[发明专利]使用免疫染色掩膜选择性细化ISH分析结果的系统和方法

说明书

技术领域

一般来说，本公开涉及生物样品中的蛋白质表达和靶核酸序列的检测，以及更具体来说，涉及使用免疫染色掩膜(immunostaining mask)选择性细化原位杂交(ISH)分析结果的系统和方法。

背景技术

组织切片和其他细胞学制备物中的蛋白质分析可使用荧光原位杂交(FISH)来进行。FISH是用于检测和定位染色体上的特定DNA序列是否存在的细胞遗传技术。FISH使用荧光探针，荧光探针仅结合染色体中荧光探针对其呈现高度序列互补性的那些部分。荧光显微术可用来通过计算图像中存在的荧光点，来找出荧光探针结合到染色体的位置。

对于癌肿瘤样品中的FISH分析，FISH点计数的测量仅对样品中的上皮细胞是相关的。但是，常规FISH分析测量视场中所有细胞的FISH信号，因为缺乏将分析限制到细胞的所定义子集的有效方式。在没有手动干预的情况下，这可导致许多非上皮细胞(例如基质细胞)促成FISH点计数统计，这导致不太准确的点计数测量。

发明内容

按照一个实施方案，一种处理表示组织样品中的生物单元的图像数据的计算机实现方法(其中计算机包括处理器)包括：由处理器接收包含来自免疫荧光(IF)形态标记的信号的组织样品的第一图像，其中组织样品采用IF形态标记来染色；以及由处理器接收包含来自荧光探针的信号的同一组织样品的第二图像，其中组织样品与荧光探针原位杂交。该方法还包括：由处理器基于第一图像中来自IF形态标记的信号的平均强度将组织样品中的各生物单元分类为至少两个类别之一；由处理器执行第二图像中的组织样品的荧光原位杂交(FISH)分析，以从其中得到结果；以及由处理器过滤FISH分析的结果，以产生与仅在至少两个类别之一中分类的生物单元有关的结果的子集。在一些实施方案中，类别可包括上皮和非上皮细胞。

在一些实施方案中，该方法还可包括由处理器将第一图像中来自IF形态标记的信号的位置与第二图像中来自荧光探针的信号的位置配准，以产生配准图像。在一些实施方案中，该方法还可包括由处理器分割第二图像，以基于第二图像中来自荧光探针的信号的位置来识别组织样品中的细胞核。在一些实施方案中，各生物单元可对应于组织样品中识别的相应细胞核。在一些实施方案中，分割细胞核的动作可包括由处理器将小波变换应用于第二图像。

在一些实施方案中，该方法还可包括由处理器从第二图像中的细胞核来生成从阈值距离图所生成的Voronoi划分和环形，其中各相应环形限制成至少部分仅包围组织样品中的一个细胞核。在一些实施方案中，生成第二图像中的Voronoi划分的动作使得能够使用组织样品中识别的细胞核作为与各环形所限定的掩膜相乘的Voronoi划分的种子(seed)，从第二图像来生成局部背景区域。

在一些实施方案中，IF形态标记可配置成针对细胞角蛋白(CK)蛋白质。该方法还可包括使用结合Otsu定阈值方法的阈值对第一图像定阈值，并且估计第一图像中的上皮区域的最小强度级。在一些实施方案中，该方法还可包括由用户在观察各生物单元的分类的变化的同时交互地改变阈值。

在一些实施方案中，通过计算包围细胞核的环形中的平均细胞角蛋白(CK)强度，并且将平均CK强度与上皮区域的所估计的最小强度级进行比较，各细胞核可分类为上皮或者非上皮的。在一些实施方案中，IF形态标记可包括4’,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)染色剂。在一些实施方案中，IF形态标记可配置成针对细胞角蛋白(CK)蛋白质和人表皮生长因子受体2(HER2)蛋白质中的至少一种。在一些实施方案中，荧光探针可配置成结合到HER2基因和染色体17着丝粒重复中的至少一个。

按照一个实施方案，一种非暂时计算机可读介质上存储了计算机可执行指令，其在由计算机运行时使该计算机接收包含来自免疫荧光(IF)形态标记的信号的组织样品的第一图像(其中组织样品采用IF形态标记来染色)，并且接收包含来自荧光探针的信号的同一组织样品的第二图像(其中组织样品与荧光探针原位杂交)。该计算机可读介质还包括计算机可执行指令，其在由计算机运行时使计算机基于第一图像中来自IF形态标记的信号的平均强度将组织样品中的各生物单元分类为至少两个类别之一，执行第二图像中的组织样品的荧光原位杂交(FISH)分析以从其中得到结果，并且过滤FISH分析的结果以产生仅与分类为上皮的生物单元有关的结果的子集。