四川省广安市武胜县人民医院 病理科 638400
免疫组化技术多指空间上的关系,就比如,如果研究人员想知道一个组织是否是一种特定的蛋白质组成,研究人员可以使用质谱或者免疫印记,但是如果要深层次的了解是哪个位置有这样的蛋白,还必须在细胞层面进行可视化的处理,这个时候免疫组化(IHC)就起到了重要的作用,该方法利用抗体作为特异性抗原的探针,生成组织很薄的切片,产生图像,再通过染色显现出多种的蛋白或者是空间上的分布。免疫化组织技术是几十年前就被发现的技术,但是这不是说免疫化技术一直没有被重用,自动样品的制备、数字化的病理学、图像分析的软件无不证明了免疫化组织技术的重要地位。
一、自动化样品制备
降低免疫组化技术变异性的方法之一是采用自动化,采用的技术会精确的处理每一张切片,同时间,也可以给技术人员和病理学的专家提供更多的时间处理其他任务,专家说:“如果医学技术能更加先进,那医生的诊断正确率和医治的成功率也会越来越高。有很多的病理实验已经安排了免疫组化技术,专家说,有的公司提供的样品处理系统要对其进行脱水和补水的处理[1]。针对一些工作量不大的工作,免疫组化技术提供了一款真空的装置自动免疫组化机来提高工作效率。专家指出:自动化技术为临床的实验提供了很多的优势,但是,这样的自动化技术人们知道的还很少,推广不足,而且多数人认为这样的工作也是浪费时间的体现,工作者更喜欢找到一名更加优秀的工作者或者是自己完成工作,而不会选择去做几个实验。
二、数字病理学
免疫组化技术是一个转型发展的技术,就是人们所述的数字病理学的产生,和以往的直接在显微镜下面观察细胞的切片还是有很大的差别的,相比之下,数字病理学的系统要更加完整,可以更加清晰的扫描染色的切片,便于工作人员观察,并且都会以数字的形式储蓄,便于查找,为工作者提供了更多的便利,节省的时间[2]。有专家表明,通过更加系统的扫描切片可以更好的成像,成像效果会更加的清晰,也可以为医学教育提供便利,能确保学生们接触到不同的、各式各样的病例,然而这些都是以往的技术所不能做到的,所以远程病理学的发展越来越重要。比如,国外的医学中心就提供了一根专门的门网站,研究人员可以远距离的上传切片的内容,便于不同地点的专家进行分析和研讨。这样互动的方式便于分析病情、产生的原因以及研究具体医治的方法,也会增加患者医治的信心,因为有各方面系统和权威的建议,可以为患者和患者的家属吃一颗“定心丸”。
三、图像分析
能够运行复杂图像分析的能力,是数字病理学的另一个优点。通过一张全切片图像,我们就可以轻松分别出哪些是细胞哪些是亚细胞(主要是细胞质、细胞核和细胞膜)细胞计数和染色强度也都通过输出值来区分。例如,在国外实验室有一个Halo软件包,软件包里有用来计算一种或多种蛋白细胞其中存在于细胞核和细胞质中[3]。还可以为了原位杂交评估来计算膜染色阳性细胞等等。科研人员甚至可以通过软件包来判断空间关系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆国外医学家Kate Lillard曾疑问说:“在50、100、200微米内的肿瘤细胞之间,能够有多少CD8阳性的淋巴细胞?”为此,由加利福尼亚州立大学洛杉矶分校Antoni Ribas教授牵头的一支研究小组开展了最新一项研究。他们使用Halo软件包来量化分布于骨髓瘤不同组织区间的淋巴细胞亚型。他们发现存在一种正相关比例关系,尤其是受靶向程序性死亡-1受体的抗体患者反应与肿瘤边缘的CD8+细胞的之间,大量研究数据显示,如果能够挑选中最可能从中受益的患者,是可以大大增加治疗效果的。其实,图像分析技术并不是什么高新技术,Lillard教授说,“很多年前就已经开始进行显微照片的软件分析了,Halo软件包比较突出区别是,我们致力于对GB级大小的图像能力的分析处理。”因此,所以如果想达到这种水平,必须要对其进行优化,这样才能在计算机硬件中获得尽可能多的能力。
从理论上来讲,拥有了这样的辅助工具可以使临床工作更加简单便捷。比如,通过软件可以快速标记和计算细胞与感兴趣的区域。然而目前来看,图像分析软件的主要工作还是用来开发和研究药物,而不是临床实验室,这主要是因为国家的监管壁垒导致的。但是将来会有所改变。因为目前,研究人员正在使用Halo和相关软件,来鉴定那些生物标志物。如果想让其产生效果,就必须将实验室最终转移到临床上来。
四、量化免疫荧光
图像分析软件的发明极大推动了数字病理学的发展,原来病理学家只能使用传统的粗分的染色强度梯度(0,1+,2+,3+),通过图像分析软件,可以转换为连续变量的梯度(如,0~1000),这种变化可以让研究人员发现更加微小的生物标志物。当然也有人持不同观点,比如美国耶鲁大学病理学教授、耶鲁病理组织服务机构主任David Rimm认为,相对传统的IHC方法并不能和连续变量实现真正的兼容,因此并不是真正意义上的量化。教授认为IHC“不是线性的,也不可重复,在传统的IHC方法中,过氧化物酶的二抗将会导致显色物变为深褐色或者红色沉淀。光线是无法轻易穿透这种材料的,所以这种方法顶多算是是半定量的。
耶鲁大学教授提出的替代方案是使用具有荧光性质的底物,称之为“量化免疫荧光”(QIF)策略。在这种方法下,蛋白密度的微小变化都会导致光感应发生变化,然后通过全切片扫描和数字图像分析。所以这种技术能够为传统IHC分析制造提一个更强大的平台。
例如,我们通常使用检测人类表皮生长因子受体2(HER2)来进行乳腺癌组织活检,来确定HER2靶向药物赫赛汀能否达到预期效果。
参考文献:
[1]Jeffrey M.Perkel,高大海,姜天海.面向21世纪的免疫组化技术[J].科学新闻,2016(010):84-87.
[2]《免疫组织化学检测技术共识》编写组.免疫组织化学检测技术共识[J].中华病理学杂志,2019,48(2):87-91.
[3]王雅萍.免疫组化技术和常规技术在肿瘤病理诊断中的效果对比分析[J].临床研究,2019,27(1):139-141.
论文作者:李智泉
论文发表刊物:《健康世界》2019年10期
论文发表时间:2019/9/23
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