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)驗豐富的病理學(xué)家對肝臟活檢進(jìn)行定性分析,然后對每個特征進(jìn)行評分。但動物模型需要定量的評價標(biāo)準(zhǔn)。由于時間的變化,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)家間評分的差異性和評分系統(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),并確保對疾病的公正、一致的評估,以更好地診斷和分層患者的治療選擇。
基于HALO數(shù)字病理平臺對NASH動物模型病理組織學(xué)特征進(jìn)行定量分析
在NASH動物模型中對肝纖維化的病理研究中,需要對其產(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)后評估的因素,臨床試驗研究中,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,在NASH動物模型的研究中,對于肝脂肪變性,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,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算整個組織切片區(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NASH小鼠模型肝實質(zhì)中膠原含量的面積以及占肝實質(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,避免其陽性對分析結(jié)果造成影響。
圖2 肝實質(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
在整個組織玻片區(qū)域內(nèi),計算炎癥細(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H&E組織內(nèi)炎癥細(xì)胞進(jìn)行識別及定量分析。NUCLEI PHENOTYPER在H&E染色組織中基于預(yù)訓(xùn)練的模型可精準(zhǔn)的對逐個細(xì)胞進(jìn)行識別,并快速的對其分型,定量識別組織內(nèi)的炎性細(xì)胞。
圖3 肝實質(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比以及對潛在治療的反應(yīng)進(jìn)行驗證,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)。