肺组织切片中数字化定量碳末沉着病的临床和分子相关性：自动化定量工作流程的实用性

空气污染，如直径≤2.5μm的颗粒物（PM2.5），是不吸烟人群中肺癌的主要诱因。碳末沉着色素（肺部黑色沉积物）是环境暴露的物理证据。尽管碳末沉着病与肺部疾病之间的联系已确立，但碳末沉着病尚未作为研究中环境暴露的常规测量指标，因为既没有标准的碳末沉着病定量测量方法，也没有高效的定量方法。我们开发了“基于切片的高通量碳末沉着病检测与估计方法”（SHADE）。SHADE是一种自动化工作流程，可在扫描的整张H&E切片图像上定量碳末沉着色素。SHADE经过优化以识别碳末沉着病，同时避免检测图像中的伪影。SHADE评分与病理学家对10幅图像块的人工排序显示出高度一致性（R = 0.864）。将SHADE应用于140例不吸烟肺癌患者的背景肺切片，发现高碳末沉着病与年龄较大、男性、30年居住地PM2.5估算值以及出生地在亚洲显著相关（p < 0.05）。低碳末沉着病与侵袭性较低的腺癌相关（p = 0.052）。未发现碳末沉着病与3年居住地PM2.5估算值、取样肺叶、种族、EGFR突变状态或病理肿瘤分期之间存在显著关系。不吸烟队列中的碳末沉着病水平与59例曾吸烟患者的背景肺切片相似。对15例有支气管肺泡灌洗标本基因表达数据的个体背景肺切片的探索性分析显示，SHADE评分与几种免疫调节基因（CEACAM6、CXCL6、IL5RA、LCN2、SPA17）的表达、炎症反应和细胞因子基因集的激活以及抗原加工和呈递基因集的抑制相关（错误发现率<0.1）。SHADE提供了一种自动化碳末沉着病定量工作流程，并已证明其在揭示肺癌中与碳末沉着病相关的分子变化方面的实用性。