在癌症的诊断、分期和评估方面，一个多世纪以来，病理学家一直依赖组织学——在显微镜下检查细胞和组织来识别明显的模式。

现在，由哈佛医学院研究人员领导的团队开发了一种新工具，有望通过提供有关癌症的详细线索来改善病理学家观察和评估肿瘤的方式。该工具名为 Orion，将组织学信息与分子信息相结合，提供对肿瘤类型、行为和可能对治疗的反应的更深入了解。

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该团队的工作报告于 6 月 22 日发表在《自然癌症》杂志上。

Orion 由一个强大的数字成像平台组成，该平台将通过传统组织学获得的信息与肿瘤样本分子成像揭示的细节相结合。

研究人员使用 Orion 分析了 70 多名结直肠癌患者的肿瘤样本。该工具提供了每个肿瘤样本的补充组织学和分子信息，并识别了在患有严重疾病的患者中更常见的生物标记。这些生物标志物由肿瘤特征的特定组合组成，通常基于免疫细胞和其他细胞的数量和特性，预测结直肠癌患者的病情。

布里格姆大学 HMS 病理学副教授桑德罗·桑塔加塔 (Sandro Santagata) 表示：“这项工作是关键的下一步，它将我们在研究领域开发的肿瘤特征原理转化为临床上实际有用的工具。”和妇女医院，以及与 HMS Otto Krayer 系统药理学教授 Peter Sorger 共同发表论文的共同高级作者。

研究人员希望，通过进一步完善，Orion 将为医生提供有关肿瘤或其他患者样本的更多详细信息，从而改善癌症和其他疾病的诊断和治疗。重要的是，这些详细信息可以揭示特征和模式，帮助科学家开发生物标志物，以更好地预测疾病的表现，从而为每个患者优化治疗。

带 Orion 试驾

Sorger、Santagata 和他们的团队在过去几年里一直致力于开发和改进人体组织样本成像工具。在之前的一项Cell研究中，研究人员将一种称为循环免疫荧光(CyCif)的多重成像技术与组织学(用苏木精和伊红(H&E)对肿瘤样本进行染色)相结合来绘制结直肠癌图谱。

他们的地图可供其他科学家在线免费获取，提供了有关这些肿瘤的前所未有的详细信息，包括有关它们如何空间排列、它们如何形成和进展以及它们如何与各种免疫细胞相互作用的信息。

然而，科学家们希望更进一步，将在研究环境中设计的成像工具提供给每天在显微镜下观察肿瘤样本以收集诊断和治疗患者所需信息的临床医生。

研究主要作者、HMS 系统药理学实验室平台主任 Jia-Ren Lin 与 RareCyte 公司合作开发了一个数字成像平台，可以快速收集和分析同一组织样本的 H&E 和多重免疫荧光图像。

H&E 染色突出了病理学家传统上用来确定癌症严重程度和晚期程度的关键结构特征，而多重免疫荧光则使用荧光标记抗体来标记重要的分子特征，例如免疫细胞和其他细胞的类型。结果是集成了两种技术信息的单个数字图像。

“Orion 完全融合了这两种模式，这样你就可以在一张幻灯片上来回移动并说，好吧，我在 H&E 中看到了这个功能，现在我可以弄清楚还存在哪些分子标记。这太了不起了，”Santagata说。

此处提供了使用 Orion 创建的组合 H&E 和多重图像的叙述示例。

研究人员将 Orion 应用于来自 74 名结直肠癌患者的肿瘤样本，这些患者分为两组。他们发现，该工具提供的信息使他们能够识别结果的生物标志物，或者预测哪些结直肠癌可能进展、哪些不会进展的特定特征组合。

在肿瘤的背景下，生物标志物通常会影响样本不同部分中存在的免疫细胞和其他细胞的数量和类型。在这种情况下，Orion 根据标记有 CD4 或 CD45 蛋白的 T 细胞以及含有 PD-L1 或 α-SMA 蛋白的肿瘤细胞的存在，确定了一种生物标志物。研究小组表明，这种和其他基于 Orion 的生物标志物的表现与一种名为“免疫评分”的既定临床测试一样好，甚至更好，该测试基于 CD8 和 CD3 T 细胞，肿瘤学家使用它来评估结直肠癌。