NGS之后的下一代病理技术，阔然基因多重荧光免疫组化技术赋能肿瘤微环境研究

2022年伊始，中国科学院院士卞修武教授在《中华病理学杂志》上，首次提出了“下一代诊断病理学（next-generation diagnostic pathology）”概念，并进行了详细阐述。

下一代诊断病理学以病理形态和临床信息为诊断基础，以分子检测与生物信息分析、智慧制样与流程质控、智能诊断与远程会诊、病灶活体可视化与“无创”病理诊断等创新前沿交叉技术为主要特征，以多组学和跨尺度整合诊断为病理报告内容，实现对疾病的“最后诊断”，并预测疾病演进和结局、建议治疗方案和评估治疗反应，形成新的疾病诊断“金标准”。

具体到肿瘤诊疗领域，下一代诊断病理学已经从定性诊断（判断病变良恶性）、组织学分型，向预测性诊断（演变倾向、预后判断）和分子分型（基因和蛋白质异常）发展，推动病理诊断更高效、精准。

事实上，下一代诊断病理学在肿瘤领域并非新事物，自2015年“精准医疗”理念提出后就开始随着基因组学时代萌芽并迅速发展，诞生了大批肿瘤NGS企业。

如今，随着多组学研究和肿瘤免疫微环境（TME）研究的临床价值深入人心，肿瘤精准诊断正在从NGS向以多重荧光免疫组化（mIHC）技术为代表的下一代病理（NGP）技术发展。

具有前瞻性目光的企业，已经在推动下一代诊断病理学的进一步成熟和临床转化应用。阔然基因是下一代病理技术的倡导者，正在着力打通多重荧光免疫组化技术上中下游产业链，以多重荧光免疫组化技术为核心，推出了肿瘤免疫微环境全景分析解决方案。

肿瘤诊疗思路大致经历了三个阶段，首先是手术切除、放疗化疗为代表的传统治疗方法；其次是靶向治疗兴起，NGS技术应运而生；之后是免疫治疗在部分肿瘤上取得重大突破，京都大学教授本庶佑和德州大学奥斯丁分校的James P. Allison因“发现抑制负面免疫调节的癌症疗法”共同获得2018年的诺贝尔医学或生理学奖。分析肿瘤微环境的多重荧光免疫组化技术吸引了全世界的目光。

现阶段肿瘤诊断病理的重点正在快速从靶向治疗转移到肿瘤免疫微环境研究。

科学界对肿瘤发生、发展的认识日益加深，临床进行肿瘤诊疗的思路已经从单纯关注肿瘤细胞本身，升级为关注肿瘤和周围组织的互动关系，认为“肿瘤的发生发展是肿瘤细胞与其微环境相互影响、共同进化的结果”，肿瘤免疫微环境研究成为提升肿瘤诊疗水平的希望之光。

随着肿瘤免疫微环境研究成为肿瘤精准诊疗基础，既往的病理诊断技术均暴露出一定的局限性，无法适应下一代诊断病理学的需求。

例如，免疫荧光仅能标记2-3个指标，难以准确刻画复杂的肿瘤微环境的真实特征；免疫组化可通过连续切片进行多指标标记，但无法准确分析各个蛋白、细胞间的相关性，只能进行定性判读且存在人为主观性；流式细胞术和基因检测可以获得大量细胞和基因层面的信息，但缺失了所得信息的原位空间位置关系。

换言之，肿瘤免疫微环境研究驱动肿瘤诊疗迈向下一代病理，对现有的病理诊断技术进行升级迭代势在必行。“多重荧光免疫组化技术正是为了解决传统技术在研究肿瘤免疫微环境中的弊端而生的一项技术。”阔然基因告诉动脉网。

多重荧光免疫组化技术是近几年全球热点技术，在肿瘤治疗、神经科学、干细胞研究、器官移植等多个领域都有重要的研究成果报道，为多种疾病精准诊疗指明了新方向。

2021年，在Akoya Biosciences的《空间表型特征：表征实体肿瘤和预测免疫治疗反应的新型生物标志物》白皮书中，多重荧光免疫组化技术被称为“下一代病理技术”。

在肿瘤领域，多重荧光免疫组化技术可以进行肿瘤免疫微环境全景分析，在一张组织切片上对7-9个生物标志物进行标记，定量评估细胞的表型和活性，全景刻画肿瘤免疫微环境以及细胞间的原位空间信息。

已有研究结果表明，多重荧光免疫组化技术可大幅提高检测灵敏度，检测低丰度样品，实现对患者肿瘤免疫分型全面、客观地分析，基于多重荧光免疫组化技术的肿瘤微环境检测，能够更深入地了解肿瘤的发生机制，更有可能预测肿瘤对治疗的反应，精准筛查免疫治疗获益人群。

2018年诺贝尔生理学奖得主、免疫学家James P Alison素来推崇多重荧光免疫组化技术在肿瘤免疫微环境研究中的应用，在乳腺癌、黑色素瘤、胰腺癌等领域都发表了重磅成果。

不过目前，即使是在肿瘤诊疗研究高度发达的海外，多重荧光免疫组化技术也尚未应用于临床，有临床试验、前瞻性研究在进行中，正处于临床应用关键节点。国内，在NGS研究如火如荼的情况下，2020年阔然基因率先在国内开展多重荧光免疫组化技术的临床转化研究。总的来看，在多重荧光免疫组化技术研究上，国内外差距并不大，机会已经涌现。

目前，阔然基因已经布局了整套多重荧光免疫组化技术平台，包括多标记染色、多光谱成像系统和图像分析系统，并开发了7款检测产品。

阔然基因多重荧光免疫组化技术平台三大突破

其中，Opal™多标记染色技术突破了抗体物种来源冲突的限制，可在石蜡切片上同时标记多重生物标记物，节约稀有样品用量，同时由于荧光信号强度高且稳定不易淬灭，将检测灵敏度提升1000倍。

Vectra^®多光谱成像系统拥有高精度光谱重叠拆分技术，可以精准扫描并记录一张石蜡切片上的所有信息，实现超高速批量分析，提高了图像的信噪比、检测精度和效率。

InForm™图像分析系统能够智能识别组织和细胞类型，精准定量评价组织形态学，通过深入的数据挖掘，进行相关性分析、多靶点共表达阳性率分析、细胞密度分析、空间距离分析、空间浸润性分析、组间差异性分析等。

依托多重荧光免疫组化技术平台，阔然基因推出了肿瘤免疫微环境全景分析解决方案，全景剖析肿瘤免疫微环境中的杀伤性T细胞、耗竭性T细胞、巨噬细胞、B细胞、NK细胞、细胞因子和免疫检查点受体的浸润情况，全面评估患者的预后和接受免疫抑制剂治疗的疗效，挖掘肿瘤免疫微环境与肿瘤发生发展、复发、转移和耐药机制的关系和临床分子机理。

临床试验表明，在评估PD-L1蛋白表达水平方面，阔然基因的肿瘤免疫微环境全景分析解决方案与PD-L1 (22C3,28-8 SP142,SP263 ) IHC“金标准”具有较好的一致性，并能从肿瘤免疫微环境角度辅助医生制定更精准的用药和治疗方案。

虽说国内已有企业引进多重荧光免疫组化技术，提供下游科研服务和药企服务。但阔然基因认为，中国企业在多重荧光免疫组化技术上的关键竞争要素在于打通上下游产业链，促进技术合规化。

在产业链上游，阔然基因正在推动仪器、软件，以及抗体荧光染料等关键原料的注册申报工作，在降低多重荧光免疫组化技术成本的同时提高企业技术壁垒；中游，阔然基因联合中国头部病理中心、科研机构，形成产业联盟；下游，公司提供科研服务、药企服务和临床诊断服务。

在合规化上，阔然基因将一面以LDT形式提供服务，一面在积极推动多重荧光免疫组化技术取得NMPA批准，未来会以IVD产品的形式在市场上进行推广。

下一代病理诊断学背景下，多个前沿技术交叉、多学科融合是重要特点。如果说NGS是下一代肿瘤病理的第一阶段，多重荧光免疫组化技术可以看作是第二阶段，推动肿瘤病理更精准、高效，契合肿瘤诊疗从肿瘤细胞本身向微环境转变的趋势。

“未来，多重荧光免疫组化技术将与NGS等技术形成优势互补，共同推动肿瘤病理诊断围绕更全面、更精准、更高效率几个关键词，不断向前演进。”

阔然基因专注于精准医学转化研究与应用，致力于提供多应用场景的一站式分子诊断解决方案。公司正着眼于下一代诊断病理学，围绕肿瘤发生发展的整个过程，从基因、蛋白到代谢，布局了NGS、多重荧光免疫组化技术、质谱技术等，助力解决困扰多年的肿瘤精准诊疗老大难问题。

阔然基因凭借“服务+产品”双重模式开展肿瘤分子诊断、肿瘤免疫微环境检测等业务，首创NGP（下一代病理）+NGS（下一代测序）的临床新应用服务，目前拥有6款IVD产品注册申报储备，服务中国500余家医院和科研机构，建立了庞大的基因组数据库。

接下来，多组学、多技术整合诊断会快速被临床医生接受。多重荧光免疫组化会加速在临床落地应用，可标记指标将更多，机器识别能力和可视化能力也将显著提升，多维度展示肿瘤细胞和肿瘤免疫微环境间的关系。

然而，与众多新兴技术一样，多重荧光免疫组化技术还存在尚未合规化、成本高昂、结果判读没能形成标准化等问题。阔然基因表示：“接下来，行业内的企业、协会等各方角色需要推动相应的行业标准、收费标准的建立，相关指南和专家共识的发布，以及上游原料、仪器国产化。”