Ⅲ型胶原比例最大

关键词： 3D生物打印骨髓间充质干细胞细胞密度水凝胶骨修复

细胞密度对肝细胞和肝癌细胞钙粘素表达、分布及细胞运动的不同影响

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生物医学工程学杂志 2010年第6期27卷 1255-1260页

作者：王红兵徐秋华杨本艳姿邹小兵杨力杨晓栋邵静林雨重庆大学生物工程学院重庆400044 重庆大学化学化工学院重庆400044

通过对肝细胞(L02)和肝癌细胞(HepG2)生长密度的调控,并对不同生长密度的HepG2和L02形态特征、运动变形能力和细胞骨架变化,以及E钙粘素表达和分布进行检测和定量分析。发现HepG2的E钙粘素表达比L02显著增加,随生长密度增高L02的E钙粘... 详细信息

通过对肝细胞(L02)和肝癌细胞(HepG2)生长密度的调控,并对不同生长密度的HepG2和L02形态特征、运动变形能力和细胞骨架变化,以及E钙粘素表达和分布进行检测和定量分析。发现HepG2的E钙粘素表达比L02显著增加,随生长密度增高L02的E钙粘素表达上调,并向细胞间接触区域聚集;而HepG2的E钙粘素表达水平有下调倾向,但始终保持弥散分布状态;细胞生长密度对两种细胞的运动速率、净迁移距离均有抑制作用,但HepG2的运动变形能力较正常L02增强,L02运动轨迹离散度随细胞生长密度增加而逐渐减小,不同生长密度下HepG2运动轨迹离散度均较大。这些结果表明L02生长密度与其细胞间E钙粘素聚集呈正相关,并与细胞运动变形能力呈负相关。HepG2间E钙粘素无聚集倾向,而其细胞生长密度对细胞运动变形能力有一定抑制作用,但不如正常L02明显。

关键词：肝癌细胞细胞密度 E钙粘素分布迁移能力

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细胞密度对抗癌药药效评估准确性的研究

计量科学与技术 2023年第4期67卷 57-62,56页

作者：薛志超赵佳威李永淑曾嘉明龚晓云中国计量科学研究院北京100029 中国计量大学杭州322002 深圳中国计量科学研究院技术创新研究院深圳518107

使用贴壁细胞进行试验时,细胞接种密度的大小直接关系到细胞贴壁后的密度,是影响后续生物学实验准确性的关键因素。将贴壁Hela细胞系作为研究对象,使用体外实验中常用的3000个细胞/孔和4000个细胞/孔两个密度对细胞进行接种,对比两组细... 详细信息

使用贴壁细胞进行试验时,细胞接种密度的大小直接关系到细胞贴壁后的密度,是影响后续生物学实验准确性的关键因素。将贴壁Hela细胞系作为研究对象,使用体外实验中常用的3000个细胞/孔和4000个细胞/孔两个密度对细胞进行接种,对比两组细胞接种密度的接种后面积差异、接种后生长速率差异以及对传统化疗药与新型靶向药的药物实验结果差异。结果显示,接种密度为3000个细胞/孔和4000个细胞/孔,两组细胞占每孔底面积有显著统计学差异(P细胞/孔时细胞生长速率高于3000个细胞/孔。在使用传统化疗药顺铂时,接种密度为3000个细胞/孔及4000个细胞/孔时,第1天、第3天、第5天的药物抑制率无差异,但在使用细胞周期抑制剂帕博西尼时,第1天、第3天、第5天的药物抑制率均有显著差异。因此,细胞的起始接种密度对部分特殊药物的评估存在重要影响。

关键词：计量学细胞计量细胞密度生长速率药物抑制率抗癌药物

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居瘤胃解纤维素菌细胞密度与纤维素酶的合成

微生物学报 2012年第9期52卷 1069-1074页

作者：王璨东秀珠中国科学院微生物研究所微生物资源前期开发国家重点实验室北京100101

居瘤胃解纤维素菌(Cellulosilyticum ruminicola)H1是本实验室分离自青海牦牛瘤胃的一株新的纤维素降解细菌。前期研究发现,菌株H1在滤纸纤维素上连续传代数次后无法生长,只有在纤维素降解产物纤维二糖中培养后方能继续在纤维素中生长,... 详细信息

居瘤胃解纤维素菌(Cellulosilyticum ruminicola)H1是本实验室分离自青海牦牛瘤胃的一株新的纤维素降解细菌。前期研究发现,菌株H1在滤纸纤维素上连续传代数次后无法生长,只有在纤维素降解产物纤维二糖中培养后方能继续在纤维素中生长,并恢复其纤维素降解活性。这与纤维素酶合成受"代谢产物抑制"的传统认识相悖。【目的】证明菌株H1的纤维素酶合成受细胞密度调控。【方法】检测菌株H1的纤维素酶活和转录水平在高和低密度细胞培养物中差异,并检测高密度细胞培养物中的寡肽对低密度细胞纤维素酶活和转录水平的促进作用。【结果】菌株H1的高密度细胞培养物的纤维素酶活和转录水平比低密度细胞的高3-10倍;并且高密度细胞培养液能显著提高低密度细胞纤维素酶活和转录水平。【结论】居瘤胃解纤维素菌(Cellulosilyticum ruminicola)H1纤维素酶的合成受细胞密度调控。

关键词：纤维素降解细菌纤维素酶合成细胞密度

旋链角毛藻生长与胞内多聚磷酸盐对磷的响应研究

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海洋环境科学 2024年第3期43卷 359-367页

作者：王晓阳沈盎绿上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306

本研究分析了不同磷酸盐培养条件下旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)不同生长阶段的生长情况以及藻细胞内多聚磷酸盐(polyphosphate,PolyP)的变化特征。结果表明:在高磷培养条件下,旋链角毛藻最高细胞密度可达4.99×10^(9)cell/L,细... 详细信息

本研究分析了不同磷酸盐培养条件下旋链角毛藻(Chaetoceros curvisetus)不同生长阶段的生长情况以及藻细胞内多聚磷酸盐(polyphosphate,PolyP)的变化特征。结果表明:在高磷培养条件下,旋链角毛藻最高细胞密度可达4.99×10^(9)cell/L,细胞核PolyP和短链PolyP在起始期显著高于指数生长期,细胞核长链PolyP在起始期显著高于指数生长期和维持期(P细胞密度为9.35×10^(7)cell/L,藻类细胞质长链PolyP在指数生长期显著高于维持期。无论是高磷还是低磷培养条件下,旋链角毛藻细胞总PolyP都与藻细胞密度呈显著负相关性(P细胞密度与细胞核长、短链PolyP呈显著负相关性,而在低磷培养条件下旋链角毛藻细胞密度与细胞质、细胞核长链PolyP呈显著负相关性。本研究结果可为阐明旋链角毛藻赤潮生消过程中磷酸盐的储存利用机制提供一种新的思路。

关键词：旋链角毛藻多聚磷酸盐生长阶段细胞密度

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细胞因子释放综合征的体外试验探索性研究

中国药物警戒 2024年第6期21卷 625-631页

作者：傅盈双李双星姜华屈哲霍桂桃杨艳伟张頔黄瑛李波林志国家药物安全评价监测中心药物非临床安全性评价研究北京市重点实验室中国食品药品检定研究院安全评价研究所北京100176

目的建立细胞因子释放综合征(CRS)的体外评价方法,对试验体系细胞密度、阳性药种类及浓度进行探索。方法分别用CD3抗体(OKT3)(0.1~5μg)、OKT3(0.1~1μg)+CD28抗体(anti-CD28)(1、2μg·mL^(-1))、佛波酯(PMA)(10~100 ng·mL^(-1))、PMA(10~100 ng·mL^(-1))+离子霉素(ION)(1、5μg·mL^(-1))刺激外周血单个核细胞(PBMC)48 h,用CCK-8法检测细胞增殖情况来筛选PBMC的最佳密度及药物的最佳浓度。实验分为7组:对照组、OKT30.1μg+anti-CD281μg·mL^(-1)组、OKT30.5μg+anti-CD281μg·mL^(-1)组、OKT31μg+anti-CD281μg·mL^(-1)组、PMA 10 ng·mL^(-1)+ION 1μg·mL^(-1)组、PMA 25 ng·mL^(-1)+ION 1μg·mL^(-1)组、PMA 50 ng·mL^(-1)+ION 1μg·mL^(-1)组,分别与PBMC细胞暴露48 h,收集细胞上清,通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测药物作用下PBMC释放细胞因子白介素-6(IL-6)、干扰素γ(IFN-γ)情况。结果与对照组相比,OKT3和PMA均引起中密度、高密度PBMC显著增殖,各剂量OKT3和PMA均引起细胞增殖。与阳性药单独使用相比,药物联合使用产生更强的细胞活化效应。与对照组相比,在OKT3(0.1~1μg)+anti-CD28(1μg·mL^(-1))作用下,PBMC释放IL-6、IFN-γ显著增加;在PMA(10~50 ng·mL^(-1))+ION(1μg·mL^(-1))作用下,PBMC分泌IFN-γ与对照组相比显著增加,在PMA(25~50 ng·mL^(-1))+ION(1μg·mL^(-1))作用下,PBMC分泌IL-6与对照组相比显著增加。结论确定了PBMC体外CRS风险评价方法的细胞密度、阳性药物种类及浓度、药物联合使用浓度。

关键词：细胞因子释放综合征 CD3单克隆抗体 CD28抗体佛波酯离子霉素外周血单个核细胞细胞密度