新工具可以提高癌症诊断和治疗

在诊断、分期和评估癌症,一个多世纪以来病理学家依靠组织学,研究细胞和组织在显微镜下识别的模式。

现在,哈佛医学院的研究员领导的研究小组已经开发出一种新工具,承诺提高病理学家看到和评估肿瘤通过提供详细的有关癌症的线索。该工具,称为猎户座,结合了组织学和分子信息和提供了更深层次的了解肿瘤的类型,行为,可能对治疗的反应。

团队的工作报告6月22日发表在自然癌症。

猎户座由一个强大的数码影像平台,集成了信息通过传统组织学与细节揭示了分子成像对肿瘤样本。

研究人员使用猎户星座分析结直肠癌患者的肿瘤样本超过70。工具提供了互补的组织学和分子每个肿瘤样本的信息和确定生物标记,或生物标记,在严重疾病患者更常见。这些肿瘤生物标志物包括特定组合的特性,通常基于免疫细胞和其他细胞的数量和性质,预测结直肠癌患者将如何表现。

“这是一个关键的下一步工作的原则对肿瘤特性,我们正在开发的研究空间和他们变成了一个工具,实际上是有用的在诊所,”说桑德罗Santagata,HMS病理学副教授布莱根妇女医院和文章的第二作者在纸上彼得·佐尔格,HMS奥托·克莱系统药理学教授。

研究人员希望在进一步细化,猎户座将改善癌症和其他疾病的诊断和治疗,为医生提供更多细节关于肿瘤或其他患者样本。重要的是,这个的详细信息能够反映特征和模式,帮助科学家开发生物标志物来更好地预测疾病将如何表现,从而使治疗是针对每个病人进行了优化。

在猎户座试驾

佐尔格,Santagata和他们的团队在过去几年发展和改善人类组织样本成像工具。在一个最近的研究中所描述的细胞,研究人员结合多路循环免疫荧光成像技术,或者CyCif,组织学与苏木精和伊红染色肿瘤样本,或圆)地图结肠直肠癌。

他们的地图,在线免费提供给其他科学家,提供前所未有的水平对这些肿瘤的细节,包括如何安排空间的信息,如何形成和进展,以及他们如何与各种免疫细胞互动。

然而,科学家们想把自己的工作更进一步,使成像工具设计在研究环境提供给临床医师度过他们的日子在显微镜下观察肿瘤样本收集信息需要诊断和治疗的病人。

输入猎户座。

研究报告的主要作者Jia-Ren林、平台HMS系统药理学实验室的主管,与该公司合作RareCyte开发数码影像平台,可以快速收集和分析)和多重免疫荧光图像相同的组织样本。)染色突出关键结构特点,病理学家传统上用来确定严重程度和先进的癌症,而多重免疫荧光使用荧光标记抗体标记重要的分子特性如类型的免疫细胞和其他细胞。结果是一个从这两种技术相结合的数字图像信息。

“猎户座完全合并这两个模式,所以你可以在一个来回滑动,说,好吧,我看到功能),现在我可以找出分子标记也在场。这是非凡的,”Santagata说。

结合的叙述例子)和多路图像创建猎户座是可用的。

研究人员使用猎户座肿瘤样本74例结直肠癌组织成两组。他们发现,提供的信息工具允许他们识别的生物标志物的结果,或一个特定组合的特性,预测直肠癌可能并没有进展。

在肿瘤的背景下,生物标志物通常因素多少和什么类型的免疫细胞和其他细胞中不同部分的样本。猎户座在这种情况下,确定了基于生物的存在与蛋白质CD4 T细胞标记或CD45和肿瘤细胞中含有的蛋白质PD-L1或α-SMA。这个团队发现和其他Orion-based生物标志物以及执行或比一个叫做Immunoscore建立临床试验,基于CD8 T细胞和CD3和肿瘤学家使用评估直肠癌。

病理学的新时代

尽管猎户座仍在开发的早期阶段,到目前为止,研究人员说他们的研究结果提供的证据原则,平台可用于诊所。团队猎户座计划细化测试大量的病人和调查最有用的抗体组合。扩展平台,使其更快、更便宜将移动到诊所的关键,他们说。

该小组还计划测试猎户座在其他癌症如肺癌和黑色素瘤,并最终超越癌症条件如肾脏疾病和神经退行性疾病,也可以受益于双重组织学和分子分析来确定他们的舞台和严重程度。

研究者们特别感兴趣探索如何使用猎户座识别新的生物标记分子和结构特点的基础上一个示例。这些生物标记分为两类:预后-生物标志物预测哪些病人所做的好与坏和预测生物标志物预测哪些病人会对某种特定的药物的影响。猎户座,Santagata解释说,研究人员可以很容易地评估许多生物标记物在同一时间。

”这个平台给你的能力在生物标记搜索空间范围广泛的标记的组合可能是有用的,为一个特定的选择最佳性能的措施,“Santagata说。“我们觉得我们现在有一个工具箱,将使我们能够找到这些相对快速地在癌症类型。”

如果猎户座确实可以找到更多有用的预后和预测线索对癌症,这些生物标记物可以帮助肿瘤专家更准确地概要病人的肿瘤和开发更多的定制,个性化的治疗方案。

此外,研究人员希望见解从猎户座在诊所会通知他们从事基础科学研究的新方向的实验室。

研究者设想猎户座是病理学家能融入现有的工作流,最终让他们添加分子细节组织学技术获得更完整的理解一个示例。值得注意的是,数字工具的本质意味着病理学家可以看任何计算机上的图像,而不是局限于显微镜在实验室或诊所。

“他走时就像灵魂食物;病理学家是舒适的,它告诉我们我们在哪儿。但是现在我们可以在分子层信息,这是一个非常强大的能力,”Santagata说。“我们试图带来新的工具来一群人,每天都努力工作来诊断肿瘤和其他疾病。”

“病理学家已经做了大量的工作和组织学诊断病人和理解他们的疾病,但有了这个工具,以增加他们的知识,他们会有一个“超级视图”的样本,”林说。

研究人员希望,这个工具将最终帮助病理学家识别和量化新功能与疾病相关。他们认为猎户也可以集成到提供信息人工智能工具被开发来帮助病理学家和肿瘤学家。

过程的一个重要组成部分,研究人员指出,与不同类型的病理学家和肿瘤学家密切合作,了解他们需要什么。为此,团队已经在不断的交流与布里格姆妇女医院医生和丹娜-法伯癌症研究所,让你来回三个机构之间的街对面。

“诊断病理学的未来是数字,这项工作不仅可以改变临床医生诊断癌症,但也改变我们明天进行培训诊断的,”说约翰Aster美国,HMS Ramzi Cotran病理学和副主席病理学教授布里格姆和妇女。

至于被介绍给猎户座后病理学家有什么问题吗?

“哦,这是无穷无尽的。这绝对是无穷无尽的。这是一个全新的世界,每个人都有自己的长串他们想看到的东西,”Santagata说。“每一个病理学领域有一组分子仍悬而未决的问题,现在我们有一个工具,可以提供一些答案。”

参考:林小,陈雅,Campton D, et al . High-plex免疫荧光成像和传统的相同的组织切片组织学发现基于图像的生物标志物。Nat癌症。2023年。doi:10.1038 / s43018 - 023 - 00576 - 1

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