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台灣病理檢測全新篇章,3D病理影像

本篇內容還有更多關於諾倫科技,也可以在 生醫人生旅歷Podcast – 『EP31-腫瘤組織切片只有微米厚度的訊息?次世代3D病理組織影像技術的革新』收聽喔!!

你聽過切片化驗嗎?不論是自身還是親友,或許聽過相關的名詞。如果身體上發現疑似腫瘤,醫生判斷腫瘤屬性時需要透過切片化驗。當切片經由病理檢驗師檢視後,就能判斷患者是否得病或是病況的嚴重程度,接著提供化驗報告以助於醫師選擇適當的治療方式。化驗報告對於後續診療是相當重要的依據,因此檢驗結果需盡可能收集病理資訊。然而,從一塊片段的2D切片中診斷疾病,會潛藏多少風險呢?

傳統病理切片化驗-2D病理影像

病理組織切片厚度提升,甚至是完全不切片,會發現有非常明顯且不同的資訊量。
傳統切片僅能呈現3-5微米(㎛)厚的資訊,片段的訊息量讓判讀增加許多視覺死角。若將切片厚度提升,甚至是完全不切片,會發現有非常明顯且不同的資訊量。

切片化驗又稱「病理切片」,是目前學術研究和臨床上觀察組織型態最普遍的方式。檢體透過組織脫水、石蠟包埋,切出3-5微米(μm )厚的薄片,再進行染色或免疫標定,檢體便可透過光學顯微鏡觀察微觀的細胞形態和特定蛋白質的表現。此方式已行之有年,且廣泛應用在基礎科學研究、藥物開發和病理檢驗上。然而,石蠟包埋切片只能提供2D、單一剖面且不到百分之一的組織資訊。以腫瘤來說,不同的腫瘤具有組織異質性 (tissue heterogeneity),且組織內的細胞種類極為複雜,以單一切面上的資訊做病理判讀,無法代表整塊組織的資訊。因此,即使病理切片的資訊解讀正確,仍因無法掌握較整體的病理狀態,影響判讀的結果,進而降低醫療成效或誤導研究方向。

對於癌症診斷,切片化驗為何如此重要?

腫瘤抽樣與傳統切片
腫瘤抽樣與傳統切片。

癌症診斷可先使用血液檢測游離癌細胞,或是腫瘤游離核酸信息來評估風險,再由電腦斷層和核磁共振等醫學影像方式評估並確認腫瘤位置。

若想要更清楚了解腫瘤類別、惡性或良性、血管增生、是否有轉移跡象,以及判定確診等等,還是需要進行腫瘤抽樣和傳統切片化驗來確認病理狀態,針對切片上的資訊來提供病理師與醫師在治療上更準確的指引方針。

市面上許多解決方案如多重免疫標靶標記(multiplex IHC) 和次世代基因定序(NGS),都可用來檢測出特定癌症顯現蛋白和癌變基因以評估癌症種類和侵略性等資訊。固然在傳統切片上現有技術可相對穩定和準確地提供病理資訊,但終究還是有因切片只提供整體腫瘤局部資訊所造成的誤判可能性。

如何補足傳統病理切片的不足?-3D病理影像

病理切片為癌症檢測中最能直接看出腫瘤狀態的做法,也會直接影響後續的治療規劃。然而,因為組織不透光的特性,傳統病理切片單次能觀察的厚度只有3-5微米,欠缺完整的腫瘤資訊。

若要能看到更厚的組織影像,需要解決組織內不均勻組成所造成的光散射問題,並搭配其他成像技術去建立3D病理影像。

諾倫科技帶給病理檢測一個全新的視野,以領先全球之澄清染色技術、全組織掃描技術,建立「3D Pathology Platform」,大幅改善傳統病理切片的缺點。一站式服務包含以專利全組織染色技術,以及完善的組織製備澄清固定程序,加上高速層光顯微鏡(Lightsheet Microscopy)掃描,以高於傳統光學顯微鏡上千倍的影像擷取速度,取得公分級的全組織3D影像,再經過獨有開發的影像運算及處理,提供完整的視覺呈現以及精準的定量分析。

目前市面上其它的3D組織病理影像技術,大約僅能提供300微米(μm)厚的組織影像。而諾倫科技靠著對製備技術的鑽研,在能保存所有的蛋白質與核酸資訊情況下,可進行厚達2公分的病理組織取像。

3D病理影像,是否真的有其必要性?

乳房組織3D病理影像
乳房組織的3D病理影像。

以癌症為例,已逝乳癌患者的臨床回溯性研究中,重新檢驗當初診斷的病理切片,重新製作成3D病理影像。研究發現,當時以傳統病理切片化驗的資訊判定為癌症初期的患者,之後病情惡化速度超過預期。而以3D病理影像技術去觀察當時保存的蠟塊樣本,發現更嚴重的病灶早就存在於當時的樣本內,只是礙於傳統病理組織切片能提供的資訊有限,未能得到完整的病理訊息。由此,可見在醫療規劃上,3D病理組織影像能提供更完整的訊息。

一站式影像服務 將,程序化繁為簡

小鼠的各部位3D病理組織影像。
小鼠各部位的3D病理組織影像。

諾倫科技透過開發平台推出首項技術服務- 3D全組織病理影像服務,提供一站式檢測服務給進行醫療研究單位、醫院、藥廠。幫助單位省下條件測試、儀器採買與人員訓練等成本,在高品質與價格高報酬率的情況下,協助研究人員的實驗有突破性的進展。

目前已協助不同的研究單位完成全腦組織、子宮、消化器官…等3D影像,物種則涵括齧齒類(C57BL6小鼠、Wistar 大鼠)、硬骨魚類(斑馬魚)、鳥類和人類。

針對臨床應用,正著手推動2毫米的乳癌組織3D腫瘤切片的技術應用,以3D組織影像技術來解決癌組織資訊量不足之疑慮。

關於 諾倫科技股份有限公司(Nebulum Technologies Co. Ltd.)

諾倫科技是一間由一群生物、光學與軟體等新銳科學家與工程師所組成的專業生物影像技術公司,擁有領先全球的3D全組織病理掃描影像技術。其頂尖的「3D Pathology Platform」,提供一站式的全組織病理影像服務。此技術可解決傳統病理切片技術,因單一切面所產生的資訊斷層以及視覺死角,為病理檢測提供更全面精準的診斷資訊。

諾倫科技為了提供更完善的服務,在2021年11月正式進駐國家生技研究園區創服育成中心,與育成中心的資源整合共創出更佳的技術內容。諾倫辦公室採用全玻璃的通透式空間,象徵著公司追求全組織澄清的服務理念,並打造寬敞有序且齊全的實驗環境,優化產品成果的精緻度,也歡迎各界有興趣的專業人士蒞臨現場參訪!

媒體聯絡人: 許筑瑩

02-77523723#303

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諾倫科技官方網站: nebulumtech.com

【作者簡介】 諾倫科技

諾倫科技是一間由一群生物、光學與軟體等新銳科學家與工程師所組成的專業生物影像技術公司,擁有領先全球的3D全組織病理掃描影像技術。其頂尖的「3D Pathology Platform」,提供一站式的全組織病理影像服務。此技術可解決傳統病理切片技術,因單一切面所產生的資訊斷層以及視覺死角,為病理檢測提供更全面精準的診斷資訊。

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