การตรวจวัดเซลล์ด้วยภาพเนื้อเยื่อหรือการตรวจวัดเซลล์เนื้อเยื่อเป็นวิธีการทางพยาธิวิทยา เชิงดิจิทัล ที่ผสมผสานพยาธิวิทยาเชิงดิจิทัล แบบดั้งเดิม (การสแกนสไลด์แก้วและการสร้างสไลด์เสมือน) และพยาธิ วิทยาเชิงคำนวณ (การวิเคราะห์เชิงดิจิทัล) เข้าไว้ในแนวทางแบบบูรณาการเดียว โดยมีโซลูชันสำหรับโรคทุกชนิด เนื้อเยื่อและเซลล์ทุกประเภท รวมถึงเครื่องหมายโมเลกุลและวิธีการย้อมสีที่เกี่ยวข้องเพื่อแสดงภาพเครื่องหมายเหล่านี้ การตรวจวัดเซลล์เนื้อเยื่อใช้สไลด์เสมือน เนื่องจากสามารถสร้างได้จากเครื่องสแกนสไลด์เชิงพาณิชย์หลายเครื่อง รวมถึงซอฟต์แวร์วิเคราะห์ภาพโดยเฉพาะ ซึ่งควรมีอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องและการเรียนรู้เชิงลึก^{[ 1 ]}การตรวจวัดเซลล์เนื้อเยื่อช่วยให้สามารถวิเคราะห์เซลล์ภายในเนื้อเยื่อหนา โดยรักษาข้อมูลทางสัณฐานวิทยาและบริบท รวมถึงข้อมูลเชิงพื้นที่เกี่ยวกับประชากรย่อยของเซลล์ที่กำหนด^{[ 2 ]}

ในกระบวนการนี้ ตัวอย่างเนื้อเยื่อ ไม่ว่าจะเป็นเนื้อเยื่อ ที่ตรึงด้วย ฟอร์มาลินและ ฝัง ในพาราฟิน (FFPE) หรือส่วนตัดเนื้อเยื่อแช่แข็ง ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า "ไครโอคัท" จะถูกติดฉลากด้วยอิมมูโนฮิสโตเคมี^{[ 3 ]} (IHC) หรือ เครื่องหมาย อิมมูโนฟลูออเรสเซนต์สแกนด้วยเครื่องสแกนสไลด์ความเร็วสูง และข้อมูลที่รวบรวมจากสไลด์เสมือนจะถูกประมวลผลและวิเคราะห์โดยใช้ซอฟต์แวร์ที่สามารถระบุเซลล์แต่ละเซลล์ในบริบทของเนื้อเยื่อโดยอัตโนมัติ และแยกความแตกต่างระหว่างนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมสำหรับแต่ละเซลล์^{[ 1 ]}อัลกอริทึมเพิ่มเติมสามารถระบุเยื่อหุ้มเซลล์ โครงสร้างย่อยของเซลล์ (เช่น เส้นใยโครงร่างเซลล์ แวคิวโอล นิวคลีโอลัส) และ/หรือโครงสร้างเนื้อเยื่อหลายเซลล์ (ต่อม โกล เม อรูลัสหนังกำพร้าหรือจุดเนื้องอก) ^{[ 4 ]}การคัดแยกเซลล์ที่กระตุ้นด้วยฟลูออเรสเซนต์ (FACS) เป็นวิธีการวิเคราะห์ที่วัดสัญญาณฟลูออเรสเซนต์บนเซลล์เดี่ยว โดยสัญญาณมาจากเทคนิคการย้อมสีที่ใช้แอนติบอดี และฟีโนไทป์ที่ตรวจพบโดยโฟลว์ไซโตเมตรี^{[ 5 ]}ข้อจำกัดที่สำคัญของโฟลว์ไซโตเมทรีคือ สามารถใช้ได้กับเซลล์ในสารละลายเท่านั้น ดังที่ชื่อบ่งบอก แม้ว่าจะมีวิธีการ "ละลาย" เนื้อเยื่อแข็งอยู่ แต่การประมวลผลดังกล่าวจะทำลายโครงสร้างของเนื้อเยื่อและบริบทเชิงพื้นที่อย่างถาวร ดังนั้น ทิชชูไซโตเมทรีจึงช่วยเสริมการใช้โฟลว์ไซโตเมทรีและกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์^{[ 6 ]}ในการวิจัยพื้นฐาน การปฏิบัติทางคลินิก และการทดลองทางคลินิก โดยให้การวิเคราะห์แบบ FACS บนชิ้นส่วนเนื้อเยื่อแข็ง (รวมถึงวัฒนธรรมเซลล์ที่ยึดเกาะ) ในแหล่งกำเนิด ข้อดีของทิชชูไซโตเมทรีเมื่อเทียบกับโฟลว์ไซโตเมทรีคือ ทิชชูไซโตเมทรีไม่จำเป็นต้องให้เซลล์แขวนลอยอยู่ในของเหลว ช่วยรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างเนื้อเยื่อ รูปร่าง และข้อมูลบริบท ช่วยในการวิเคราะห์บริบทที่แม่นยำและถูกต้องซึ่งเป็นไปไม่ได้ในโฟลว์ไซโตเมทรี

การตรวจทางอิมมูโนฮิสโตเคมีถูกนำมาใช้ในทางคลินิก โดยจะเก็บตัวอย่างเนื้อเยื่อจากผู้ป่วยมะเร็งทุกคน นำไปตรึงด้วยฟอร์มาลินและฝังในพาราฟิน จากนั้นจึงตัดชิ้นเนื้อด้วยไมโครโทมเป็นชิ้นบางๆ ซึ่งเป็นวัสดุสำหรับการวินิจฉัยทางคลินิก^{[ 3 ]}เมื่อย้อมสีด้วยฮีมาทอกซิลินและอีโอซินเพื่อตรวจหาเซลล์มะเร็งแล้ว จะมีการย้อมสีด้วยเครื่องหมายหลายชนิดเพื่อตรวจหาการแพร่กระจาย สายพันธุ์ การพยากรณ์โรค และเป้าหมายของการเกิดมะเร็ง พยาธิแพทย์จะใช้กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคอลในการประเมินผ่านเลนส์วัตถุ และสรุปการวินิจฉัยโดยการให้คะแนนการย้อมสีเป็นเปอร์เซ็นต์หรือเป็นบวก/ลบ การประเมินด้วยสายตาจะให้การวินิจฉัยแบบอัตนัยและแผนการรักษา

การเปลี่ยนสไลด์แก้วให้เป็นภาพดิจิทัลทำให้พยาธิวิทยาเชิงดิจิทัลเปลี่ยนวิธีการที่พยาธิแพทย์ปฏิสัมพันธ์กับตัวอย่างเนื้อเยื่อ อย่างไรก็ตาม ระยะเริ่มต้นของพยาธิวิทยาเชิงดิจิทัลเน้นไปที่การดูและการแบ่งปันภาพเป็นหลัก แม้ว่าสิ่งนี้จะช่วยให้สามารถปรึกษาหารือจากระยะไกลและอำนวยความสะดวกในการจัดเก็บภาพได้ แต่ก็ไม่ได้เปลี่ยนแปลงกระบวนการหลักของพยาธิวิทยาอย่างพื้นฐาน นั่นคือ การตีความลักษณะทางสัณฐานวิทยาของเนื้อเยื่อด้วยมือโดยผู้เชี่ยวชาญที่เป็นมนุษย์

ระบบที่มีความแข็งแกร่งและเป็นอัตโนมัติมากขึ้นได้รับการออกแบบเพื่อทำการวิเคราะห์แบบคล้ายโฟลว์ไซโตเมทรีบนเซลล์ที่ย้อมด้วยภูมิคุ้มกันในเนื้อเยื่อที่ตรึงไว้ และเรียกว่า ทิชชูไซโตเมทรี^{[ 7 ]}เทคนิคนี้ได้รับการแนะนำในช่วงทศวรรษ 1990 โดยอิงจากสิทธิบัตรของ Steiner และ Ecker ^{[ 8 ]}ซึ่งอธิบายขั้นตอนสำหรับ "การวิเคราะห์ไซโตเมทรีของประชากรเซลล์ที่หลากหลายในส่วนตัดเนื้อเยื่อหรือการเพาะเลี้ยงเซลล์ที่มองเห็นได้ผ่านสีย้อมเรืองแสงและ/หรือโครโมเจน " ทิชชูไซโตเมทรีเกิดขึ้นเป็นส่วนขยายที่เปลี่ยนแปลงไปของพยาธิวิทยาแบบดิจิทัล ซึ่งสัญญาว่าจะเชื่อมช่องว่างระหว่างการวิเคราะห์ตามภาพและข้อมูลเชิงลึกเชิงปริมาณที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล โดยแก่นแท้แล้ว ทิชชูไซโตเมทรีช่วยให้สามารถวิเคราะห์คุณลักษณะของเซลล์และเนื้อเยื่อได้โดยอัตโนมัติและเชิงปริมาณ โดยการใช้อัลกอริธึมการคำนวณและแบบจำลองการเรียนรู้ของเครื่อง มันสามารถแบ่งส่วนนิวเคลียส ระบุชนิดของเซลล์ และวัด ระดับการแสดงออกของ โปรตีนภายในบริบทของเนื้อเยื่อ ได้อย่างแม่นยำ

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 Hernani และคณะได้ยื่นจดสิทธิบัตรเพิ่มเติมเพื่อทำการตรวจวัดการไหลของเซลล์เสมือนจริงบนเนื้อเยื่อที่ย้อมด้วยภูมิคุ้มกัน^{[ 9 ]}หลักการพื้นฐานของวิธีการหลังนี้ได้มาจากขั้นตอนที่นำเสนอในปี 1982 โดย Gillete และคณะ ซึ่งอธิบายการวิเคราะห์เชิงคุณภาพของส่วนผสมสเปกตรัมโดยใช้การวิเคราะห์ปัจจัยร่วมกับไลบรารีอ้างอิงสเปกตรัม^{[ 10 ]}จากการศึกษานี้ Zhou R และคณะได้ตีพิมพ์วิธีการหาปริมาณกรดฟอสฟาเตส เฉพาะต่อมลูกหมาก (PSAP) ในส่วนตัดเนื้อเยื่อของเนื้องอกต่อมลูกหมากด้วยเทคนิคคอมเพล็กซ์เพอร์ออกซิเดส-แอนติเพอร์ออกซิเดส (PAP) โดยใช้ไดอะมิโนเบนซิดีน (DAB) เป็นสารตั้งต้น^{[ 11 ]}

การบูรณาการ AI และการเรียนรู้ของเครื่องมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาไซโตเมทรีเนื้อเยื่อ ตัวอย่างเช่น อัลกอริทึมที่ขับเคลื่อนด้วย AI สามารถฝึกฝนให้ระบุประเภทเซลล์ที่เฉพาะเจาะจง ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาเล็กน้อยที่เกี่ยวข้องกับโรค หรือวัดปริมาณความหนาแน่นของเซลล์ภูมิคุ้มกันภายใน สภาพแวดล้อมจุลภาค ของเนื้องอก^{[ 12 ]}

ด้วยการกำหนดขอบเขตของนิวเคลียสแต่ละอันอย่างแม่นยำ นักวิจัยสามารถดึงข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับขนาด รูปร่าง และพื้นผิวของนิวเคลียส ซึ่งสามารถเชื่อมโยงกับสภาวะทางพยาธิวิทยาต่างๆ ได้ ในทำนองเดียวกัน อัลกอริทึมการแบ่งส่วนเนื้อเยื่อช่วยให้สามารถระบุส่วนประกอบของเนื้อเยื่อต่างๆ ได้ เช่น เนื้องอก สโตรมา และการแทรกซึมของภูมิคุ้มกัน ซึ่งอำนวยความสะดวกในการวิเคราะห์ความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ระหว่างส่วนประกอบของเซลล์^{[ 13 ]}

เครื่องตรวจวัดเซลล์เนื้อเยื่อมีส่วนประกอบหลักสองส่วน: (I) เครื่องสแกนความเร็วสูงเพื่อรับภาพเสมือนคุณภาพสูงของส่วนเนื้อเยื่อที่ติดฉลากด้วยอิมมูโนฮิสโตเคมีและ/หรือเครื่องหมายเรืองแสง (II) ซอฟต์แวร์สำหรับการวิเคราะห์ภาพและการตีความข้อมูล เครื่องตรวจวัดเซลล์เนื้อเยื่อที่ทันสมัยสามารถวิเคราะห์เซลล์หลายพันเซลล์ภายในตัวอย่างเนื้อเยื่อได้ใน "เวลาจริง"

สภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอก:การตรวจวิเคราะห์เซลล์เนื้อเยื่อถูกนำมาใช้อย่างมากในการวิจัยเพื่อระบุลักษณะสภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอก รวมถึงการระบุภูมิทัศน์ภูมิคุ้มกันหรือการสร้างหลอดเลือดในเนื้องอก ภายในส่วนเนื้อเยื่อที่ผ่านกระบวนการ IHC/IF เหตุผลหนึ่งคือ การใช้เทคโนโลยีนี้ทำให้โครงสร้างเนื้อเยื่อที่ซับซ้อนยังคงอยู่ครบถ้วน ดังนั้นจึงสามารถวิเคราะห์ความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ระหว่างฟีโนไทป์ของเซลล์และ/หรือโครงสร้างหลายเซลล์ได้^{[ 14 ]}

โดยการใช้ไซโตเมทรีเนื้อเยื่อ กลุ่มวิจัยหลายกลุ่มสามารถแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของประชากรย่อยของเซลล์ภูมิคุ้มกันต่างๆ (CD4, CD68 , CD8, CD20, Foxp3, PD1) ต่อการอยู่รอดของผู้ป่วยในมะเร็งประเภทต่างๆ (เช่น มะเร็งเต้านม มะเร็งลำไส้ใหญ่ มะเร็งกระเพาะอาหาร เมลาโนมา มะเร็งปอดชนิดไม่ใช่เซลล์ขนาดเล็ก) ^{[ 14 ]}เนื่องจากในการรักษามะเร็ง กลยุทธ์การรักษาแบบใหม่คือการกำหนดเป้าหมายไปที่จุดตรวจสอบภูมิคุ้มกัน (โมเลกุลที่ยับยั้งปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันต่อต้านเนื้องอก) ข้อมูลเชิงลึกที่ได้รับจากไซโตเมทรีเนื้อเยื่ออาจช่วยในการค้นหาโมเลกุลเป้าหมาย/ตัวบ่งชี้ทางชีวภาพใหม่ๆ รวมถึงการกำหนดกลยุทธ์การรักษาที่ดีที่สุดสำหรับผู้ป่วย^{[ 14 ]}

ภูมิคุ้มกันวิทยา :บริบทของเซลล์ภูมิคุ้มกันมีความสำคัญต่อการกำหนดที่มาของโรคอักเสบ ซึ่งมักเกิดจากการทำงานที่บกพร่องของเซลล์ภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวและ/หรือแบบดั้งเดิม การตรวจวัดเซลล์เนื้อเยื่อมีประโยชน์ในการตรวจจับและระบุตำแหน่งของเซลล์เฉพาะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งประชากรที่หลากหลาย ภายในสภาพแวดล้อมของเนื้อเยื่อดั้งเดิม และระบุเบาะแสที่อยู่เบื้องหลังโรค ^{[ 15 ]}   ตัวอย่างเช่น มีการใช้เพื่อตรวจสอบโรคที่เกี่ยวข้องกับ IgG4: บทความหนึ่งรายงานเกี่ยวกับภาวะเยื่อหุ้มหัวใจอักเสบที่มีพังผืดซึ่งเกิดจาก CD4+ CTLs มากกว่าเซลล์ Th2 โดยมีการแสดงให้เห็นการแทรกซึมของ CD4+ CTLs โดยการตรวจวัดเซลล์เนื้อเยื่อ ^{[ 16 ]}การศึกษาติดตามผลได้ตรวจสอบว่าเซลล์ T ฟอลลิคูลาร์มีอิทธิพลต่อเหตุการณ์การเปลี่ยนคลาสของเซลล์ B ในโรคที่เกี่ยวข้องกับ IgG4 และโรคคิมูระอย่างไร นักวิจัยพบความสัมพันธ์ระหว่างเซลล์ B AICDA+CD19+ และการแสดงออกของ IgG4 โดยใช้การตรวจวัดเซลล์เนื้อเยื่อ ^{[ 17 ]}

ลักษณะเฉพาะของเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคม์ : เซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคม์ (MSCs) เป็นเซลล์ที่มีศักยภาพหลายอย่างที่สามารถแยกตัวเป็นเซลล์ย่อยหลายชนิด เช่น กระดูก กระดูกอ่อน กล้ามเนื้อ ฟันที่กำลังพัฒนา และเนื้อเยื่อไขมัน ซึ่งมีความสำคัญทางคลินิกสำหรับเวชศาสตร์ฟื้นฟู^{[ 18 ]}อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะมีเกณฑ์ฟีโนไทป์ขั้นต่ำที่กำหนดไว้แล้ว แต่เนื่องจากธรรมชาติที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันของ MSCs จึงจำเป็นต้องมีการจำแนกลักษณะเพิ่มเติมเกี่ยวกับไบโอมาร์กเกอร์ที่แตกต่างกัน^{[ 19 ]}การตรวจวัดเซลล์เนื้อเยื่อมีแนวโน้มที่ดีในการช่วยอธิบายไบโอมาร์กเกอร์ของ MSCs ที่อยู่ในสภาวะสงบ และยังช่วยจำแนกลักษณะผลกระทบของไฮยาลูโรแนนต่อประชากรกลุ่มนี้ อีกด้วย ^{[ 20 ]}การตรวจวัดเซลล์เนื้อเยื่อยังสามารถใช้ในการตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ของ MSCs กับกลิโอบลาสโตมา: เพื่อจำแนกลักษณะการหลอมรวมของเซลล์ การถ่ายโอนเวสิเคิลนอกเซลล์ และการสื่อสารระหว่างเซลล์^{[ 21 ]}นอกจากนี้ ยังมีการใช้ไซโตเมตรีเนื้อเยื่อเพื่อสร้างภาพฮิปโปแคมปัสของหนูและมองเห็นไมโครเกลีย M1/M2 ในหนูที่ได้รับการปลูกถ่าย MSCs ซึ่งเป็นแบบจำลองสำหรับโรคอัลไซเมอร์^{[ 22 ]}

COVID-19: การระบาดใหญ่ของ COVID-19จำเป็นต้องใช้เครื่องมือต่างๆ เพื่อกำหนดขอบเขตความคืบหน้าและความรุนแรงของโรค นักวิจัยรายงานเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ของเซลล์ภูมิคุ้มกันและไวรัส SARS-CoV-2 และผลกระทบต่อโรคโดยใช้การตรวจวัดเซลล์เนื้อเยื่อ ตัวอย่างเช่น การศึกษาหนึ่งแสดงให้เห็นว่าเซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์ CD4+ ขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญในปอดของผู้ป่วย COVID-19 ที่มีอาการรุนแรง^{[ 23 ]}การค้นพบอีกอย่างหนึ่งแสดงให้เห็นถึงการสูญเสียศูนย์สร้างเซลล์ในต่อมน้ำเหลืองและม้ามในผู้ป่วย COVID-19 ระยะเฉียบพลัน ซึ่งแสดงให้เห็นโดยการตรวจวัดเซลล์ด้วยอิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์หลายสี^{[ 24 ]}

ประสาทวิทยา :การติดตาม กระบวนการ พัฒนาของระบบประสาทเป็นสาขาการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่ในสาขาประสาทวิทยา การวิเคราะห์เนื้อเยื่อเชิงปริมาณถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขานี้เพื่อกำหนดบทบาทของสิ่งเร้าต่างๆ ในระบบประสาท ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}กลุ่มวิจัยได้รายงานเกี่ยวกับผลของสนามแม่เหล็กต่อการแยกตัวของเซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายอย่างไปเป็นเซลล์ประสาท โดยสังเกตผลทางฟีโนไทป์โดยใช้การตรวจวัดเซลล์เนื้อเยื่อ ^{[ 25 ]}การประยุกต์ใช้การตรวจวัดเซลล์เนื้อเยื่อในประสาทวิทยาอีกประการหนึ่งแสดงให้เห็นในงานวิจัยที่ออกแบบมาเพื่อประเมินผลของความเครียดต่อเซลล์ประสาทในไฮโปทาลามัส ^{[ 26 ]}