October 25th, 2011
نحن هنا وصف طريقة لقياس التباين الجزيئية في المقاطع النسيجية من المواد السرطانية باستخدام كمية المناعي ، وتحليل الصور ، والإحصائي لقياس عدم التجانس. ويهدف الأسلوب لاستخدامها في تطوير العلامات البيولوجية السريرية والتحليل.
الهدف العام من التجربة التالية هو تحديد تعبير المؤشرات الحيوية بدقة عبر أقسام الأنسجة الكاملة للسرطان البشري من أجل تعيين قيمة عددية لدرجة عدم التجانس في التعبير عن البروتين. يتم تحقيق ذلك عن طريق مسح الأجزاء المناعية ذات العلامات الفلورية من الأنسجة السرطانية باستخدام ماسح ضوئي فلوري كامل الشريحة يتم اختيار مناطق الاهتمام التالية داخل الورم للتقييم.
ثم يتم تحديد التعبير عن البروتين محل الاهتمام داخل مناطق الورم الغازية باستخدام نظام تحليل الصور الآلي لتحليل الأكوا. في النهاية ، يمكن استخدام هذه الطريقة لرسم خريطة لتعبير المؤشرات الحيوية في الأنسجة السرطانية ، والتي غالبا ما تكون غير متجانسة للغاية عبر قسم الأنسجة. الميزة الرئيسية لاستخدام هذه التقنيات على الطرق التقليدية مثل الكيمياء المناعية باستخدام كواشف التصور الملونة والمتري هي أن التألق المناعي أكثر كمية وأكثر حساسية.
منخلال اقتران هذه الطرق التحليلية بقسم كامل ، يتيح المسح المناعي الفلوري رسم خرائط دقيقة للاختلافات الطفيفة في تعبير المؤشرات الحيوية عبر الأنسجة. لأول مرة ، يوضح هذه الإجراءات مارك جوستافسون ، المدير المباشر للعمليات في مختبر Histo RX. بعد الميكروتوم ، وتقسيم خزعة الأنسجة السرطانية وتلوين الفلورسنت المناعي للعينة للتعبير عن المؤشرات الحيوية ذات الأهمية ، قم بتحميل ما يصل إلى خمس شرائح من الأقسام الملطخة في كاسيت الشريحة للماسح الضوئي للشرائح.
ثم استخدام الواجهة في وحدة تحكم نطاق الفحص. لكل شريحة ، حدد منطقة لتشمل جميع الأنسجة الموجودة على الشريحة ، بغض النظر عن نمط التلوين أو الجوانب الأخرى التي يمكن ملاحظتها في العينة. بعد ذلك ، باستخدام وحدة التحكم في نطاق المسح ، أولا ، حدد منطقة من الأنسجة لتقييمها بشكل مثالي داخل منطقة الورم من الأنسجة لتوفير أفضل تمثيل.
الآن باستخدام ميزة التعريض التلقائي لوحدة التحكم في نطاق المسح ، حدد وقت التعرض لكل قناة جنبا إلى جنب مع تركيز الصورة ، واستخدم الماس الأزرق على صورة وحدة التحكم في نطاق المسح لتحديد منطقة إضافية بعيدا عن الأنسجة ، ولكن لا تزال داخل منطقة الشريحة أسفل زلة الغطاء لتحديد منطقة الخلفية حيث سيتم الحصول على صور تصحيح المجال المسطح. لكل مرشح، أضف نقاط تركيز إلى منطقة الأنسجة الممثلة بمربعات صفراء لتحسين التقاط الصورة. إذا بدت الصور ذات خلفية عالية أو عناصر صور أخرى، فيجب نقل منطقة الصورة والحصول على صور جديدة.
ثم يتم مسح الأنسجة ضوئيا ثم يتم تحميل صور الشرائح الرقمية المكتسبة تلقائيا في قاعدة بيانات طيف Aperio. انقر نقرا مزدوجا فوق الصورة المصغرة لبرنامج الطيف لتحديد الشريحة للتحليل من قائمة الشرائح الرقمية في قاعدة بيانات الطيف. ثم باستخدام الصورة المشروحة h و D المصاحبة ، قم بالتعليق على منطقة الاهتمام على الصورة الفلورية.
يمكن تحديد مناطق اهتمام متعددة محددة بدوائر فردية في عينة واحدة. يتم حفظ الصور المشروحة تلقائيا في قاعدة بيانات الطيف. حدد الآن تحليل من شريط القائمة أعلى الشاشة عند ظهور نافذة التحليل ، حدد histo RX aqua analysis من القائمة المنسدلة.
عندما تكون جاهزا للبدء ، اضغط على زر التحليل ، ستظهر نافذة وحدة تحكم مصغرة في شريط مهام Windows تعرض تقدم نقل الصور من قاعدة بيانات Spectrum إلى الكمبيوتر المحلي. بمجرد نقل البيانات ، سيتم تشغيل تحليل المائية لإنشاء درجة مائية باستخدام خوارزمية تسجيل مائية غير خاضعة للإشراف بناء على تجميع البيانات لعينة العتبة الأولى ، إشارة صورة عموم السيتوكيراتين فوق إشارة صورة الخلفية. سيسمح ذلك باستخدام وحدات البكسل لتحديد قناع الورم الذي يمكن استخدامه بعد ذلك في العمليات الحسابية اللاحقة.
استخدم وحدات بكسل السيتوكيراتين عالية التعبير لتحديد المناطق السيتوبلازمية أو غير النووية للخلايا السرطانية أيضا. كما هو موضح هنا ، يتم تحديد وحدات البكسل ذات الإشارة العالية في قناة DPI الموجودة داخل قناع الورم على أنها نووية بطبيعتها. إذا تم تحديد الحقول التي لم تكن مناسبة للتسجيل بسبب عينة أو نتائج تصويرية عند المراجعة، تنقيح هذه الحقول من تسجيل النقاط وستنتج أيضا نتيجة نهائية للفشل.
يتم تمثيل نتائج تسجيل الدرجات المائية كجدول للدرجات المرتبطة بكل بلاطة 512 × 512 بكسل في المنطقة ذات الاهتمام داخل عينة قسم الأنسجة بأكملها ، والتي يمكن حفظها واستخدامها في التحليل الإحصائي اللاحق. توضح هذه الصور المجهرية الملونة من الهيمات توين و eoin كيف يمكن للمناطق المختلفة من نفس سرطان المبيض أن تظهر مورفولوجيا متغيرة. يسلط عرض الطاقة العالية في الجزء العلوي الأيمن من الشكل ب الضوء على الخلايا ذات المقاصة السيتوبلازمية ونمط نمو صلب في الجزء العلوي من الورم.
ومعذلك ، فإن الجزء السفلي من الأنسجة المكبرة في الجزء السفلي الأيمن من الشكل C يحتوي على سيتوبلازم يوزيني أكثر تجانسا ونمط نمو حليمي. هنا ، تظهر خرائط حرارة عدم التجانس للتعبير عن ER في قسم أنسجة سرطان المبيض قبل وبعد العلاج الكيميائي في اللوحات العلوية والسفلية على التوالي. لاحظ التغيير من تعبير التقارير الإلكترونية المتغير عبر القسم مع مناطق التعبير المرتفع والمنخفض في الشكل العلوي إلى التوزيع المتساوي لتعبير التقارير الإلكترونية العالي الموضح باللون الأحمر في الشكل السفلي.
يشار إلى التمثيل العددي لهذا التغيير على اليسار من خلال الانخفاض في مؤشر عائلة سمبسون. في هذا الشكل ، تظهر خرائط الحرارة غير المتجانسة ل HER اثنين في قسم الأنسجة من سرطان المبيض مرة أخرى قبل وبعد العلاج كما هو موضح في اللوحات العلوية والسفلية على التوالي. لاحظ مرة أخرى ، التغيير من تعبير المتغير HER عبر القسم مع مناطق من التعبير المرتفع والمنخفض في الشكل العلوي إلى التوزيع المتساوي لتعبيرين مرتفعين HER في الشكل السفلي.
مرة أخرى ، ينظر إلى مؤشر سمبسون في الانخفاض. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أن جودة البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة التحليل الحسابي جيدة فقط مثل جودة التلوين ، ويجب أن يكون هذا على مستوى تقني عال.
تقدم هذه المقالة طريقة لتحديد الكمية لتنوع الجزيئات في أقسام الأنسجة السرطانية باستخدام تقنيات الفحص المناعي الكمي وتحليل الصور. تهدف هذه المقاربة إلى تعزيز تطوير المؤشرات الحيوية الإكلينيكية من خلال توفير مقياس إحصائي لتنوع تعبير البروتين.
Quantifying spatial heterogeneity of protein expression in tumors addresses a critical gap in biomarker-driven drug development, where traditional bulk or semi-quantitative methods mask subpopulation-level variability that can influence therapeutic response and resistance. By providing a numerical, spatially resolved measure of biomarker distribution, this method enables more precise patient stratification and supports mechanistic de-risking in target validation and assay development pipelines. Its application to ER and HER2 in ovarian cancer demonstrates direct relevance to endocrine and targeted therapy response prediction, informing go/no-go decisions in preclinical and early clinical programs.
The method integrates into the discovery continuum from target validation through lead identification and preclinical evaluation, particularly for biomarker-driven therapies where spatial expression patterns influence drug efficacy and resistance mechanisms.