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肺癌多重免疫荧光空间分析:从取样到患者级统计

肺癌多重免疫荧光空间分析要把组织取样、单细胞信息和患者级统计连起来。Zheng等2025年的非小细胞肺癌研究提供了一个完整案例:总队列132人,其中50人的肿瘤进入mIF分析,共255个组织芯、约150万个细胞、33个marker。

第一步:确定取样范围和患者映射

全队列、mIF队列和疗效子集不能混用。论文免疫治疗队列为34人;其中mIF疗效比较使用22人、152个组织芯,响应者7人25芯,非响应者15人127芯。后文9.5%与3.8%的细胞比例属于这个子集。

一位患者的多个组织芯能描述异质性,却不能变成多个独立患者。项目应在分析前确定区域选择、有效面积、坏死排除和患者—样本—ROI映射,保存未通过质控的区域及原因。

第二步:用Panel定义可区分的细胞

该研究33个marker分为19个谱系、6个共刺激/抑制、4个免疫信号和4个组织结构标记,注释13类细胞。实际项目需要先列目标表型及组合规则,再核对是否有足够标记;不能依靠聚类替代缺失的实测信息。详见mIF Panel评估方法。

第三步:将图像转换为可复核单细胞表

单细胞表的最小信息
字段 用途
patient_id / sample_id / roi_id 保留分析层级,支持患者内汇总。
cell_id / x / y / pixel_size 定位细胞,统一距离单位。
各marker强度、阈值和cell_type 追溯表型依据及未分类原因。
compartment / qc_flag 区分组织区室,记录分割或信号问题。

每一步都应把标签回贴原图,核对细胞边界、信号定位及排除区。字段表为本文整理的输入建议,不是论文原始数据或固定交付承诺。

第四步:定义局部空间邻域

论文统计每个细胞周围50 μm内的细胞组成,经聚类得到8类空间邻域,包括肿瘤、淋巴、巨噬细胞及成纤维细胞富集等模式。50 μm是研究参数;更换尺度或分割方案后,需要重新评估分组的稳定性。

肺癌样本中不同空间邻域在原组织的位置
图1|Zheng等,Science Advances,2025,Fig. 1G节选。颜色对应论文定义的空间邻域,完整颜色图例和定义见原文Fig. 1E–H;此处为进展与非进展样本的代表性组织芯,不能替代患者级检验。来源:原研究,CC BY 4.0。

第五步:比较细胞关系与响应

在上述22人mIF疗效子集中,响应者与非响应者的细胞毒性T细胞平均比例为9.5%与3.8%,相关富集邻域比例为7.8%与1.2%。论文还比较细胞邻近和距离;这些指标分别描述丰度、局部组成与位置,不能互相替代,也不能直接证明功能互作。

第六步:汇总回患者并验证统计设计

多个组织芯可按预设规则汇总;原研究比较平均数、中位数和最大值时,得到的模型表现不同。项目应预设汇总方案,报告各分析实际人数、终点、随访和协变量,避免以细胞数夸大样本量。回顾性队列的结果也不能直接成为其他患者的临床预测。

交给分析方前准备什么

  • 代表性多通道原图、panel与通道对应、扫描和像素尺度。
  • 肿瘤/间质等ROI与排除区、患者和样本映射。
  • 分组、主要研究终点、随访是否完整,以及希望输出的图表。
  • 对分割、表型和空间参数的已有约定;具体格式与可分析尺度先用代表图确认。

对应模块包括TR-Seg细胞分割、TR-PhenoClass表型分析和TR-Spa组织空间解码;需要整体项目评估时可查看图像分析服务。上述论文数字属于原研究,不是泰立瑞产品效果数据。

参考文献与资料

  1. Zheng Y, Sadée C, Ozawa M, Howitt BE, Gevaert O. Single-cell multimodal analysis reveals tumor microenvironment predictive of treatment response in non-small cell lung cancer. Science Advances. 2025;11:eadu2151. doi:10.1126/sciadv.adu2151.

内容整理:泰立瑞|本文于2026年10月20日更新。文献结果归原研究作者;教学模板、分析建议和软件介绍按文中说明使用。