多重染色在腫瘤診斷中的應(yīng)用

但您可能會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)

與藝術(shù)家不同的是，

病理學(xué)家通常一次只使用

一種顏色標(biāo)記靶點(diǎn)

隨著技術(shù)進(jìn)步，腫瘤可以被涂上多種顏色，稱之為多重染色。如圖 1B 所示，四種顏色多重標(biāo)記人結(jié)腸中四種不同類型的細(xì)胞。本文的目的是描述腫瘤診斷的過程，并說明為何多重染色對(duì)未來腫瘤診斷不可或缺。

 

 

 2018 年，在全球 76 億人口中，有 1800 萬人確診患有癌癥1。它在診斷前數(shù)年就隱匿發(fā)病。               

 是的，不加以約束的話，突變細(xì)胞就開始生長。突變?cè)蕉啵�長得越快。

 

那么腫瘤是如何診斷的？

通過組織活檢診斷腫瘤進(jìn)程

 

雖然身體各個(gè)部位的腫瘤具有共同特征，但任何兩種腫瘤之間都有不同。腫瘤診斷需要仔細(xì)觀察每個(gè)腫瘤中的細(xì)胞和組織形態(tài)。
 

第一步是采集活檢組織，活檢的范圍從用活檢針采集非常小的組織到大手術(shù)切除非常大的腫塊。組織必須經(jīng)歷繁雜步驟才可在顯微鏡下進(jìn)行檢查。
 

首先，組織在福爾馬林中進(jìn)行固定，以保護(hù)其結(jié)構(gòu)。隨后，將固定好的組織包埋在石蠟中，然后將組織切片并置于載玻片上，便于后續(xù)染色（“已著色”），以說明細(xì)胞和組織中的特征或特異性分子。

腫瘤診斷通常需使用HE、免疫組化和原位雜交等多種形態(tài)和分子檢測(cè)手段來確定確切的腫瘤類型，以準(zhǔn)確判斷療效、評(píng)估預(yù)后等。
 

出于許多原因（包括 3R – 快速性、穩(wěn)健性和補(bǔ)償），目前絕大多數(shù)分子染色都是單體形式，即單張組織切片上僅用一種顏色標(biāo)記單一靶標(biāo)分子，以觀察其在組織中的分布情況。
 

然而，在復(fù)雜情況下，靶標(biāo)分子染色總數(shù)可能超過二十四種，如果每種染色都耗費(fèi)一張組織切片，將會(huì)造成組織切片的極大浪費(fèi)，尤其是當(dāng)其他診斷檢測(cè)需要組織時(shí)。

 

然后，病理學(xué)家必須將這些單一染色依次融入大腦中，從而形成患者腫瘤多色圖像。

腫瘤診斷的下一個(gè)維度，多重染色

 

如今，為了深度挖掘組織樣本中蘊(yùn)含的豐富生物學(xué)信息，研究經(jīng)常進(jìn)行多重染色，但由于技術(shù)、操作和經(jīng)濟(jì)因素的影響，臨床診斷實(shí)驗(yàn)室很少進(jìn)行多重染色來作為腫瘤診斷的一部分。

 

多重染色提供了多種潛在優(yōu)勢(shì)，有助于實(shí)現(xiàn)腫瘤精準(zhǔn)診斷，包括：

01  組織保存

肺癌的診斷和治療在過去十年里取得了快速進(jìn)展，但大多數(shù)肺癌患者在患癌時(shí)無法進(jìn)行手術(shù)。出于這些原因，肺癌通常通過穿刺活檢確診，但能采集到的樣本極少。截至 2020 年年中，肺癌中有 9 種不同的分子異常與靶向治療有關(guān)，每種異常都需要消耗一份單獨(dú)的組織切片進(jìn)行單獨(dú)檢測(cè)。

 

此外，有些檢測(cè)需要將幾份組織切片送到大型參比實(shí)驗(yàn)室或核心機(jī)構(gòu)進(jìn)行下一代測(cè)序 (NGS)。采用多重染色法進(jìn)行肺癌診斷有助于保存組織，以確保做出準(zhǔn)確的診斷，而無需對(duì)患者進(jìn)行重新活檢。

02   提高診斷準(zhǔn)確性

前列腺癌的診斷通常涉及十多次穿刺活檢的檢查，患者的診斷和治療選擇在很大程度上取決于識(shí)別整個(gè)活檢過程中癌癥的類型、程度和大小。

 

雖然有些前列腺癌細(xì)胞在活檢中易于識(shí)別，但另一些細(xì)胞可能會(huì)偽裝成良性細(xì)胞。稱為 PIN4 的多重染色法將良性和惡性前列腺細(xì)胞中的標(biāo)志物相結(jié)合，通過不同顏色染色在同一切片上觀察到這兩種類型的細(xì)胞，這有助于病理學(xué)家更有信心地作出前列腺癌診斷（或排除前列腺癌）。

03   提高診斷洞察力

隨著我們更多地了解了腫瘤如何生長以及新療法如何阻止其生長，多重染色將成為在每個(gè)腫瘤中觀察這些因素所需的基本技術(shù)。
 

例如，新一代藥物免疫檢查點(diǎn)抑制劑阻斷了腫瘤免疫抑制能力。雖然還有很多有待了解，但越來越多的人認(rèn)識(shí)到，腫瘤中各種免疫細(xì)胞的特征（包括它們的位置和活化狀態(tài)）會(huì)影響檢查點(diǎn)抑制劑的作用方式。例如，腫瘤中的淋巴細(xì)胞可能會(huì)處于“活化”或“耗竭”狀態(tài)，這兩種狀態(tài)均可通過表達(dá)不同顏色著色的不同蛋白在每個(gè)細(xì)胞中觀察到。
 

腫瘤通常會(huì)募集稱為髓源性抑制細(xì)胞 (MDSC) 的非腫瘤細(xì)胞，這些細(xì)胞可局部阻斷抗腫瘤免疫反應(yīng)。最后，已經(jīng)對(duì)不同巨噬細(xì)胞群，即機(jī)體的清除細(xì)胞，如何成為促炎或抗炎性細(xì)胞，從而在腫瘤生長中起促進(jìn)作用進(jìn)行了大量研究。
 

雖然這兩種功能歸因于兩種類型的巨噬細(xì)胞（稱為 M1 或 M2），但最新觀察結(jié)果表明體內(nèi)不僅僅有兩種巨噬細(xì)胞，而是有九種不同類型的巨噬細(xì)胞！
 

目前，這些觀察結(jié)果均未用于癌癥患者的常規(guī)診斷，因?yàn)樗鼈兩形达@示會(huì)影響預(yù)后或治療選擇，但最新研究表明它們非常重要。所掌握的知識(shí)正在迅速積累，因此診斷檢測(cè)中進(jìn)行腫瘤免疫浸入評(píng)估僅僅只是時(shí)間問題，這些評(píng)估可能需要多重染色。