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一个多世纪以来，基于肿瘤活检估计临床结局的目标，一直建立在二维组织切片的组织形态学基础之上，而这些切片仅代表所采集样本中的一小部分。其效力源于组织学的以下特点：1）对细胞类型的无偏表征；2）亚细胞分辨率，使得能够跨细胞类型表征健康与疾病状态；3）毫米级多尺度视野，使得能够评估肿瘤异质性。然而，组织学对物理切片的依赖限制了对三维细胞体积和组织结构的评估。在本研究中，我们采用基于传播的相位衬度微型CT（PBCT），对残余的福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）前列腺穿刺活检样本进行了三维组织学成像。所得各向同性、灰度、体素尺寸为0.5微米的体素矩阵，被用于探索三维虚拟组织学区分诊断类别的潜力，包括良性前列腺组织以及Gleason 3、4和5型前列腺腺癌。对数字切片堆栈进行最大强度投影，总厚度达5微米“切片”，从而能够研究与微CT成像后再切取并进行连续H&E染色的实际组织切片相对应的虚拟切面。 与传统组织学类似，我们的PBCT重建使我们能够区分良性前列腺组织中非浸润性且呈波状起伏的腺体、Gleason 3型中呈浸润性圆形的腺体、Gleason 4型中的筛状结构，以及Gleason 5型中的粉刺样坏死。不同于传统组织学，微CT使我们能够在体积背景下进一步探究三维组织结构。通过定制的Neuroglancer多平面与三维渲染界面，实现了对样本体积的用户友好型探索。经稀疏训练的cycleGAN能够基于未染色的微CT重建生成可信的虚拟H&E染色图像。不同于基于组织切片的组织学，基于微CT的虚拟组织学能够对癌细胞和组织结构（包括腺腔）进行无损的三维表征，且不存在组织学中的欠采样或切割伪影。这些发现证明了基于PBCT的前列腺癌三维虚拟组织学的可行性，并提示可进一步探索由此获得的肿瘤性质定量分析，以期为患者照护作出潜在贡献。
一个多世纪以来，基于肿瘤活检估计临床结局的目标，一直建立在二维组织切片的组织形态学基础之上，而这些切片仅代表所采集样本中的一小部分。其效力源于组织学的以下特点：1）对细胞类型的无偏表征；2）亚细胞分辨率，使得能够跨细胞类型表征健康与疾病状态；以及3）毫米级多视野范围，使得能够评估肿瘤异质性。然而，组织学对物理切片的依赖限制了对三维细胞体积和组织结构的评估。在此，我们采用基于传播的相位衬度微型CT（PBCT），对残余的福尔马林固定、石蜡包埋（FFPE）前列腺针吸活检样本进行了三维组织学成像。所得各向同性、灰度、0.5微米体素矩阵被用于探索三维虚拟组织学区分诊断类别的潜力，包括良性前列腺组织以及Gleason 3、4和5型前列腺腺癌。对数字切片堆栈进行最大强度投影，形成总厚度为5微米的“切片”，从而得以研究与微CT成像后切取并进行连续H&E染色的真实组织切片相对应的虚拟切面。与传统组织学类似，我们的PBCT重建使我们能够区分良性前列腺组织中非浸润性和起伏样腺体、Gleason 3型的浸润性圆形腺体、Gleason 4型的筛状结构，以及Gleason 5型的粉刺样坏死。不同于传统组织学，微CT还使我们能够在体积背景下进一步探查三维组织结构。借助定制化的Neuroglancer多平面与三维渲染界面，实现了对样本体积的用户友好型浏览。经稀疏训练的cycleGAN能够基于未染色的微CT重建生成合理可信的虚拟H&E染色图像。不同于基于组织切片的组织学，基于微CT的虚拟组织学能够对癌细胞和组织结构（包括腺腔）进行无损三维表征，同时避免了组织学中的欠采样和切割伪影。这些发现表明，基于PBCT的前列腺癌三维虚拟组织学是可行的，并提示可进一步探索由此衍生的肿瘤特征定量分析，以期为患者护理作出潜在贡献。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.28.728215v1?rss=1
🏷️ 前列腺癌 虚拟组织学 相位衬度微型CT 三维成像 FFPE活检 Gleason分级