基于HALO數(shù)字病理平臺(tái)對(duì)NAFLD/NASH小鼠模型組織病理學(xué)的定量評(píng)估

NAFLD/NASH
非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是慢性肝病最常見的疾病之一。它可從單純性脂肪肝經(jīng)非酒精性脂肪性肝炎( NASH), 發(fā)展為肝纖維化, 甚至導(dǎo)致肝硬化、肝細(xì)胞癌或肝功能衰竭等終末期肝病。近年來, 隨著生活水平的提高及飲食結(jié)構(gòu)的改變, NAFLD在我國(guó)已成為僅次于病毒性肝炎的第二大慢性肝病, 但其發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明, 治療上也缺乏有效方案。

動(dòng)物模型在闡明NASH的病理生理機(jī)制以及新藥的開發(fā)中起著重要的作用。對(duì)于人類組織樣本，病理學(xué)檢查足以完成NAFLD/NASH的診斷，肝臟活檢的診斷由經(jīng)驗(yàn)豐富的病理學(xué)家對(duì)肝臟活檢進(jìn)行定性分析，然后對(duì)每個(gè)特征進(jìn)行評(píng)分。但動(dòng)物模型需要定量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。由于時(shí)間的變化，模型條件之間的差異，或?qū)χ委煹姆磻?yīng)可能是微妙的。病理學(xué)家間評(píng)分的差異性和評(píng)分系統(tǒng)本身的半定量性質(zhì)，難以避免可重復(fù)性及主觀性差的問題。因此，需要從肝臟組織病理學(xué)中獲得精確的定量數(shù)據(jù)，并確保對(duì)疾病的公正、一致的評(píng)估，以更好地診斷和分層患者的治療選擇。

基于HALO數(shù)字病理平臺(tái)對(duì)NASH動(dòng)物模型病理組織學(xué)特征進(jìn)行定量分析
在NASH動(dòng)物模型中對(duì)肝纖維化的病理研究中，需要對(duì)其產(chǎn)生的肝脂肪變性，炎癥反應(yīng)，細(xì)胞凋亡（肝細(xì)胞氣球樣變）及肝纖維化進(jìn)行定量分析，用于表明疾病的嚴(yán)重程度及評(píng)估組織結(jié)構(gòu)的病理變化。肝組織纖維化程度可作為預(yù)后評(píng)估的因素，臨床試驗(yàn)研究中，也將能否阻止肝纖維化進(jìn)展作為判斷藥物療效的最主要終點(diǎn)指標(biāo)之一。HALO數(shù)字病理分析平臺(tái)，在NASH動(dòng)物模型的研究中，對(duì)于肝脂肪變性，炎癥反應(yīng)以及肝纖維化，能夠產(chǎn)生精確、可重復(fù)性的定量數(shù)據(jù)，并能夠有效地識(shí)別不容易通過肉眼檢查到的組織形態(tài)上的微小差異，用于臨床前研究和臨床試驗(yàn)，并可作為病理醫(yī)生診斷的決策支持工具。

01    肝脂肪變性

根據(jù)肝細(xì)胞內(nèi)脂滴的直徑可將肝細(xì)胞脂肪變性分為小泡性(微脂滴, microvesicular steatosis)和大泡性(大脂滴, macrovesicular steatosis)兩大類型, 前者可為后者的早期表現(xiàn)。HALO Vacuole Module可在H&E或PSR染色的組織玻片上計(jì)算整個(gè)組織切片區(qū)域內(nèi)脂肪泡的總數(shù)量（包括microvesicular steatosis及macrovesicular steatosis），脂肪泡的總面積，脂肪泡占肝實(shí)質(zhì)區(qū)域的百分比，脂肪泡的平均面積及平均直徑等，用以計(jì)算肝細(xì)胞中脂肪積聚（圖1）。此外，HALO 可有效剔除組織中血管組織結(jié)構(gòu)。

圖1 肝實(shí)質(zhì)ROI區(qū)域內(nèi)脂肪變性定量分析結(jié)果

02    肝組織纖維化

HALO Area Quantification 可對(duì)NASH小鼠模型肝實(shí)質(zhì)中膠原含量的面積以及占肝實(shí)質(zhì)的百分比進(jìn)行定量分析（Masson’s trichrome或PSR染色），此外可根據(jù)PSR染色強(qiáng)度，計(jì)算不同PSR染色強(qiáng)度的面積及百分比（圖2）。

在PSR染色過程中，Tissue Classifier 算法用于識(shí)別顯著的血管結(jié)構(gòu)，以便把這些區(qū)域從分析中進(jìn)行剔除，避免其陽性對(duì)分析結(jié)果造成影響。

圖2 肝實(shí)質(zhì)ROI區(qū)域內(nèi)膠原含量定量分析結(jié)果

03    小葉內(nèi)炎癥

在整個(gè)組織玻片區(qū)域內(nèi)，計(jì)算炎癥細(xì)胞總數(shù)及細(xì)胞密度。利用HALO Multiplex IHC模塊或基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的HALO AI [NUCLEI PHENOTYPER] 對(duì)H&E組織內(nèi)炎癥細(xì)胞進(jìn)行識(shí)別及定量分析。NUCLEI PHENOTYPER在H&E染色組織中基于預(yù)訓(xùn)練的模型可精準(zhǔn)的對(duì)逐個(gè)細(xì)胞進(jìn)行識(shí)別，并快速的對(duì)其分型，定量識(shí)別組織內(nèi)的炎性細(xì)胞。

圖3 肝實(shí)質(zhì)ROI區(qū)域炎性細(xì)胞定量分析結(jié)果（左、右圖分布為定量分析前、后的圖示）

HALO數(shù)字病理分析平臺(tái)為NASH小鼠模型的多種病理特征提供了高度可重復(fù)性，客觀性，批量高效率的分析模式，有助于疾病機(jī)制，模型之間的差異性對(duì)比以及對(duì)潛在治療的反應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證，為更好地理解NASH的疾病機(jī)制和發(fā)展有效的治療方法提供了基礎(chǔ)。