55
阅读
0
评论
分享
技术交流
计算机辅助下的乳腺癌HER2异质性区域精准定位分析
中华病理学杂志, 2017,46(08): 569-570. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0529-5807.2017.08.011
摘要
引用本文: 刘媛媛, 武莎斐, 罗玉凤, 等.  计算机辅助下的乳腺癌HER2异质性区域精准定位分析 [J]. 中华病理学杂志,2017,46( 8 ): 569-570. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0529-5807.2017.08.011
正文
作者信息
基金  关键词  主题词
English Abstract
评论
阅读 55 引用 0
相关资源
视频 0 论文 0 大综述 0
以下内容和版式版权归属中华医学会,未经授权不得转载 ×

乳腺癌原发灶与转移灶之间的HER2异质性,因其对临床处理原则的制定与适时调整具有重要的参考意义,而备受多方关注。另外,在肿瘤进展过程中,还可能出现获得性的基因改变,如HER2扩增等。针对此类复杂的生物学特征,乳腺癌HER2检测指南中明确建议,只要能获取肿瘤组织,对复发灶或转移灶也应进行检测[1]。然而,瘤内异质性不仅影响HER2的准确评估而致疾病预后判断的偏差,并且关乎后续治疗方案的选择。相关研究显示,瘤内异质性更常见于HER2结果不确定或低扩增的病例。已有学者发现,这种HER2的空间异质性会影响抗HER2抗体的疗效[2]。因此,准确识别乳腺癌瘤内异质性是阐明其发生机制及其与临床病理特征之间相关性的重要前提。为便于荧光原位杂交(FISH)阅片,Seol等[3]建议,可先在免疫组织化学(IHC)切片上确定"热点"区域,再于FISH切片上找到对应的位置。我们采用计算机辅助的数字图像分析系统,通过锁定HE、IHC或FISH图像中任意目标区域,自动链接扫描并同屏显示其他染色切片上的相同靶位,对FISH和IHC切片上所有设定的目标区域,实现精准识别。

一、材料与方法

筛选北京协和医院病理科2016年10月至2017年4月间诊断的具有瘤内异质性的浸润性乳腺癌代表性病例3例,均为HER2 IHC 2+再行FISH复检的手术切除的甲醛固定石蜡包埋的标本。每例标本连续切取4 μm切片3张,1张行HE染色,另1张行IHC染色(Ventana Ultra 4B5平台,购自罗氏诊断公司),第3张行FISH染色(PathVysion探针试剂盒,购自雅培公司)。3张切片分别于Leica DM6000自动荧光显微镜下扫描全切片(5×、10×或20×物镜)和目标区域(FISH片于63×物镜下扫描),并同屏显示3张切片的相同形态结构位置,自动计数锁定区域的HER2拷贝数、第17号染色体着丝粒数,以及二者的比值;当扫描FISH切片发现HER2异质性扩增时,则同步缩放到IHC和/或HE切片的相应区域,进行对比分析(Ariol自动图像分析系统购自徕卡公司)。

二、结果

在5×、10×或20×物镜下自动扫描HE、IHC和FISH(DAPI通道)全切片,以HE或IHC切片上的典型结构区域链接IHC或HE切片上的相应部位,实现两者同步移动和缩放,精准定位识别IHC切片上的浸润区和HER2染色不均一区(待分析的目标区域);再以HE或IHC图片锚定FISH图片,实现3幅全图之间的同步(图1)。例1的IHC2+浸润癌部分含有少量染色强度较深的散在小局灶性细胞簇,以该IHC强染细胞簇定点捕获对应的FISH靶区域,然后进一步于高倍物镜(63×)下扫描并自动计数分析HER2的平均拷贝数、第17号染色体着丝粒(CEP17)数及HER2与CEP17的比值,结果显示小局灶性的细胞簇为HER2 FISH阳性(HER2/CEP17=6.07),而其他周边区域为HER2 FISH阴性(HER2/CEP17=1.11;图2)。例2为IHC较为均质的HER2蛋白染色,但扫描FISH全切片时,偶见散在的少数HER2基因高拷贝数细胞。与上述扫描过程相反,在进行例3的FISH切片扫描时,于大片HER2阴性区内偶见HER2阳性细胞,以该FISH阳性细胞反定位IHC切片的同一位置,可见该区域为较为均一的IHC阴性(图3)。

图1
于20×物镜下扫描免疫组织化学(IHC)全切片(图1A),再以IHC切片上典型的局部结构特征(图1A中方框),锁定FISH(DAPI通道)切片(图1B);或以HE切片上的设定位置(图1C中方框),自动链接IHC切片上的相应区域(图1D),实现三张切片的同步移动与缩放
图2
例1,于20×物镜下扫描HER2 IHC2+切片,见明显的异质性染色(图2A);在大片浅染区内,可见散在深染的小局灶性细胞簇(A2和A3),经连锁定位FISH切片中的对应部位(图2B中的B2和B3),并于63×物镜下分层扫描该目标区域并计数分析红绿信号(图2C~2E),结果显示为HER2阳性,HER2/CEP17=6.07(图2D和图2E分别为B2和B3的高倍放大);而IHC切片上其他浅染区的FISH结果为阴性,HER2/CEP17=1.11(图2C为A1和B1对应区域的高倍放大图片截图)
图1
于20×物镜下扫描免疫组织化学(IHC)全切片(图1A),再以IHC切片上典型的局部结构特征(图1A中方框),锁定FISH(DAPI通道)切片(图1B);或以HE切片上的设定位置(图1C中方框),自动链接IHC切片上的相应区域(图1D),实现三张切片的同步移动与缩放
图2
例1,于20×物镜下扫描HER2 IHC2+切片,见明显的异质性染色(图2A);在大片浅染区内,可见散在深染的小局灶性细胞簇(A2和A3),经连锁定位FISH切片中的对应部位(图2B中的B2和B3),并于63×物镜下分层扫描该目标区域并计数分析红绿信号(图2C~2E),结果显示为HER2阳性,HER2/CEP17=6.07(图2D和图2E分别为B2和B3的高倍放大);而IHC切片上其他浅染区的FISH结果为阴性,HER2/CEP17=1.11(图2C为A1和B1对应区域的高倍放大图片截图)
图3
例3,于63×物镜下扫描FISH全切片时,偶见FISH HER2阳性细胞(图3A中箭头所示),以FISH热点区域(图3B)锚定IHC切片的相应部位(图3C),见该局部为较均质的HER2染色阴性区
图3
例3,于63×物镜下扫描FISH全切片时,偶见FISH HER2阳性细胞(图3A中箭头所示),以FISH热点区域(图3B)锚定IHC切片的相应部位(图3C),见该局部为较均质的HER2染色阴性区
三、讨论

通过自动数字化同步分析连续切片的HE、IHC和FISH图像,可精准定位IHC或FISH切片中的HER2异质性区域,不仅可最大限度地规避信息遗漏,而且为实现对乳腺癌HER2异质性的进一步分析,提供了有效研究手段。本研究结果初步提示,以IHC切片上的热点区域辅助FISH阅片,对于异质性的确认可能会导致潜在的偏差。例2的IHC切片上较均质的染色区内可见FISH阳性细胞,而例3的HER2异质性扩增细胞的发现是源于对FISH全切片的扫描,而非依据IHC热点区(该例为局部IHC阴性区),与自动扫描系统相比,肉眼于暗视野高倍物镜下进行全片无死角浏览,是具有很大的挑战性的。尽管偶尔出现的单个FISH HER2阳性细胞的生物学意义尚不明确,在FISH结果分析时也被归入随机计数的范畴,但此判读规则主要是基于专家的观点。Bartlett等[4]通过对乳腺癌HER2状态的相关研究发现,与无异质性扩增相比,有异质性扩增的患者其无病生存期降低。为准确定位分析异质性细胞簇(群)的HER2状态,Kurozumi等[5]探索了一种在1张切片上同时检测乳腺癌HER2基因拷贝数和蛋白表达的研究方法。总之,对于乳腺癌精准分子分型和临床治疗决策的制定来说,瘤内异质性的准确识别十分重要。

计算机辅助下的自动图像分析系统,已在诊断病理学的相关临床应用研究中展现出很好的前景,它不仅可实现全信息覆盖、同步定位对比以及准确计数,而且逐步走向数据分析等与诊断相关的更重要的环节。

参考文献
[1]
《乳腺癌HER2检测指南(2014版)》编写组. 乳腺癌HER2检测指南(2014版)[J].中华病理学杂志201443(4):262-267.  DOI: 10.3760/cma.j.issn.0529-5807.2014.04.012.
[2]
SongH, KimTO, MaSY, et al. Intratumoral heterogeneity impacts the response to anti-neu antibody therapy[J]. BMC Cancer, 201414647. DOI: 10.1186/1471-2407-14-647.
[3]
SeolH, LeeHJ, ChoiY, et al. Intratumoral heterogeneity of HER2 gene amplification in breast cancer: its clinicopathological significance[J]. Mod Pathol, 201225(7):938-948. DOI: 10.1038/modpathol.2012.36.
[4]
BartlettAI, StarcyznskiJ, RobsonT, et al. Heterogeneous HER2 gene amplification: impact on patient outcome and a clinically relevant definition[J]. Am J Clin Pathol, 2011136(2):266-274. DOI:10.1309/AJCP0EN6AQMWETZZ.
[5]
KurozumiS, PadillaM, KurosumiM, et al. HER2 intratumoral heterogeneity analyses by concurrent HER2 gene and protein assessment for the prognosis of HER2 negative invasive breast cancer patients[J]. Breast Cancer Res Treat, 2016158(1):99-111. DOI: 10.1007/s10549-016-3856-2.
 
 
关键词
主题词