技术资料分享
Basic Scientific Research
您当前的位置:首页  > 技术资料分享
常见动物模型组织病理染色,病理评分标准怎么选?
探索生命空间,助力基础研究

PREFACE 00

前言

动物药效做到病理阶段,最容易被低估的问题之一,就是“病理到底怎么打分”。

很多方案写得很简单:肝、肾、肺、结肠全部做HE染色,由病理人员按照损伤严重程度进行0~4分评分;Masson染色再按照纤维化程度进行0~4分评分。模型组分数高,药物组分数下降,最后完成统计。

这种做法操作方便,却很容易把不同组织、不同疾病和不同染色想要回答的问题混到一起。

肝脏MASH模型的HE染色,真正需要区分脂肪变、气球样变和小叶炎症,经典NAS本身就有明确的分项标准。急性肺损伤的HE不能只凭“炎症严重程度”打0~4分,美国胸科学会推荐的实验性肺损伤评分会分别评价肺泡腔中性粒细胞、间质中性粒细胞、透明膜、蛋白性渗出物和肺泡隔增厚,而且每一项权重还不一样。

换到肾脏,PAS染色评价糖尿病肾病时,关注的是系膜基质扩张、肾小球硬化和肾小管结构;到了骨关节炎,番红O-固绿染色需要看的则是蛋白多糖丢失和软骨结构破坏,OARSI已经给出了从0到6的明确分级。

还有一类染色,本身就不适合硬套病理评分。

Masson、天狼星红显示胶原以后,很多情况下直接计算胶原阳性面积百分比,比病理医生主观判断“轻度、中度、重度”更加稳定。油红O评价脂质沉积,也更适合做脂滴面积百分比。免疫组化检测Ki67时,直接统计阳性细胞比例通常比再人为设计一个0~4分更清楚。

所以病理方案设计时,真正需要先决定的是当前染色提供的是哪一种信息。

如果观察的是具有明确等级的组织结构损伤,可以使用经过验证的半定量评分;如果染色产生的是连续变化的面积、厚度或者细胞数量,数字图像定量通常更合适;如果疾病本身已经有公认评分体系,最好直接沿用成熟标准,避免每个项目重新发明一套0~4分。

下面这篇就具体到肝、肾、肺、结肠、关节、皮肤、胰腺、心脏、脑和前列腺等常见动物药效组织,看看HE、PAS、Masson、天狼星红、番红O、AB-PAS以及免疫组化分别应该怎么评价,哪些评分可以直接采用,哪些染色更适合做面积和细胞计数。

导读

一、病理评价先分清评分、面积定量和细胞计数

二、肝脏MASH模型HE染色:NAS应该怎么打

三、肝纤维化Masson和天狼星红:评分和面积怎么选

四、AKI肾脏HE/PAS染色:肾小管损伤怎么评分

五、DKD肾脏PAS染色:肾小球硬化指数怎么算

六、慢性肾纤维化Masson/天狼星红:更推荐面积百分比

七、急性肺损伤HE染色:ATS肺损伤评分怎么用

八、肺纤维化Masson染色:改良Ashcroft评分怎么打

九、结肠炎HE染色:Dieleman评分怎么具体计算

十、结肠AB-PAS染色:杯状细胞不要再做模糊评分

十一、骨关节炎番红O-固绿:OARSI 0~6分怎么打

十二、滑膜炎HE染色:Krenn 0~9分适合看什么

十三、银屑病皮肤HE染色:为什么更建议拆开定量

十四、1型糖尿病胰腺HE染色:胰岛炎评分怎么做

十五、心肌Masson和天狼星红:纤维化更适合直接算面积

十六、脑组织HE、尼氏和LFB染色:哪些指标更适合定量

十七、前列腺HE染色:BPH为什么不建议硬套统一评分

十八、免疫组化病理:阳性面积、阳性细胞率和H-score怎么选

十九、视野、切片和盲法怎么定,才能让评分真正可重复

二十、一套病理评分标准到底应该怎样选择

二十一、动物药效病理最常见的评分错误

二十二、博恩生物可以为动物药效病理评价提供哪些支持

SECTION 01

01

病理评价先分清评分、面积定量和细胞计数

1、半定量评分适合具有明确结构等级的病变

有些病理改变天然存在从轻到重的结构层级。

例如骨关节炎软骨可以从单纯番红O染色减弱,逐渐发展到表面纤维化、垂直裂隙,再到软骨侵蚀进入钙化层。肺纤维化也可以从肺泡隔轻度增厚,继续发展为纤维束形成和肺泡结构消失。

这类病变适合采用0~4、0~6或者0~8的等级评分。

评分标准中必须写清每一级究竟长什么样,不能只写“0分正常,1分轻度,2分中度,3分重度,4分极重度”。如果没有明确的面积范围和结构描述,不同病理人员对“中度”的理解很容易不同。

2、胶原、脂质和免疫组化信号通常更适合数字定量

Masson和天狼星红染色后,胶原具有比较明确的颜色信号,可以计算纤维化阳性面积占组织面积的百分比。油红O也可以计算脂质阳性面积,Ki67可以统计阳性细胞比例。

这类指标本身是连续变量。

模型组可能是18%,药物组下降到11%,正常组只有3%。如果硬转成0、1、2、3、4分,原本连续的信息反而会被压缩。

企业药效尤其需要观察剂量反应,所以能够直接数字化的项目,通常优先保留连续定量。

3、细胞数量变化最好直接做计数或密度

例如TRAP染色评价破骨细胞、结肠杯状细胞、胰岛β细胞、炎症灶数量或者肾小球足细胞数量,都可以使用单位面积、单位结构或者单位长度的细胞计数。

病理评分可以作为整体病变的补充,但没有必要把每一种细胞都重新转成一个主观等级。

4、同一张切片完全可以同时包含评分和定量

以肺纤维化为例,可以使用改良Ashcroft评分判断整体肺组织结构破坏程度,同时使用Masson或天狼星红计算胶原阳性面积。

两个指标解决的问题不同。

Ashcroft更强调肺泡结构还有没有保存,胶原面积则更直接反映组织中有多少纤维成分。药物如果让胶原下降,但已经形成的肺结构扭曲恢复有限,这两个结果可能出现不同程度的改善,反而能够更准确地描述药效。

SECTION 02

02

肝脏MASH模型HE染色:NAS应该怎么打

MASH动物药效是病理评分最成熟的领域之一。

如果模型已经出现脂肪变、小叶炎症和肝细胞气球样变,可以参考NASH Clinical Research Network的NAFLD Activity Score,也就是常说的NAS。

NAS由三部分相加,总分0~8分,纤维化单独评价,不计入NAS。

1、脂肪变评分0~3分

这里评价的是整个切片中的脂肪变累及程度,不能挑模型最严重的几个视野来打分。

如果动物模型存在明显大泡性和小泡性脂肪变,还可以单独描述类型,但NAS核心仍然按照受累比例评分。

2、小叶炎症评分0~3分

以200倍视野观察炎症灶数量。

这里要提前定义什么算一个炎症灶,并在所有动物中保持一致。

如果一组按照三个炎症细胞就算一灶,另一组按照明显聚集才算,评分很快会失去可比性。

3、肝细胞气球样变评分0~2分

气球样变是NAS中主观性相对较高的一项,所以病理人员需要提前统一判读标准。

模型如果气球样变本身很弱,就不要为了凑NAS强行打出1~2分。部分饮食模型可以形成明显脂肪肝,但真正的气球样变并不稳定,这时需要如实体现模型边界。

4、NAS的使用方式

NAS=脂肪变评分+小叶炎症评分+气球样变评分,总分0~8。

对动物药效来说,更建议同时保留三个分项结果和NAS总分。

原因很实际。一个候选药可能主要减少脂肪变,对炎症影响有限;另一个候选药可能脂肪含量变化不大,却明显改善炎症和肝细胞损伤。两者NAS都可能下降2分,但药理意义不同。

SECTION 03

03

肝纤维化Masson和天狼星红:评分和面积怎么选

1、MASH纤维化可以参考NASH CRN分期

如果项目需要和临床MASH病理体系建立对应,可以使用0~4期纤维化分期。

这个分期最大的价值,是能够判断纤维化结构已经走到哪一步。

例如F1到F2和F2到F3的变化涉及纤维分布模式发生改变,并不只是胶原面积增加。

2、动物药效最好再增加胶原阳性面积

Masson或者天狼星红都可以通过数字病理计算:

胶原阳性面积百分比=胶原染色阳性面积÷有效肝组织面积×100%。

这种方式特别适合比较不同药物剂量。

例如模型组纤维化仍然都处于F2,但胶原面积可以从12%下降到7%。如果只看F分期,这种药效可能完全看不出来。

所以MASH、CCl4肝纤维化、胆汁淤积性肝纤维化等项目中,比较推荐“结构分期+胶原面积”组合。

3、单纯Masson 0~4分的自定义标准要谨慎

有些项目会把Masson直接定义成0分无纤维化、1分轻度、2分中度、3分重度、4分极重度。

如果没有面积和结构边界,这套评分的重复性通常一般。

已有成熟疾病分期时优先采用成熟体系;没有成熟分期时,胶原面积百分比往往比重新设计一个主观分数更稳。

SECTION 04

04

AKI肾脏HE/PAS染色:肾小管损伤怎么评分

急性肾损伤评价的重点通常在肾小管。

常见病变包括刷状缘丢失、上皮细胞肿胀、空泡变性、坏死和脱落,严重时还会出现管腔扩张、管型形成以及上皮裸露。

这类病变很适合使用“受损肾小管所占比例”进行0~4分半定量评分。

1、常用0~4分标准

部分文献还会增加0.5分或把<10%单独分层。企业项目真正需要的是在方案启动前把版本锁定,同一个项目不能中途改变。

2、必须提前规定哪些结构算“受损”

例如可以预设刷状缘丢失、上皮扁平化、坏死、脱落、管型和明显管腔扩张作为损伤判定依据。

如果一个病理人员主要看坏死,另一个把轻度肿胀也全部计入,最终比例会差很多。

3、AKI要特别规定观察区域

顺铂、缺血再灌注、甘油和脓毒症模型的肾损伤空间分布并不完全相同。

一些模型外髓外带损伤明显,另一些模型皮质变化更突出。因此评分方案中要提前写清楚观察皮质、皮髓交界还是外髓外带,并固定每只动物的取材方向和视野数量。

这里比“随机拍5个视野”严谨很多。

SECTION 05

05

DKD肾脏PAS染色:肾小球硬化指数怎么算

糖尿病肾病、FSGS和部分慢性肾病模型中,PAS非常适合观察肾小球基质扩张和硬化。

如果已经出现明确的肾小球硬化,可以使用0~4分的glomerulosclerosis score。

1、单个肾小球评分

正式评价时,不建议只挑5个“代表性肾小球”。

通常应该在每只动物中评价至少20~30个符合条件的肾小球,条件允许可以增加数量,从而获得真正代表整只动物的结果。

2、GSI可以用加权公式计算

假设0~4级肾小球的数量分别为N0、N1、N2、N3和N4,则:

GSI=[1×N1+2×N2+3×N3+4×N4]÷[N0+N1+N2+N3+N4]

这样可以把每只动物不同严重程度的肾小球整合成一个连续指数。

相比单纯报告“硬化肾小球比例”,GSI还能体现重度硬化病变占了多少。

3、早期DKD不要强行套硬化评分

db/db、HFD+STZ等模型如果病程较早,可能主要表现为系膜基质扩张和肾小球肥大,还没有真正形成明显节段性硬化。

这种时候更适合测量PAS阳性的系膜基质面积、肾小球面积以及系膜区占肾小球面积百分比。

模型病理阶段决定评分标准。

早期病变用晚期硬化指数,很容易出现所有动物都集中在0~1分,药效自然很难拉开。

SECTION 06

06

慢性肾纤维化Masson/天狼星红:更推荐面积百分比

UUO、腺嘌呤、5/6肾切以及AKI-CKD转换模型中,Masson和天狼星红使用非常多。

这类项目最推荐的主要指标通常是肾间质胶原阳性面积百分比。

计算时需要排除肾小球、大血管、肾盂以及明显切片空隙,只分析预先规定的皮质或皮髓区域。

如果项目还需要半定量评分,也可以按照受累区域比例设定0~4分,例如0分无纤维化,1分≤25%,2分>25%~50%,3分>50%~75%,4分>75%。但在能够进行数字病理的条件下,直接输出3.6%、12.4%、27.1%这样的连续结果通常更适合药效比较。

慢性肾病还要注意一个问题:肾小管萎缩和间质纤维化虽然经常同时出现,两者并非完全同一个病理终点。成熟项目可以分别评价肾小管萎缩比例和间质胶原面积,再结合肾功能判断候选药究竟改善了哪一层。

SECTION 07

07

急性肺损伤HE染色:ATS肺损伤评分怎么用

肺组织是最不建议随手设计“炎症0~4分”的组织之一。

肺泡腔、间质、透明膜和肺泡隔代表的是不同病理层面。对于急性肺损伤,美国胸科学会推荐了一套比较明确的组织学评分。

1、每个视野评价5项

2、最终按照权重计算

肺损伤评分:

[(20×A)+(14×B)+(7×C)+(7×D)+(2×E)]÷[视野数×100]

最终理论范围为0~1,分数越高代表肺损伤越严重。

这套评分的一个重要特点,是中性粒细胞进入肺泡腔和间质的权重较高,肺泡隔增厚的权重相对较低。评分体系本身已经考虑了不同病变对ALI严重度的贡献差异。

3、视野选择要固定

ATS建议评价随机高倍视野,并且要避开大气道、大血管和明显制片伪影。

肺损伤具有明显空间异质性,因此3~5个视野通常偏少。正式药效尤其建议提前规定每只动物的观察视野数量和取样肺叶。

SECTION 08

08

肺纤维化Masson染色:改良Ashcroft评分怎么打

博来霉素、放射性肺损伤以及其他肺纤维化模型中,改良Ashcroft评分仍然是非常常用的结构性纤维化指标。

它采用0~8分。

1、改良Ashcroft 0~8分标准

这套评分评价的不只是胶原多少,还包含肺泡结构是否被破坏。

2、最好同时计算胶原面积

Ashcroft评分可以看结构严重程度,Masson或天狼星红面积则提供连续定量。

对于博来霉素模型,二者结合通常比单独使用其中一种更稳。

需要特别注意博来霉素肺纤维化的斑片状分布。只挑病灶最严重区域会明显放大模型差异;只随机取少量正常区域又可能低估损伤。项目启动前要规定采用随机系统取样还是最大病变评分,并在所有动物中保持同一规则。

SECTION 09

09

结肠炎HE染色:Dieleman评分怎么具体计算

DSS、TNBS等结肠炎模型里,HE病理不能只看炎症细胞多不多。

结肠炎真正需要同时观察炎症严重程度、炎症侵犯深度和隐窝损伤,并考虑病变在整段组织中的累及范围。

Dieleman体系很适合这类问题。

1、炎症严重程度0~3分

2、炎症深度0~3分

3、隐窝损伤0~4分

4、病变累及面积因子

常见计算方式是将炎症严重程度、炎症深度和隐窝损伤分别乘以相应的累及范围因子后相加,最高可达到40分。

这套评分特别适合DSS,因为DSS病变常常具有明显区域差异。如果药物只改善局部炎症,但大片结肠仍然存在隐窝丢失,最终总分不会因为某几个漂亮视野而被过度拉低。

SECTION 10

10

结肠AB-PAS染色:杯状细胞不要再做模糊评分

AB-PAS很适合观察结肠黏液和杯状细胞。

这类染色并不推荐简单写成“杯状细胞减少0~4分”,因为杯状细胞本身可以直接计数。

比较实用的方式有两种。

一种是以完整隐窝为单位,统计每个隐窝中的AB-PAS阳性杯状细胞数量。例如每只动物随机选择20~30个切面完整、方向合适的隐窝,计算平均杯状细胞数/crypt。

另一种方式是计算黏液阳性面积占黏膜面积的百分比,尤其适合黏液层和黏液储量变化比较明显的项目。

如果研究屏障修复,还可以继续结合隐窝长度、黏膜厚度和MUC2等指标。

这里需要避免只挑染得最深的隐窝。杯状细胞在不同结肠部位本来就存在差异,因此近端结肠、远端结肠不能随意混在一个评分里。

SECTION 11

11

骨关节炎番红O-固绿:OARSI 0~6分怎么打

小鼠DMM、ACLT等骨关节炎模型中,番红O-固绿是软骨评价的核心染色之一。

OARSI推荐的小鼠软骨损伤评分为0~6分,同时包含蛋白多糖丢失和结构破坏程度。

1、不能只选一个最严重视野

OARSI建议分别评价内侧股骨髁、内侧胫骨平台、外侧股骨髁和外侧胫骨平台,并通过多个连续层面观察。

动物最终可以报告最大OARSI score,也可以报告各区域评分之和。

企业项目要在方案中提前明确到底采用maximum score还是summed score,否则两个研究的数字无法直接比较。

2、番红O面积不能完全替代OARSI

番红O减弱可以反映蛋白多糖丢失,但骨关节炎后期最重要的变化已经进入软骨结构破坏。

一个药物可能改善蛋白多糖,却没有明显恢复已经形成的深层侵蚀。OARSI正好能够保留这一结构信息。

SECTION 12

12

滑膜炎HE染色:Krenn 0~9分适合看什么

OA、RA和其他滑膜炎研究中,Krenn synovitis score是一套非常实用的HE半定量方法。

它包含三项,每项0~3分,总分0~9。

1、滑膜衬里层增生0~3分

2、滑膜间质细胞密度0~3分

3、炎症浸润0~3分

三项相加以后,0~1分通常认为无明显滑膜炎,2~4分属于低度滑膜炎,5~9分属于高度滑膜炎。

对于CIA等炎症性关节炎,如果还需要评价软骨侵蚀和骨破坏,则应该另外建立软骨和骨侵蚀终点,Krenn本身主要描述滑膜炎程度。

SECTION 13

13

银屑病皮肤HE染色:为什么更建议拆开定量

银屑病皮肤HE经常看到角化过度、角化不全、表皮增厚、颗粒层改变、炎症细胞浸润以及Munro微脓肿。

文献中存在Baker及多个改良版本,但不同研究对各项权重的定义并不完全一致。因此,企业药效如果准备跨批次、跨实验室比较,建议把关键病理拆开定量,再决定是否额外增加综合评分。

1、表皮厚度直接用μm

在每张切片中选择多个方向合适的位置,从基底层到角质层进行垂直测量,得到每只动物平均表皮厚度。

这个结果远比“表皮增厚0~3分”精确。

2、角化不全和Munro微脓肿可以单独记录

角化不全可以按照受累表皮长度比例进行0~3分,例如0分无,1分<25%,2分25%~50%,3分>50%。

Munro微脓肿可以统计单位长度表皮内的病灶数量,也可以记录发生率。

3、真皮炎症建议按面积比例评分

可以预设0分无明显浸润,1分炎症累及<25%,2分25%~50%,3分>50%,同时结合CD3、Ly6G等免疫染色进一步确认主要炎症细胞。

这样得到的病理数据会比一个来源不清楚的“总病理评分”更加容易解释。

如果项目准备使用Baker或改良Baker,一定要在SOP中完整写出每一分项及权重,不能只在报告中写“采用Baker评分”。

SECTION 14

14

1型糖尿病胰腺HE染色:胰岛炎评分怎么做

NOD小鼠、自身免疫性糖尿病等研究中,胰岛炎的核心病理是免疫细胞从胰岛周围逐渐进入胰岛内部,最终破坏β细胞。

常见的0~4分评分可以按照胰岛浸润比例进行。

不同NOD研究存在轻微版本差异,因此正式实验应提前固定一种评分体系。

1、每只动物要评价足够数量的胰岛

只评价5个胰岛会受到随机性影响。

可以在多个间隔切片中评价20~50个甚至更多胰岛,再计算每只动物的平均insulitis score,或者统计各级胰岛所占比例。

2、HE最好和胰岛素染色一起看

一个严重破坏的胰岛到了后期,炎症细胞可能反而减少。如果只看HE,容易把“已经烧完的战场”误判成炎症改善。

结合Insulin免疫染色以后,可以判断β细胞究竟还剩多少。

因此成熟的1型糖尿病项目更适合同时观察insulitis和β细胞面积。

SECTION 15

15

心肌Masson和天狼星红:纤维化更适合直接算面积

心肌梗死后重构、糖尿病心肌病、高血压心肌病和心衰模型中,Masson与天狼星红主要用于评价胶原沉积。

对于这类染色,通常不建议把“轻度、中度、重度”作为主要药效终点。

1、间质纤维化直接计算阳性面积

可以计算:

纤维化面积百分比=胶原阳性面积÷有效心肌组织面积×100%。

分析时要排除心外膜、心内膜、大血管周围生理性胶原以及明显切片空隙。

如果项目关注左室重构,要提前规定使用室间隔、左室游离壁还是整个左心室。

2、血管周围纤维化需要单独分析

高血压等模型可能出现明显血管周围胶原沉积。

这类纤维化不应和间质胶原直接混在一起。

可以测量血管周围胶原面积与血管壁面积或血管横截面积的比值,分别得到perivascular fibrosis结果。

3、梗死区与非梗死区也要区分

心肌梗死模型中,梗死瘢痕本身出现大量胶原是修复过程的一部分。

如果候选药主打抑制远端心肌重构,更应该重点看非梗死区间质纤维化。把整个心脏所有蓝色Masson面积放在一起,可能会混淆瘢痕形成和病理性远端纤维化。

SECTION 16

16

脑组织HE、尼氏和LFB染色:哪些指标更适合定量

神经系统病理经常出现一个问题:研究者喜欢给“神经元损伤”打一个0~4分,但不同实验室的定义差别很大。

在很多情况下,神经组织更适合使用明确的细胞和面积定量。

1、HE或尼氏染色评价神经元损伤

脑缺血、神经退行性疾病或者损伤模型中,可以在预先定义的脑区统计正常神经元密度、固缩神经元比例或者尼氏阳性神经元数量。

例如海马CA1区可以固定每毫米长度正常神经元数量,皮层可以按照单位面积统计。

这种方式比“神经元损伤2分”更容易跨实验重复。

2、LFB评价脱髓鞘

Luxol Fast Blue主要显示髓鞘。

如果EAE、脱髓鞘或白质损伤病灶边界清楚,可以直接计算脱髓鞘面积占白质总面积比例。

病灶分布非常斑片时,也可以使用预先定义的等级,但评分必须根据受累面积和结构损伤写清楚,不能只写轻、中、重。

3、脑梗死更适合面积和体积

脑缺血项目如果需要评价梗死范围,TTC或影像计算梗死面积/体积的解释力通常高于HE主观损伤评分。

HE和尼氏更多承担神经元结构和组织恢复的补充作用。

SECTION 17

17

前列腺HE染色:BPH为什么不建议硬套统一评分

良性前列腺增生动物模型常见上皮增厚、腺腔改变、腺体增生以及不同程度的间质变化。

目前并没有像MASH NAS或者OA OARSI那样被广泛统一采用的BPH病理总分。因此企业项目更适合根据候选药MOA拆开做。

1、腺上皮增生直接测上皮厚度

在方向合适的腺体中,从基底膜到腺腔侧测量上皮高度,每只动物取多个腺体求平均值。

同时可以计算腺体面积、腺腔面积以及上皮面积占比。

2、增殖药物增加Ki67阳性率

如果候选药作用于AR、5α-还原酶或者细胞增殖,可以计算Ki67阳性上皮细胞数÷总上皮细胞数×100%。

这种结果比“增生0~4分”更接近候选药实际作用。

3、基质型候选药增加间质和胶原定量

如果产品针对基质增生、平滑肌或者纤维化,可以增加间质面积比例、α-SMA阳性面积、Masson或天狼星红胶原面积。

不同药理机制分别对应自己的病理结构,没必要强求所有BPH项目最后得到同一个病理总分。

SECTION 18

18

免疫组化病理:阳性面积、阳性细胞率和H-score怎么选

免疫组化最常见的问题,就是无论检测什么蛋白都使用“0分不表达、1分弱、2分中、3分强”。

不同蛋白的表达方式差别很大,定量方法也应该随之调整。

1、细胞核Marker优先用阳性细胞率

Ki67、PCNA等核阳性Marker,可以直接计算阳性细胞数占总细胞数百分比。

如果研究肿瘤、皮肤或前列腺增殖,这种方式最直观。

2、弥漫性纤维或基质Marker适合阳性面积

α-SMA、Collagen I、Fibronectin等呈片状或纤维状分布时,可以使用阳性面积百分比。

这种情况下强行逐个细胞打强度很难反映真实组织负荷。

3、膜蛋白或胞浆蛋白可以考虑H-score

H-score常见做法是把染色强度分成0、1+、2+、3+。

计算公式:

H-score=1×弱阳性细胞百分比+2×中等阳性细胞百分比+3×强阳性细胞百分比

最终范围0~300。

这种方法同时考虑阳性细胞比例和染色强度,适合一些受体和胞浆蛋白。

4、免疫组化曝光和阈值必须统一

数字图像分析最怕每一张图单独调亮度和阈值。

同一个批次应尽量统一染色、扫描和图像分析参数。药物组如果因为图片更暗就单独降低阈值,最终的“阳性面积下降”没有可比性。

SECTION 19

19

视野、切片和盲法怎么定,才能让评分真正可重复

1、统计学单位必须回到动物

一只动物拍20个视野,n仍然是1只动物。

可以先计算这20个视野的平均值,得到该动物的病理结果,再以动物为单位进行组间统计。

如果把20个视野全部当成20个独立n,会产生典型的伪重复。

2、斑片状病变需要增加取样层面

肺纤维化、结肠炎、关节软骨损伤等疾病空间分布并不均匀。

只取一张切片很容易受到取材位置影响。

可以在固定间隔获取多个层面,再根据疾病特点选择随机视野、全切片扫描或者规定解剖区域。

3、病理评分尽量实施盲法

病理人员最好不知道动物组别,也不要看到文件名中的Vehicle、高剂量和阳性药信息。

关键候选物、IND支持性药效或者需要对外BD的数据,如果评分主观成分较高,可以考虑两名独立观察者,并评价一致性。

4、不同时间批次不要改变评分规则

第一批动物按照0~4分,第二批看到病变更复杂以后临时增加0.5分,最后再把两批数据合并,这种操作会直接破坏可比性。

评分标准、观察倍率、组织区域和软件阈值都应该在正式阅片前锁定。

SECTION 20

20

一套病理评分标准到底应该怎样选择

实际设计时,可以按照下面的逻辑判断。

如果疾病已经存在成熟的国际或领域标准,例如MASH的NAS、急性肺损伤的ATS评分、骨关节炎的OARSI或者滑膜炎的Krenn,优先使用成熟体系。这样数据更容易与文献和后续开发结果比较。

如果病理改变主要表现为连续的面积变化,例如肝、肾、肺和心脏纤维化,更推荐数字化阳性面积。必要时再增加结构性分期,让“胶原多少”和“组织结构破坏到哪一步”分别得到回答。

如果染色主要观察某类细胞,就尽量使用细胞数量、密度或阳性细胞率。例如杯状细胞、Ki67、TRAP阳性破骨细胞和胰岛β细胞都更适合直接计数。

如果某种疾病没有公认标准,也不要直接复制其他器官的0~4分。可以先明确当前疾病最核心的三个结构变化,再分别选择面积、厚度、数量或者预设等级。一个评分体系真正有价值的地方在于重复性和药理解释能力。

企业项目还要多考虑一步。

早期PoC需要评分能够快速拉开模型和治疗组差异;进入候选物确认以后,病理终点最好能够和候选药MOA、功能终点以及临床病理建立对应。到了BD或者IND支持阶段,评分方法还需要具备足够的标准化程度,能够经得住重复实验和外部审阅。

SECTION 21

21

动物药效病理最常见的评分错误

1、所有器官全部套0~4分

肝、肺、肾和软骨的病变结构完全不同,共用一个“轻中重”标准很难获得稳定结果。

2、评分标准只写轻度、中度、重度

必须给出受累比例、细胞数量或者明确结构定义,否则评分高度依赖观察者经验。

3、已经可以计算阳性面积,还坚持只做主观评分

Masson、天狼星红、油红O和很多免疫组化都更适合数字定量。

4、只选最漂亮或者最严重的视野

药效病理应该代表整只动物的组织状态。

最大病变评分只有在评分体系明确规定时才使用。

5、模型阶段和评分体系不匹配

早期DKD还没有肾小球硬化,却硬做GSI;早期肺炎症还没有纤维化,却用Ashcroft;这类设计会让大量动物集中在低分区。

6、把病理分数和染色面积理解成同一个终点

Ashcroft评价结构破坏,胶原面积评价纤维负荷;二者相关,却提供不同信息。

7、不同组使用不同图像阈值

数字病理的前提是采集和分析规则统一。

8、每个视野都作为独立样本统计

实验单位应该是动物,视野属于动物内部的重复测量。

9、为了让结果显著临时调整评分边界

正式阅片前应锁定评分SOP,药效结果出来以后再改规则会增加明显偏倚。

10、一个病理总分掩盖所有分项

NAS、结肠炎评分等复合指标最好同时保留分项。候选药具体改善了哪种病理,往往比分数下降几分更加重要。

SECTION 22

22

博恩生物可以为动物药效病理评价提供哪些实验支持

1、根据疾病和染色选择真正匹配的评分体系

针对肝、肾、肺、肠道、关节、皮肤、心脏、脑等不同组织,可以先结合疾病模型和候选药MOA确定病理评价方式。

已有成熟评分体系的项目直接采用标准化方法,没有成熟标准的项目则优先选择能够客观量化的结构终点。

2、在正式实验前建立病理评分SOP

可以提前明确组织取材部位、切片方向、切片层数、染色方式、观察倍率、视野选择和每一级病变定义。

这样正式药效完成以后,病理人员按照固定规则进行盲法分析,能够减少人为波动。

3、把病理评分和数字图像定量结合

例如肺纤维化同时完成Ashcroft和胶原面积,DKD同时评价GSI和系膜基质面积,MASH同时完成NAS和纤维化面积,OA则使用OARSI结合软骨厚度或蛋白多糖变化。

不同终点分别描述组织结构和病变负荷,可以提高病理结果的信息量。

4、根据候选药MOA调整病理终点

同一个疾病模型,不同候选药需要看的病理层级可能完全不同。

抗炎药需要把炎症细胞和组织损伤连接起来,抗纤维化药需要重点量化胶原和组织结构,细胞增殖类药物更适合Ki67等细胞指标。病理评价围绕药物机制设计,可以避免大量检测做完以后仍然说不清药效发生在哪里。

5、可以建立全切片数字病理分析

对于病灶空间异质性比较大的组织,可以通过全切片扫描减少人工挑选视野带来的偏差。

进一步统一阈值和分析区域,计算阳性面积、组织厚度、细胞密度以及病变分布。

6、关键项目可以增加双人盲法评分

对于病理评分主观性较高的项目,可以由两名观察者独立完成评分,并对差异较大的切片进行复核。

这种方式尤其适合候选物确认、BD展示或对重复性要求较高的项目。

7、把病理结果接到功能和PK/PD

病理本身最终需要解释候选药产生了什么器官保护。

肾脏可以和UACR、Scr等功能结果对应,肺组织可以和肺功能、氧合或呼吸力学联系,关节病理可以结合疼痛和运动功能,MASH病理则可以继续连接肝脏代谢和血液指标。

候选药达到什么暴露以后,近端PD开始变化,随后组织病理改善,再进一步对应器官功能,这样形成的临床前证据通常比单独一张HE图更有价值。

病理评分看起来只是动物实验最后一个检测环节,实际上它经常决定候选药药效最终怎样被解释。

同样一张切片,可以被简单写成“模型组损伤严重,药物组减轻”,也可以通过标准评分和数字病理进一步拆出损伤发生在哪里、严重程度下降了多少,以及药物真正改善了哪一种病理过程。

对于企业药效来说,后者显然更有价值。

所以病理评分标准的选择不应该从“我们实验室一直用0~4分”开始。更合理的起点是先看组织、疾病和染色究竟提供什么信息,再决定应该采用成熟评分、连续面积、细胞计数还是几种方法组合。

评分选对以后,病理才真正能够从一张“好看的代表图”,变成可以用于剂量判断、机制解释和候选药开发决策的数据。

联系我们
Contact us
地址:南京市雨花台区长虹路445号6号楼
电话:86-025-52169496
传真:86-025-52169496
业务咨询专线:17302579479
邮编:210000
邮箱:biornservice@163.com
微信扫码关注
我们的公众号
文字内容为主
小红书APP扫码关注
我们的小红书官方号
短视频博客形式为主
医药企业入口:
全球新药动态、相关政策解读、临床前研究综合解决方案、 临床前研究路径与方案选择指南分享
如您是高校/医院科研人员,请切换至基础科研工作者界面
E-mail
biornservice@163.com
Tel
86-025-52169496
17302579479
微信扫描二维码
快捷添加售前技术
返回顶部
Contact us