數字化病理技術在病理學實驗室中的應用

鄧學田(綜述)，李忠武，周立新(審校)

(1.河北省保定市第二中心醫院病理科，河北 涿州 072750；2.北京腫瘤醫院病理科，北京 100036)

·綜述·

數字化病理技術在病理學實驗室中的應用

鄧學田1(綜述)，李忠武2，周立新2(審校)

(1.河北省保定市第二中心醫院病理科，河北 涿州 072750；2.北京腫瘤醫院病理科，北京 100036)

病理學,臨床；顯微切片術；數字化病理，質量控制

10.3969/j.issn.1007-3205.2014.03.045

通過光學顯微鏡觀察玻璃切片是常規病理學和細胞學的基本技術[1]。數字病理是隨著全切片掃描(whole slide imagimg,WSI)應用而生的新技術，為病理界帶來了日新月異的變化，該技術可以在短時間內獲得高清圖像，可以提供高清數字切片，目前已廣泛應用于臨床診斷、科研、教學以及遠程會診中，必將對于病理實驗室技術產生非常深遠的影響[2-4]。現以本科室應用的Aperio Scanscope為例，就其中重要方面做簡要綜述。

1 常規病理切片的質量控制

常規病理切片主要關注的是切片的完整性、染色的對比度、背景深淺以及染色雜質的有無。對于切片的清晰度難以作出客觀評價，而且也缺乏客觀的指標評價切片的整體效果，我們在實際工作中發現，切片經掃描后，只有CO-EFFICEFACTOR在95%以上才能評價為優質切片，而CO-EFFICEFACTOR在70%以下，基本上應歸屬為不合格切片，因為切片若放大至400倍時圖像會模糊不清，細胞核結構難以辨別。此時，需要重新切片或重新經二甲苯等有機溶劑處理切片。這些細微的差別在普通光學顯微鏡下很難觀察的到，但是應用數字化病理全切片掃描技術可以輕松地完成上述工作。所以，數字化病理技術為病理實驗室提供了很好的質控標準。

2 組織芯片的質量控制及結果評判

組織芯片因其大規模、高通量、標準化等優點在科研中得到大范圍的推廣和應用。但是在實際工作中，經常會遇到組織脫片后，在常規光鏡下核對比較困難的情況，合理應用數字化病理切片掃描技術，根據組織芯片制作草圖，可以較容易地查找到脫失的組織，以備下一步進行彌補(圖1A)。此外，在判讀免疫組織化學結果時，經常會遇到上述同樣的問題，缺失的組織難以核對，而且結果判讀也需要參考組織芯片制作草圖，費時費力，且容易出錯，而應用數字掃描技術，所有問題都能迎刃而解(圖1B)，可以清楚看到哪些組織有缺失(脫片)，哪些組織陽性表達及陰性表達，結果一目了然。

3 免疫組織化學結果的定量及質量控制

乳腺癌和胃癌是嚴重影響人類健康的疾病[5-8]。隨著分子病理學及靶向藥物研發的迅猛發展，給這兩種疾病特別是晚期患者的治療帶來了新的希望。準確判讀原癌基因人類表皮生長因子受體2(human epidermalgrowth factor receptor-2,HER-2)免疫組織化學結果，對于篩選出真正可以從曲妥珠單抗治療獲益的乳腺癌及胃癌患者意義重大。

美國臨床腫瘤協會(American Society of Clinical Oncology,ASCO)/美國病理學家協會(College of American Pathologists,CAP)2007年關于乳腺癌指南中，對于乳腺癌HER-2免疫組織化學表達的判讀做了明確規定[9]。美國國立綜合癌癥網絡(National Comprehensive Cancer Network，NCCN)2011胃癌指南中，關于胃癌HER-2免疫組織化學評判也有明確規定[10-11]。盡管如此，觀察者之間主觀差異也會直接影響到結果判讀以及后續可能涉及的靶向治療。

應用APERIO SCANSCOPE系統，首先可以篩選出陽性表達的組織(圖2A)，通過系統ANALYSIS功能，對待評估組織內的某個區域進行分析(圖2B)，分析結果顯現于相應的表格中，可以直接讀出+++，++，+，-表達的比例，評價結果更為客觀、可靠。此種評估方法對于精確判斷在光學顯微鏡下判斷為++的病例尤為重要。國外多項研究[12-15]均證明，數字病理技術對于免疫組織化學結果的評估更為客觀可靠。

4 顯色原位雜交(chromogenic in situ hybridization,CISH)中的應用

CISH屬于原位雜交方法中的一種，利用其與免疫組織化學酶放大相似的工作原理，可以在普通光鏡的亮視野下直接進行觀察，且具有經濟實用、方便快捷的特點，在乳腺癌檢測中，與熒光素原味雜交(fluorescence in situ hybridization，FISH)不一致率<1%，2種方法檢測結果差異并無統計學意義[15-19]。

我們在實際工作中發現，利用Aperio Scanscope系統制作的掃描切片，可以快速識別病例有無擴增。CISH結果判斷，無擴增，在選定的區域內，大部分腫瘤細胞(>50%)清楚地顯示有1～5個單個信號顆粒。有擴增的情況稍顯復雜，在選定的計數區域內，大部分腫瘤細胞(>50%)清楚地顯示>5個單個信號顆粒，或在選定的計數區域內，>50%的腫瘤細胞中出現大簇團信號，在選定的計數區域內，大部分腫瘤細胞(>50%)清楚地顯示多個信號顆粒和大簇團信號相混合，或在選定的計數區域內，大部分腫瘤細胞(>50%)中出現小簇團信號，可將小簇團信號記錄成5個點，將大簇團信號記錄成10個點。交界性，具有4～6個基因拷貝的病例，當計數30個腫瘤細胞之后，如果信號顆粒的平均數在4～6個之間，則應當再計數30個總共60個腫瘤細胞。根據60個腫瘤細胞的信號平均值作出判斷，如仍不確定，應當重復實驗，重新計數。簡言之，無擴增，1～5個信號顆粒/腫瘤細胞核；有擴增，>5個信號顆粒，或簇團信號>50%腫瘤細胞核。此種情況下，數字化掃描切片可以清楚顯示陽性擴增地簇團狀信號(圖3)。

5 其他方面的應用

近來，有研究[20]報道，全切片掃描技術應用于宮頸液基細胞學涂片，可以大大提高切片的清晰度，對于p16和Ki67標記后切片同樣適用。在數據儲存方面，數字掃描技術與傳統病理資料庫相比，可以節省大量的空間、人力和物力，隨著大容量硬盤的廣泛應用，這一優勢更為彰顯。在傳統的病理教學中，罕見的教學切片無法得到良好保存，存在脫片、老化、丟失現象，而數字化切片可以人手一張[21]，大大提高了教學效果。目前Aperio公司已經開發出可以用于掃描熒光染色切片的掃描系統，這為將來的科學研究及實驗室診斷帶來了更為深遠的影響，如切片可以不用顯微鏡而在個人計算機上進行閱讀并作診斷，可以方便在網絡上傳輸閱讀并請專家會診，使跨區域的遠程會診成為現實[22]，我們期待數字化病理為病理界帶來更多的驚喜。(本文圖見封三)

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2013-06-26；

2013-11-05

鄧學田(1959-)，男，河北高碑店人，河北省保定市第二中心醫院主治醫師，從事臨床病理學診斷研究。

R361.3

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1007-3205(2014)03-0370-03

許卓文)