中国科学家绘制全球首个高精度完整肝脏三维病理图谱

中国科学院上海药物研究所副研究员张小川、研究员高召兵、临港实验室研究员殷宪振合作，为解决肝纤维化等慢性肝病问题提供了革命性研究工具，绘制了世界上第一个高精度、完整的肝三维病理图谱。3月24日，《先进科学》发表了相关研究。

据统计，我国脂肪肝患者超过2亿，构成了日益严峻的公共卫生挑战。世界上每年死于肝硬化的人数超过100万，情况也不容乐观。在人体精密的“生命工厂”中，肝脏就像一个24小时运行的核心处理中心，肩负着500多项生理功能，如解毒代谢和物质合成。然而，长期以来，病理学家只能通过二维切片推测肝脏病变，就像用平面地图研究立体城市一样。

利用显微光学切片断层成像技术，研究小组实现了完整的肝脏0.35×0.35×2微米超高分辨率的3D成像，相当于在细胞尺度上构建肝脏的“数字孪生体”，不仅完全呈现了从器官到脉管到细胞的关键结构的空间关系，还首次捕获了胆管周围微血管丛等精细结构，这是传统手段无法观察到的。

肝纤维化多结构三维病理全景图。该图由研究小组进一步提供。研究小组建立了四氯化碳诱导的肝纤维化模型小鼠肝病理图，并进行了深入的三维全景分析。肝纤维化小鼠肝表面出现明显的结节状变化，肝内中央静脉血管网络也发生明显变化，肝损伤分布不均匀。定量分析结果表明，肝细胞脂肪变性的严重程度与距离中央静脉的距离密切相关。距离越近，脂肪变性越严重，与中央静脉直径无明显相关性。

为了更准确地分析肝纤维化的病理特征，研究小组采用深度学习技术自动分割和分析3D病理图谱的大数据。肝纤维化小鼠肝脂肪变性肝细胞体积比高达30.76%，不同肝叶脂肪变性程度相对一致。

研究小组表示，高精度全肝图谱和三维病理分析方法可以应用于肝病的诊断，从而更直观、全面地反映肝病的三维结构和病理变化，预计未来将进一步推广应用于其他肝病的研究和临床病理学研究。