病院病理科里最常见的一张苏木精-伊红染色切片（hematoxylin and eosin staining， H&E），频频用来判断肿瘤类型、分级和组织结构。但如果这张切片还能告诉咱们：免疫细胞在何处，成纤维细胞是否挡住了T细胞，哪些患者更可能从免疫调治中获益呢？

6月16日，《Cell》的参议报谈“Cellular architecture and neighborhood-informed virtual spatial tumor profiling from histopathology”，试图恢复这个问题。他们构建了一个名为CANVAS的东谈主工智能平台，全称为“细胞结构与邻域信息运行的造谣AI空间分析”（cellular architecture and neighborhood-informed virtual AI-driven spatial profiling， CANVAS）。

这项参议的底座很塌实：457例非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer， NSCLC）样本，41重空间卵白组（41-plex spatial proteomics），卓绝1800万个单细胞，临了把这些信息转译到豪放H&E切片上，并在卓绝5000名患者、9种癌症中进行评估。

肿瘤不是一堆细胞，而是一座有次第的城市

许多肿瘤参议俗例问一个问题：这里有哪些细胞？但这项参议更热心另一个问题：这些细胞住在何处，和谁作念邻居，谁被谁离隔？

参议东谈主员最初用CODEX空间卵白组工夫对非小细胞肺癌进行高维成像。CODEX不错在兼并张组织切片上检测几十个卵白璀璨物，从而在单细胞层面识别肿瘤细胞、T细胞、B细胞、巨噬细胞、内皮细胞、癌估量成纤维细胞等群体。着力清晰，在非上皮细胞中，内皮细胞（endothelial cells， ECs）占比最高，为10.4%；随后是补助性T细胞（T helper cells， Th），占9.6%；癌估量成纤维细胞（cancer-associated fibroblasts， CAFs）占8.2%；中性粒细胞（neutrophils）占6.5%。

LUSC的免疫细胞浸润比例为43.7%，高于LUAD的37.8%；其中髓系细胞互异更赫然，LUSC为21.8%，LUAD为14.8%。

这不是浅易的细胞计数。肺腺癌（lung adenocarcinoma， LUAD）和肺鳞癌（lung squamous cell carcinoma， LUSC）呈现出不同的微环境重塑形势。LUSC的免疫细胞浸润比例为43.7%，高于LUAD的37.8%；其中髓系细胞（myeloid cells）互异更赫然，LUSC为21.8%，LUAD为14.8%。进一步看，LUSC中中性粒细胞和M2型巨噬细胞更多，而LUAD中补助性T细胞、浆细胞、平滑肌细胞和树突状细胞相对更多。

一个兴味细节是，LUAD从贴壁型（lepidic）向实体型（solid）进展时，适当性免疫身分反而飞腾：细胞毒性T细胞（cytotoxic T cells， Tc）从4.5%升至8.0%，B细胞从2.3%升至3.4%，编削性T细胞（regulatory T cells， Tregs）从1.5%升至2.4%。这领导咱们，肿瘤进展并不老是“免疫细胞越来越少”的线性故事。免疫细胞可能来了，但关节是它们是否信得过战斗到肿瘤细胞，是否被困在装假的位置。

谁在肿瘤细胞傍边，可能比“有些许细胞”更伏击

参议东谈主员进一步分析细胞之间的空间相关。在LUAD中，肿瘤细胞与Tc细胞、Th细胞呈现空间装扮，领导细胞毒免疫难以径直战斗肿瘤细胞；与此同期，中性粒细胞更倾向于积聚M2巨噬细胞和内皮细胞，酿成与免疫禁锢和血管重塑估量的空间款式。

在高品级LUAD中，固然Tc细胞数目加多，但肿瘤细胞与Tc细胞的空间相互作用反而减少；肿瘤细胞与中性粒细胞、内皮细胞、M1巨噬细胞和B细胞的相互作用增强。这意味着：免疫细胞数目加多，不等于有用抗肿瘤免疫增强。它们可能站在现场，却莫得站到信得过能施展作用的位置。

参议还哄骗图神经积聚（graph neural network， GNN）分析更高阶的三细胞空间结构。参议东谈主员识别出24种显耀富集的三细胞组合，其中12种与患者预后估量。高风险组合主要由肿瘤估量髓系细胞和基质细胞组成，举例“M2巨噬细胞-肿瘤细胞-CAF”和“中性粒细胞-肿瘤细胞-CAF”；保护性组合则更常包含效应淋巴细胞和内皮细胞，举例“Tc细胞-肿瘤细胞-Th细胞”和“内皮细胞-肿瘤细胞-B细胞”。

值得追问的是：肿瘤微环境（tumor microenvironment， TME）的危急性，偶然只来自某一种细胞，而可能来自一组细胞之间瓦解酿成的空间回路。

十种“细胞邻域”：肿瘤切片里的生态舆图

为了把复杂的单细胞空间相关组织起来，参议东谈主员界说了10种细胞邻域（cellular neighborhoods， CNs）。这些邻域不是东谈主为画圈，而是根据局部细胞组成和空间聚拢模式无监督聚类获得的。它们包括：肿瘤中枢（CN01）、巨噬细胞富集生态位（CN02）、B细胞生态位（CN03）、基质纤维化区域（CN04）、浆细胞簇（CN05）、中性粒细胞富集区（CN06）、肿瘤-免疫界面（CN07）、T细胞区室（CN08）、泛免疫激活区（CN09）和血管生态位（CN10）。

临床指向很澄澈：CN01、CN04和CN06，也即是肿瘤中枢、纤维化结构和中性粒细胞富集结构，与不良预后估量；CN03、CN05、CN07和CN08，也即是B细胞、浆细胞、肿瘤-免疫界面和T细胞估量邻域，与较好结局估量。

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这些邻域有明确的临床指向。CN01、CN04和CN06，也即是肿瘤中枢、纤维化结构和中性粒细胞富集结构，与不良预后估量；CN03、CN05、CN07和CN08，也即是B细胞、浆细胞、肿瘤-免疫界面和T细胞估量邻域，与较好结局估量。CN06在低分化、大体积LUAD中富集，而CN08与侵袭性较低、肿瘤体积较小的样本估量。

进一步看细胞气象，CN01富含PanCK阳性肿瘤细胞、CD44阳性干性样细胞和Ki67阳性增殖细胞；CN04中出现基质估量CAF和HIF1A阳性成纤维细胞，领导低氧运行的纤维化规范；CN06则富含Ki67阳性和HIF1A阳性的活化中性粒细胞，指向一种可能促肿瘤的低氧炎症气象。

相对地，CN03中B细胞抒发HLA-A/E和HLA-DR，领导抗原呈递和体液免疫活跃；CN08富含抒发颗粒酶B（granzyme B， GZMB）的CD8阳性T细胞和CD4阳性Th细胞，得当握续效应免疫活化的特征。

最值得细读的是CN07，也即是肿瘤-免疫界面。这里并不是单纯的“好”或“坏”：CD8阳性T细胞和GZMB阳性效应T细胞存在，但Ki67阳性肿瘤细胞、HIF1A/Ki67阳性中性粒细胞、FAP阳性CAF也同期出现。参议东谈主员发现，CN07中CAF与Tc细胞的空辗转近程度最高，领导这里可能存在一种局部受限的免疫-基质界面：T细胞到了旯旮，却可能被基质结构戒指住。

为量化这种艰辛，参议东谈主员推断了一个“障蔽评分”（barrier score），权衡CAF等基质身分在CD8阳性T细胞和增殖肿瘤细胞之间的空间装扮程度。着力清晰，早期肿瘤中的障蔽评分相对更高；在I期NSCLC患者中，高障蔽评分与更差的无进展生涯（progression-free survival， PFS）估量，风险比（hazard ratio， HR）为2.06，95%置信区间为1.25–3.41，p值为0.004。这一着力提醒咱们：即使在早期肺癌中，空间障蔽也可能仍是影响疾病进度。

CANVAS：把空间卵白组的谜底翻译成H&E话语

CODEX很强，但不恰当大范围临床惯例使用。H&E切片低廉、进步、历程老练，但它不成径直检测卵白抒发。CANVAS的中枢想路，即是用成对的CODEX和H&E切片竖立映射相关：先用CODEX界说细胞邻域动作“尺度谜底”，再磨练模子从H&E图像中预计这些空间生态位。

工夫历程并不仅仅让AI“看图猜标签”。参议东谈主员先进行H&E细胞核分割和定位，再把兼并组织切片上的CODEX图像与H&E图像作念单细胞空间配准，随后把CODEX界说的CN标签转念到H&E图像块上。模子输入为224×224像素图像块，并借助病理基础模子索取形态学特征。

模子磨练使用8张全切片图像（whole-slide images， WSIs），考据使用2张WSI，稳固测试则使用TMA2部队。着力清晰，2026世界杯中国官方入口CANVAS在磨练、考据和稳固测试中均推崇瓦解：准确率卓绝0.83，F1分数卓绝0.79，Cohen’s kappa卓绝0.80。

模子磨练使用8张全切片图像（whole-slide images， WSIs），考据使用2张WSI，稳固测试则使用TMA2部队。着力清晰，CANVAS在磨练、考据和稳固测试中均推崇瓦解：准确率卓绝0.83，F1分数卓绝0.79，Cohen’s kappa卓绝0.80。与UNI、Virchow等病理基础模子以及传统ResNet-50比拟，CANVAS在生态位预计上推崇更好，互异达到p

这意味着，CANVAS不是在预计单个卵白上下，而是在预计一种更高线索的组织生态结构。它试图恢复的是：这块H&E区域更像肿瘤中枢、纤维化区域、中性粒细胞富集区，如故T细胞区室？

四种空间生态型：雷同是肺腺癌，空间气质不同

参议东谈主员随后把CANVAS应用于TCGA、PLCO和NLST三个NSCLC部队。在TCGA-LUAD中，H01、H04和H06比例较高与较差生涯估量；H03、H05和H08比例较高与较好预后估量。这与CODEX中CN01、CN04、CN06不良，CN03、CN05、CN08有意的着力一致。

在TCGA-LUAD中，基于肿瘤生态位比例，参议东谈主员进一步折柳出四种空间生态型（spatial ecotypes）。C-I为髓系炎症型（myeloid-inflamed），以H05和H06为主，领导中性粒细胞和先天免疫炎症活跃；C-II为纤维化型（fibrotic），以H04为主，免疫浸润少；C-III为肿瘤富集型（tumor-enriched），以H01和H07为主，肿瘤纯度高，基质和免疫身分低；C-IV为免疫活化型（immune-active），富集H03和H08，领导B细胞和T细胞估量结构活跃。

一个伏击信号：这些空间生态型与传统bulk转录组微环境分类唯有部分对应，Cramér’s V仅为0.18。空间信息并不是bulk抒发信息的浅易疏浚。

特意旨真谛的是，这些空间生态型与传统bulk转录组微环境分类唯有部分对应，Cramér’s V仅为0.18。这证明空间信息并不是bulk抒发信息的浅易疏浚。C-IV富集骚动素γ反应（IFN-γ response）、彭胀免疫基因特征（expanded immune gene signature， EIGS）和三级淋凑趣构（tertiary lymphoid structure， TLS）评分；C-II则推崇出基质上皮-间质升沉（epithelial-mesenchymal transition， EMT）和TGF-β轴活化，得当免疫甩掉和免疫调治相悖的特征。

一个需要严慎的点是：肿瘤突变负荷（tumor mutational burden， TMB）高，并不自动意味着免疫调治明锐。参议中C-I和C-II齐可能有较高TMB，但免疫禁锢空间结构可能消弱新抗原带来的免疫上风。

免疫调治的萍踪，藏在界限、距离和过渡带里

免疫搜检点禁锢剂（immune checkpoint blockade， ICB）仍是成为晚期肺癌调治的伏击妙技，但PD-L1、TMB、TLS等主意仍然不成充分证明谁会获益。CANVAS在这里提供了另一种视角：不单看分子抒发，也看空间结构。

参议东谈主员在149例继承免疫调治的NSCLC患者发现，每位患者可索取262个空间特征，分为六类：生态位组成10个、各样性6个、空间冲破度90个、相互作用100个、距离55个和空间过渡熵1个。这些特征尝试描述一个问题：免疫活跃区是否积聚肿瘤中枢？纤维化区是否把T细胞挡开？不同生态位之间是混杂、战斗，如故相互甩掉？

着力清晰，H01和H06富集与更短PFS估量；H02、H07和H08则领导更可能从ICB中获益。反馈者中，H03和H08更丰富，Shannon各样性更高，H08核密度更高，得当淋巴细胞组织化聚拢的图景；非反馈者则更多推崇为H01和H04占上风，领导肿瘤中枢和纤维化、免疫受限生态位占据主导。

最终模子筛选出13个空间特征，酿成一个免疫调治PFS预计特征。保护性特征包括H08与H03共定位，领导T细胞和B细胞协同组织，访佛TLS样结构；风险特征包括H06频率升高、H04-H09相互作用、H02-H09接近等，分别指向中性粒细胞富集、纤维化-免疫禁锢耦合和巨噬细胞估量免疫禁锢生态位。

这个空间特征在发现部队中预计6、12、24个月PFS的时刻依赖AUC分别为0.75、0.73和0.71。

它能显耀区分患者PFS，HR为2.42，95%置信区间为1.66–3.55，p；在外部考据部队中，空间特征在6、12、24个月PFS预计中AUC均卓绝0.75，并显耀分层患者PFS，HR为4.56，95%置信区间为1.44–14.39，p。

这个空间特征在发现部队中预计6、12、24个月PFS的时刻依赖AUC分别为0.75、0.73和0.71；它能显耀区分患者PFS，HR为2.42，95%置信区间为1.66–3.55，p

外部考据来自Cancer Moonshot Biobank名堂的40例免疫调治患者，其中34例可评估PFS。空间特征在6、12、24个月PFS预计中AUC均卓绝0.75，并显耀分层患者PFS，HR为4.56，95%置信区间为1.44–14.39，p

这项参议最值得关注的，不是“AI看懂病理图”

这项参议信得过有启发性的方位，不仅仅AI能从H&E切片预计空间生态位，而是它改变了咱们贯穿肿瘤切片的形势。

昔日，一张H&E切片更多用于会诊和分型。CANVAS建议的可能性是：兼并张切片也许不错成为空间组学的进口，匡助咱们推断肿瘤中枢、免疫区室、纤维化障蔽、中性粒细胞生态位和血管生态位之间的组织相关。

如果有饱和高质料的空间组学动作磨练底座，豪放病理图像可能成为迷惑单细胞空间生物学与东谈主群级临床预计的桥梁。

这项参议仍是在大范围CODEX数据、多个NSCLC部队、泛癌考据和免疫调治部队中给出一致信号。它领导肿瘤调治反应可能不是由单一分子主意决定，而是由细胞组成、空间距离、界限结构和生态位过渡共同塑造。未驾临床升沉不成只依赖回来性模子推崇，还需要更大范围、前瞻性、多中心考据。

参议东谈主员也明确指出了戒指：CANVAS主要在肺癌配对空间卵白组和H&E数据上磨练，泛癌推论需要更大齐据；10种CN来自无监督聚类，改日结合空间转录组（spatial transcriptomics， ST）可能获得更细的生态结构；中性粒细胞富集、低氧耗竭、CAF障蔽等机制证明仍主如果估量性笔据；免疫调治预计模子的外部考据部队范围也不大。

是以，最稳妥的论断不是“H&E仍是不错替代空间组学”，而是：如果有饱和高质料的空间组学动作磨练底座，豪放病理图像可能成为迷惑单细胞空间生物学与东谈主群级临床预计的桥梁。

改日的病表面说里，除了肿瘤类型、分级、分期和PD-L1，也许会出现这么的形容：这个肿瘤是免疫活化型，T-B细胞共定位赫然；大概，这个肿瘤存在中性粒细胞富集和CAF介导的空间障蔽，免疫调治获益可能受限。

当时，病理切片不再仅仅一张静态图片，而可能成为一张可推断的肿瘤生态舆图。

从细胞组成到空间邻域，从H&E图像到免疫调治预计，CANVAS建议的中枢问题是：咱们是否低估了一张豪放病理切片的信息密度？

参考文件

Li Y， Li Z， Quinton R， Ji Y， Zhang X， Xiang J， Wang X， Yang S， Eweje F， Chen Y， Luo X， Li Y， Mulholland J， Chen S， Bergstrom C， Kim T， Maria Olguin F， Willens S， Lin SH， Nirschl JJ世界杯(中国)， West R， Neal J， Diehn M， Li R. Cellular architecture and neighborhood-informed virtual spatial tumor profiling from histopathology. Cell. 2026 Jun 16:S0092-8674(26)00590-8. doi: 10.1016/j.cell.2026.05.031. Epub ahead of print. PMID: 42302781.

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