开源与商业数字病理平台对比研究：QuPath与HALO在前列腺癌肿瘤微环境分析中的性能验证与空间应用拓展

　　本研究首次系统对比开源软件QuPath与商业平台HALO在多重免疫荧光（mIF）分析中的性能，证实两者在免疫细胞表型分析、肿瘤浸润评估及空间组织模式检测中具有高度一致性（相关系数>0.89），并成功集成CytoMap实现HALO未具备的无监督聚类分析，为肿瘤微环境（TME）研究提供开源解决方案。

　　

Case collection

前列腺癌组织微阵列（TMA）切片来自192例独立患者，由佛罗里达州坦帕市莫菲特癌症中心提供。该TMA包含24例良性前列腺增生（BPH）、34例格里森评分6（GS6，分级组1）、42例GS7（3+4，分级组2）、40例GS7（4+3，分级组3）以及52例GS8（分级组4）、GS9（分级组5）和GS10（分级组5）样本。

Multiplexed immunofluorescence staining

TMA切片采用Akoya Biosciences的OPAL? 7色免疫荧光试剂盒在莫菲特癌症中心完成染色。

Summary of Image analysis workflow

TMA切片使用Panel 1（CD3、CD8、PDL1、PD1、FoxP3）和Panel 2（CD20、CD103、δ-TCR、TIM3、CD164）进行B细胞与T细胞亚群标识。图像首先通过商业软件HALO分析，该软件需用户设定细胞核分割参数、各荧光通道细胞平均像素强度及阴阳性细胞判定阈值。单细胞染色数据经导出后进行后续分析。

Discussion

本研究首次直接对比商业软件HALO与开源软件QuPath在肿瘤免疫染色分析中的输出结果。三个对比模块均呈现极高一致性，验证了QuPath从免疫荧光组织图像中获取准确数据的能力。开源平台的灵活性更支持我们整合其他开源工具（如CytoMap），实现对肿瘤微环境（TME）中细胞表型的无监督聚类分析——这是HALO尚未具备的功能。

Author Contributions

BK与WZ提出研究概念；WZ、QZ、JVN和EE完成数据采集与实验；QY与MRF提供统计分析；BSK和WZ撰写手稿；GS、AC、SH和BSK修订文稿；所有作者阅读并认可最终版本。

Data Availability Statement

数据可向通讯作者申请获取。

Funding

本研究部分由美国国家癌症研究所（UM1CA181255）及美国国立卫生研究院国家癌症研究所（P30CA042014）资助。

Declaration of competing interest

无利益冲突

Ethics approval and consent to participate

涉及人体的研究经莫菲特癌症中心机构审查委员会及犹他大学机构审查委员会批准，实验符合当地法规与机构要求。

Acknowledgements

我们感谢病理学系和亨茨曼癌症研究所的慷慨支持，感谢Jeff Stanley与生物标本和分子病理学共享资源平台完成荧光染色工作。研究资金由亨茨曼癌症基金会和亨茨曼癌症研究所实验治疗项目直接提供，并使用了生物样本库与分子病理学核心设施资源。