纽约 - 突出了跨学科科学研究的力量，约翰霍普金斯大学和耶鲁大学的调查人员组合了生物学和天文学，开发了一种能够进行高保真单细胞分辨率进行全肿瘤切片多光谱成像的平台。
该平台称为Astrovath，使用多光谱成像方法和最初开发的数据管理基础设施，以研究恒星和星系。通过代替那些天文物体的细胞，研究人员能够缩小原始的天文工具，以在癌症标本的病理分析中使用它们。
该项目始于2020年1月之后癌症研究的Mark基础为先进基因组学和成像创造了Mark基金会中心在约翰霍普金斯大学，将研究人员和技术从病理学，计算机科学，癌症基因组学和免疫因素中汇集在一起，以研究肿瘤学。vwin德赢ac米兰合作具体而言，他们列出扩大可以从免疫疗法中受益的癌症患者的数量。
“有一种新技术，我们认为同时对肿瘤vwin德赢ac米兰合作微环境中的多细胞进行分析。然而，我没有计算能力或专业知识能够组织甚至查询数据我们正在生成，“约翰霍金斯皮肤科教授Janis Taube说。她呼吁约翰霍普金斯天文学教授Alexander Szalay的专业知识，这些教授使用他的经验不仅在数据管理方面建议，也是关于本集团的显微镜镜片和成像协议的问题。
当涉及将天堂的巨大范围与癌细胞的相对微分相比进行比较时，可能比可能思考的相似性更多。
“当我们看看天空时，我们看到了不同的天体，”Szalay说。“我们看到明星，我们看到了更大的模糊星系。但基本上天空以某种随机的模式覆盖这些物体，这些天体是天空的原子。”
当检查蜂窝图像时，“这是一种非常不同的模式，即细胞彼此实际接触的方式，但它们彼此相互作用的方式仍然存在，无论免疫细胞是否攻击癌症或两个星系碰撞和其中一个他们进一步地蚕食，“他进一步解释说。“因此，相同的统计技术非常适合，[如此]我们分析图像的方式并将它们分段为这些单独的物体。”
由于这些明显的相似之处，以及他与望远镜的几十年的经验，Szalay能够对生物学家的显微镜进行光学校正，并更准确地配置平台的成像协议，淘汰。
通过施加高质量的成像和建立关系数据库以多重的免疫荧光标记，可以分析宿主肿瘤界面的空间关系和免疫架构。
在最近发表的纸张科学，，，，在其中Taube是相应作者，研究人员描述了他们如何利用该平台开发多重免疫荧光测定，这对黑素瘤患者接受免疫疗法的反应和结果具有高度预测性。
尽管免疫治疗的成功，例如靶向PD-L1的药物，但一些患者注意到，研究人员注意到，制作可能有助于治疗决策的生物标志物。唯一的美国食品和药物管理局批准的抗PD-1或抗PD-L1治疗的组织病理学生物标志物试验，但是，通过免疫组化评估PD-L1蛋白表达，这是一种有限的非审议方法，这些方法并不涉及因素作为肿瘤微环境考虑。
Astropath的多光谱成像功能克服了这些限制。它可以表征细胞中关键分子的共表达，并且可以帮助病理学家分析肿瘤细胞和多种免疫元素之间的空间关系。在新研究中，调查患者在98例黑色素瘤接受抗PD-1治疗的患者中单独和六种标记，均在肿瘤组织中进行单独和组合。该数据集包含大约127,400个图像马赛克，由超过1亿单个单元格组成，数据输出与患者结果相关联。
然后使用这六种标记物（PD-1，PD-L1，CD8，FoxP3，CD163和SOX10 / S100）在黑素瘤细胞中产生41种表达模式的组合，研究人员能够映射相对稀有的细胞如CD8- 呈肿瘤基质边界的阳性，Foxp3阳性细胞。此外，与PD-1低至中级表达的高密度CD8阳性Foxp3阳性细胞与PD-1阻断的反应密切相关。
它们还缺乏对治疗的响应的某些细胞类型，例如PD-L1阴性的CD163阳性巨噬细胞。还发现这种表型对长期存活具有负面影响。组合这些和其他细胞表型密度，研究人员能够开发出高度预测目标反应的测定，并且在发现队列和独立验证队列中基于抗PD-1的疗法后分层的长期患者结果。
研究人员指出，虽然Astropath与由各种系统和成像技术产生的病理数据兼容，但这科学研究依赖于Akoya Biosciences Phenoptics MultiSpectral成像平台的数据。
“Akoya是[用染色试剂]中最接近诊所的临床效用，这真的是我所寻求的，”Taube说。“它们将六个标记组合在一起的方法是相当于每个标记的独立完成，并且有很多其他多路复用技术不会通过该测试。此外，就成像显微镜设备而言，它们也是如此最接近临床实施。“
Szalay还指出，Akoya的成像平台提供可调谐窄带滤波器的独特能力，该过滤器通过整个可见光谱扫描顺序步骤，以补偿温度变化。
“无论发生什么事，通过的光学信号是一致且稳定的。这是再现性的关键，”他说。
据Taube说，现在，Astropath能够产生肿瘤免疫图，可以使用它来发展个体测定。然后，他们将与商业实体合作，以便向前采取这些分析。她补充说，Akoya将是第一次测定的商业伙伴。
调查人员还认为，Astropath有可能有助于制定可能有助于临床医生对癌症患者进行治疗决策的额外测定。
“我们采用了来自天文学的不同策略到成像管道的不同部分，”Taube解释说。“这可能最好被描述为发现的平台。现在我们有可能在不同机构和不同的试验中产生的数据进行比较，而不是在此之前出现的狂野西部。”
她还指出，Astropath可以与更传统的技术相结合，如下一代测序，用于开发癌症患者更精确的测定。
“我们想象一下，我们不仅仅是有多重免疫组织化学，而是多路复用的多层性生物标志物，我们在一些基因组成分中拉动一些空间成像数据，”Taube说。
研究人员已经计划了下一组研究。他们看着预治疗的生物标志物科学研究，他们在患者在治疗后研究组织以查看治疗的作用和功效机制。它们还将继续在预处理环境中继续研究，看看不同的癌症类型以及可能的泛癌症测定。
“在做这个预治疗中的每一个[研究]，我们也在做[治疗抵抗研究]，因为当您确定最有可能回应的患者时，您正在识别那些不太可能回应的人，”taube补充道。“我们正在探索为什么这是如何让他们进入新的临床试验，并寻找可能有可能瞄准的额外免疫检查点。”