45  HE/PAS分析

客观的H&E或PAS切片图像自动分析

Published

July 21, 2025

1. H&E或PAS切片图像人工主观评分的问题

拿到H&E或PAS切片的高清扫描图片后,需要对其进行评分,以分析不同组别或不同处理之间的差异。

通过文献检索,可能会找到类似下面的H&E和PAS切片图像的人工评分方法 (1)

但是,可能会觉得:

  • 人工评分太主观,太随意了(比如区域选择)~

  • 人工评分因人而异~

  • 人工评分耗时长(片子比较多),担心前后标准不一致~

总之,担心不能真实反应组间差异

还有,从2025年6月1日起,多个Nature系列期刊(即《Nature Communications》、《Nature Cell Biology》、《Nature Methods》、和《Nature Structural & Molecular Biology》)(2)

鼓励作者将其显微镜数据集存储在公共数据仓库中,正如基因组学和蛋白质组学等其它领域要求的那样 (2)

可以想象,在以后的某个时间点,图片相关数据也可能被杂志强制要求共享到公共数据库,以供感兴趣的人员重复和使用

2. 客观的分析

  • 客观的H&E切片图像自动分析服务。

  • 客观的PAS切片图像自动分析服务。

客观的切片分析,能够避免人为主观分析的各种缺点,比如(1)相对随意的切片区域选择(2)不同分析人员之间的标准差异(3)同一分析人员不同时间的标准差异等,因此可以保证结果的可重复性

2.1 客观的H&E切片图像自动分析流程

2.1.1 理论基础

各种原因导致的炎症都伴随白细胞的浸润 (3),或直观理解为病灶部位细胞增多,其通常通过H&E切片染色进行鉴别 (4)

本流程通过计数H&E切片中的相对细胞(核)总数相对细胞核总面积,以实现客观的H&E切片自动分析。

2.1.2 流程和实例

说明:示例所用组织切片使用3DHISTECH公司出品的Pannoramic 250 FLASH数字病理切片扫描仪进行扫描,采用20×明场物镜,获得全幅高分辨率数字图像,并保存为.mrxs格式以供分析。本示例切片的.mrxs格式文件大小约600 M。

2.2 客观的PAS切片图像自动分析流程

2.2.1 理论基础

PAS染色主要用于染色含有高比例碳水化合物(包括糖原)的结构 (5),比如用于小鼠肺哮喘模型的粘液分泌鉴别 (6)

本流程通过计数PAS切片中的相对PAS阳性颗粒总数相对PAS阳性颗粒总面积,以实现客观的PAS切片自动分析。

2.2.2 流程和实例

说明:示例所用组织切片使用3DHISTECH公司出品的Pannoramic 250 FLASH数字病理切片扫描仪进行扫描,采用20×明场物镜,获得全幅高分辨率数字图像,并保存为.mrxs格式以供分析。本示例切片的.mrxs格式文件大小约600 M。

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References

1.
Y. Zhang, Y. Feng, L. Li, X. Ye, J. Wang, Q. Wang, P. Li, N. Li, X. Zheng, X. Gao, C. Li, F. Li, B. Sun, K. Lai, Z. Su, N. Zhong, L. Chen, L. Feng, Immunization with an adenovirus-vectored TB vaccine containing Ag85A-Mtb32 effectively alleviates allergic asthma. Journal of Molecular Medicine 96, 249–263 (2018).
2.
Editorial, Light microscopy reporting for reproducibility. Nature Cell Biology 27, 877–877 (2025).
3.
L. M. Coussens, Z. Werb, Inflammation and cancer. Nature 420, 860–867 (2002).
4.
K. de Haan, Y. Zhang, J. E. Zuckerman, T. Liu, A. E. Sisk, M. F. P. Diaz, K.-Y. Jen, A. Nobori, S. Liou, S. Zhang, R. Riahi, Y. Rivenson, W. D. Wallace, A. Ozcan, Deep learning-based transformation of h&e stained tissues into special stains. Nature Communications 12 (2021).
5.
I. Singh, A. Weston, A. Kundur, G. Dobie, “Chapter 1 - introduction” in Haematology Case Studies with Blood Cell Morphology and Pathophysiology (Elsevier, 2017; http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-811911-2.00001-5), pp. 1–8.
6.
J. Khumalo, F. Kirstein, M. Scibiorek, S. Hadebe, F. Brombacher, Therapeutic and prophylactic deletion of IL‐4Ra‐signaling ameliorates established ovalbumin induced allergic asthma. Allergy 75, 1347–1360 (2020).