İmmüno-onkoloji alanı, TME'deki in situ immün organizasyonun izlenmesi yoluyla yeni kanser prognostik ve prediktif biyobelirteçler ekleyebilir. HCC'nin TME'sinde adaptif immün hücrelerin rolü hakkında daha önce yayınlanmış makalemiz, CD3 + ve CD8 + T hücrelerinin yanı sıra CD20 + B hücrelerinin nüks süresi 2 ile seçilen ROI'lerde pozitifprognostik ilişkilerini göstermiştir. Burada, HCC'nin birkaç farklı bölgesinde CD1a+ iDC'lerin, CD117+ mast hücrelerinin ve NKp46+ NK hücrelerinin bolluğunu değerlendirmek ve prognostik önemlerini değerlendirmek için görüntü analiz yazılımı QuPath kullanıldı. Bazı doğuştan gelen bağışıklık hücrelerinin düzensiz şekilleri nedeniyle, nicelikleri yanlış olabilir. Bu nedenle immün pozitif hücrelerin alan fraksiyonunun değerlendirilmesi en uygun seçenekti. Üç hücre tipi arasında, sadece CD117 + mast hücreleri önemli prognostik etki gösterdi: IM ve PT alanındaki mast hücrelerinin daha yüksek AF'si daha uzun sağkalım ile ilişkilendirildi.
Mast hücreleri, tüm ROI'lerde en bol olanıydı ve peritümör alanı ve iç kenardaki AF'lerinin daha iyi sağkalım ile ilişkisi, mast hücrelerinin anti-tümör rolünü yansıtmaktadır. Mast hücreleri, SCF veya CCL1518 gibi tümör hücresi tarafından salınan kemoatraktanlar tarafından TME'ye çekilebilir. Mast hücreleri, tümör hücrelerine27 doğrudan sitotoksisite veya tümör büyümesini inhibe edebilen proinflamatuar sitokinler salgılayarak18 anti-tümör yanıtını etkileyebilir. Artan mast hücre yoğunluğu, karaciğer nakli sonrası prostat kanseri28, mide kanseri27 ve HCC'nin29 nüksetmesine karşı koruyucuydu. 245 HCC hastasından oluşan daha geniş bir kohorttan oluşan kapsamlı bir araştırma, tümör örneklerinde daha belirgin mast hücre infiltrasyonu ile tümör rezeksiyonu sonrası daha uzun süreli sağkalım arasında pozitif bir korelasyon buldu30. Rohr-Udilova ve ark. çevredeki HCC dokusunda daha yüksek mast hücresi yoğunluklarının benzer sonuçlarını bildirmiştir; Bununla birlikte, sadece intratümör mast hücre yoğunluğu daha düşük bir nüks oranı ile ilişkilendirildi29.
Bu çalışmada, mast hücreleri sadece IM ve PT karaciğerde anti-tümör etkisi göstermiştir. Farklı tümörlerin TME'si, immün hücrelerin mekansal dağılımı ile ilgili olarak heterojendir31. TME'deki immün hücrelerin prognostik önemi, mekansal dağılımları ile de kritik bir şekilde ilişkilidir32,33. Tümör invaziv sınırını açıklamak için, farklı genişliklerde 4,34,35, iç ve dış kenar boşlukları, yine farklı genişliklerde36,37, PT 2,7 ile veya PT 2,7 olmadan farklı kenar boşlukları dahil olmak üzere farklı yaklaşımlar önerilmiştir. Uluslararası İmmünoonkoloji Biyobelirteçleri Çalışma Grubu'nun tekrarlanabilir, standartlaştırılmış metodolojisini takip ettik ve invaziv sınırı, malign hücre yuvalarını konakçı dokudan ayıran ve merkezi tümörü kalan tümör alanı olarak temsil eden sınırda ortalanmış 1 mm'lik bir bölge olarak tanımladık38. Önceki çalışma, iç ve dış invaziv sınır2'nin sonuçlarında önemli farklılıklar olduğunu vurguladığından, bu bölgeler (her biri 500 μm genişliğinde) ayrı ayrı analiz edilmiştir. Peritümör alanının mekansal immün profilinin belirgin prediktif önemivardır 39,40 ve bu nedenle PT alanı da dahil edilmiştir.
TC, tümör sınırı ve PT karaciğerinin analizi, ilgili bölgelerde seçilen görüş alanlarını değerlendirme seçeneğinin aksine, WSI'lerde gerçekleştirildi. Tüm slayt görüntüleme, potansiyel olarak zengin bir veri kaynağıdır41. Alt örnekleme yapmadığımız için "gerçek beklenen değer" zaman açısından verimli bir şekilde elde edilmiştir10. Ek olarak, bu sistem mantıklıydı çünkü blok başına yalnızca 1 veya 2 slayt analiz edildi, bu da yama seçimi42'nin yanlılığından kaçınmamızı sağladı. Yavaş iş akışı, bağışıklık hücrelerinin2 miktarının belirlenmesi için stereoloji uygulandığında önceki çalışmada bize meydan okudu.
IHC, karaciğer dokusunda CD1a+ iDC'ler, NKp46+NK ve CD117+ mast hücre ekspresyonunun doğrudan lokalizasyonuna, dağılımlarının nicelleştirilmesine ve dolayısıyla kohortun alt sınıflandırmasına izin verir. IHC analizi, bu çalışmaya, sadece birkaç biyobelirteç pozitif hücremevcut olduğunda 43 ve immün hücrelerin histopatolojik özelliklere bölgesel reaksiyonunu yansıtmadığında44 yanlış negatif sonuçlara yol açabilen çözünmüş dokudaki biyokimyasal tahlillere göre önemli avantajlar sağlar. IHC ayrıca H & E lekeli bölümlerde analiz yerine tercih edilir. Kolorektal kanser ve küçük hücreli akciğer kanseri üzerine yapılan çalışmalar, H&E lekeli kesitlerin değerlendirilmesinin sağlam, kantitatif tümör-immün biyobelirteçler sağlayabileceğini göstermiştir 45,46,47; Bununla birlikte, belirli alt tiplerin gerçek varlığını yansıtmak için sınırlamalar hala mevcuttur.
Yüksek kaliteli doku kesitleri ve IHC boyama, doğru bir değerlendirme için bir ön koşuldur. Yüksek arka plan, kenar artefaktları ve spesifik ancak istenmeyen boyama (ör., karaciğer sinüzoidal boşluklarının endotel hücrelerinin anti-CD4 antikorları ile boyanması) tüm sonuçları bozabilir. Bir CD56 antikoru, mevcut çalışmada doğal öldürücü hücreleri tespit etmek için ilk seçenekti, ancak olgunlaşmamış safra kanallarında CD56 ekspresyonu nedeniyle NKp46 antikoru ile değiştirildi. FFPE bloklarında özgüllük, sağlam boyama deseni ve stabilite açısından en uygun işaretleyicinin seçimi, dikkate alınması gereken başka bir konuyu temsil eder. Örneğin, triptaz yerine CD117 seçildi, çünkü triptaz ekspresyonu güçlü bir şekilde aşağı regüle edilebilir, ayrıca CD117 eksprese etmeyen hücreler mast hücreleri değildir48.
QuPath, ROI'nin sınırlarını dışarıdan yumuşatma ve ROI'nin bir parçası olmaması gereken artefaktları, büyük damarları, nekrotik dokuları, spesifik olmayan boyamaları, arka planı ve eritrosit agregasyonunu kaldırma seçeneği sunar. Operatörün ROI'yi seçmesi ve bu eserlere açıklama eklerken "Alt" tuşuna basması gerekir. Bu çalışmada, sonuçları etkilememesi için nicelleştirmeden önce artefaktlar olarak spesifik olmayan boyama elimine edildi. Sistematik olarak düşük spesifik boyama veya yüksek arka plan durumunda, olası yanlılığı önlemek için protokol gözden geçirilmelidir. Eşik, zayıf bir spesifik pozitif boyama olan her vaka için ayarlandı. Herhangi bir rutin kullanımdan önce protokol optimize edilmelidir. Tüm analizler kör bir şekilde yapılmalıdır ve ideal olarak, eşiklemenin doğruluğu çapraz kontrolü hak eder.
QuPath, daha önce HCC49 ve farklı kanserlerde50,51 görüntü analizi için testedilmiş, dijital patoloji ve tüm slayt görüntü analizi 9 için kullanıcı dostu, sezgisel, genişletilebilir, açık kaynaklı bir çözümdür. Yazılımın WSI'lar için kolay kullanımı ve ilgilenilen bölgelerin (örneğin, tümöral veya peritümöral alanlar) açıklama seçenekleri ana avantajlardır.
Mevcut, değiştirilmiş veya de novo oluşturulan komut dosyalarının uygulanması, analizi önemli ölçüde hızlandırabilir. ROI'ler için ek açıklamalar oluşturma komut dosyası uygulandı, bu da manuel tanımlama yerine hızlı ve doğru bölgesel segmentasyon sağladı. Komut dosyası sabit değildir ve yetersiz doku sınırlarına sahip bölgeler için 500 μm'den daha az kenar boşluklarına kolayca özelleştirilebilir. IM, OM veya PT alanının genişliği, 30 Çift Genişletme Marjı Mikron = 500 μm satırını Çalıştır'> mevcut genişliğe uyarlamak > Otomatikleştir > Show komut dosyası düzenleyicisi aracılığıyla özelleştirilebilir. ROI'ler de eklenebilir veya kaldırılabilir. Genel olarak, yazılımdaki iş akışları sabit değildir ve operatör bunları geliştirmekte ve değiştirmekte özgürdür.
CellProfiler, ImageJ, Fiji, Microscopy Image Browser ve diğerleri dahil olmak üzere patolojik görüntü analizi için çok sayıda mevcut yazılım aracı şu anda mevcuttur. Ancak QuPath, açık kaynak mimarisi, kullanıcı dostu arayüz, algoritma özelleştirme yetenekleri ve gelişmiş makine öğrenimi araçlarının entegrasyonu gibi bir dizi avantajla kendini farklı kılar. Bu özellikler toplu olarak, bu görüntü analiz yazılımını dijital patoloji alanında kanser dokularının incelikli analizi için sağlam bir seçim olarak konumlandırır.
QuPath, meme kanserinde Ki67 ekspresyonunun tespiti için ticari yazılım HALO (IndicaLab) ve QuantCenter (3DHistech) ile karşılaştırıldığında en düşük değişkenliği gösterdi52. Yazılım ayrıca, tüm proje görüntüleri için tekrarlanabilir bir toplu işleme tarzında bir komut dosyası çalıştırma talimatı verilme potansiyeline de sahiptir.
QuPath, sıralı (yarı kantitatif) veriler yerine nicel sürekli veriler oluşturmamızı sağladı. Görsel puanlama ile elde edilen sıralı veriler, yorumlamadaki öznellik, gözlemciler arası değişkenlik ve zayıf tekrarlanabilirlik nedeniyle sorunlarla doludur53. Mevcut analizin çabukluğu, kapsamlı histopatoloji geçmişine ve programlama uzmanlığına sahip olmayan kişilerin, ek açıklamaların doğruluğunun bir patolog tarafından kontrol edilmesi koşuluyla otomatik analiz yapabilmesi gerçeğiyle iyileştirildi. Baş ve boyun tümörleri üzerine yapılan bir çalışma, QuPath'in CD57+ tümör infiltre eden lenfositlerin50 prognostik değerinin hızlı ve tekrarlanabilir bir şekilde değerlendirilmesi için uygunluğunu göstermiştir. Çalışma ayrıca insan gözlemciler ve QuPath arasında önemli bir uyum olduğunu gösterdi. QuPath kullanılarak manuel gözlem ve değerlendirme arasındaki yüksek uyum, ağız kanseri54 ve meme kanseri55'te de sunulmuştur. Yukarıda bahsedilen makale, QuPath ve 2 ticari yazılım ürünü (Definiens Tissue Studio ve inForm) kullanılarak 5 klinik meme kanseri biyobelirtecinin IHC miktar tayinini bir patolog tarafından yapılan manuel skorlama ile karşılaştırdı. Bu çalışma boyunca, QuPath sürekli olarak en iyi performansı ve kurulum ve uygulama için en az zamanı sergiledi ve böylece görsel izleme ve ticari yazılımlara gelecekte mükemmel bir alternatif olduğunu gösterdi. Biyomedikal görüntü analizi için en iyi bilinen açık kaynaklı yazılım olan ImageJ ile karşılaştırıldığında bile QuPath, büyük boyutlu WSI'larla başa çıkmada mükemmeldir56.
QuPath için, kullanıcıların dijital patoloji yöntemleri hakkında sorularını gönderdikleri ve görüntü analizi (https://forum.image.sc/tag/qupath) araçlarının geliştirilmesini desteklemek için aktif ve ilgili bir topluluk sundukları açık bir çevrimiçi forum bulunmaktadır.
Bu çalışmada kullanılan kohort benzersizdi ve HCC'li genel popülasyonu temsil etmiyordu, çünkü sadece karaciğer rezeksiyonu için uygun olan hastaları kapsıyordu. Genel olarak, HCC'li hastaların küçük bir kısmı (%20-30) karaciğer rezeksiyonu için uygundur57. Bu aynı zamanda daha az hastanın sirozu doğrulamasının bir nedeni olabilir, çünkü bu HCC etiyolojisine sahip hastalar muhtemelen daha yüksek Child-Pugh skorlarına sahipti ve rezektabl olarak kabul edilmedi. Kohort da oldukça küçüktü ve hastaların çoğunda hastalığın erken TNM evreleri vardı. Bu nedenle, sonuçların diğer popülasyonlara ekstrapolasyonu dikkatle yapılmalıdır.
Bu çalışmada, HCC mikroçevresindeki doğuştan gelen bağışıklık hücrelerinin bolluğu, dendritik hücreler gibi düzensiz şekilli bağışıklık hücrelerinin kesin sayımı zor olabileceğinden, AF'lerinin değerlendirilmesi yoluyla tahmin edilmiştir. Öte yandan, bağışıklık hücrelerinin alan fraksiyonu genellikle yoğunlukları ile güçlü bir şekilde ilişkilidir58. İmmünoperoksidaz etiketlemesi, antijenin, alan fraksiyonunun veya onu eksprese eden hücrelerin yoğunluğunun lokalizasyonu için veri sağlar, ancak boyamanın yoğunluğu antijen miktarı ile doğrusal olarak ilişkili değildir. Bu nedenle, IHC, belirli bir proteinin ekspresyon seviyesini kantitatif olarak değerlendirmek için kullanılmamalıdır. Yöntemin doğruluğu ayrıca kesit kalınlığının tekdüzeliğine, görüntü kalitesine ve piksel sınıflandırması için seçilen çözünürlüğe de bağlıdır. Görüntü analizinin herhangi bir sonucu doğrulanmalı ve dikkatle ele alınmalıdır. Tek bir belirteç bağışıklık hücrelerinin karmaşıklığını tam olarak yakalayamadığından, HCC'nin bağışıklık TME'sinin güvenilir bir resmini elde etmek için daha fazla IHC belirteci ve multipleks boyamaya ihtiyaç vardır. İmmün hücrelerin fenotiplendirilmesi için sadece tek bir IHC markörü kullanmak bir yaklaşımı temsil eder ve sonuçlar dikkatle yorumlanmalıdır.
IHC lekeli slaytları değerlendirmek için QuPath görüntü analiz yazılımını kullanmak, HCC hastalarının tümör ve peritümöründe lokal iDC'lerin, mast hücrelerinin ve NK'lerin dağılımını ve alan fraksiyonunu değerlendirmemizi ve ardından prognoz ile ilişkilerini analiz etmemizi sağladı. HCC'nin iç kenarındaki ve peritümör karaciğerindeki mast hücrelerinin bolluğu, daha uzun DFS ve OS ile ilişkilidir ve bu doğuştan gelen bağışıklık hücrelerinin anti-tümör etkilerini vurgular. QuPath'in analitik iş akışı, yararlı varsayılan ayarlar ve kolay veri dışa aktarma ile kullanıcı dostu, hızlı ve kullanımı kolaydır. Bu yazılım, dijital patolojide tekrarlanabilirlik, tutarlılık ve doğruluk ihtiyacını karşılayabilecek dijital görüntü analizi için umut verici bir platform olarak onaylanmıştır.