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），持续用来判断肿瘤类型、分级和组织结构。但如果这张切片还能告诉咱们：免疫细胞在那里，成纤维细胞是否挡住了T细胞，哪些患者更可能从免疫诊疗中获益呢？

6月16日，《Cell》的征询报谈“Cellular architecture and neighborhood-informed virtual spatial tumor profiling from histopathology”，试图回复这个问题。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转的臆造AI空间分析”（cellular architecture and neighborhood-informed virtual AI-driven spatial profiling， CANVAS）。

这项征询的底座很塌实：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），跨越1800万个单细胞，终末把这些信息转译到无为H&E切片上，并在跨越5000名患者、9种癌症中进行评估。

肿瘤不是一堆细胞，而是一座有次序的城市

好多肿瘤征询习气问一个问题：这里有哪些细胞？但这项征询更关注另一个问题：这些细胞住在那里，和谁作念邻居，谁被谁离隔？

征询东谈主员最初用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象征物，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、癌关系成纤维细胞等群体。效用露馅，在非上皮细胞中，内皮细胞（endothelial cells， ECs）占比最高，为10.4%；随后是援救性T细胞（T helper cells， Th），占9.6%；癌关系成纤维细胞（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%；其中髓系细胞各异更领悟，LUSC为21.8%，LUAD为14.8%。

这不是简便的细胞计数。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方式。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）各异更领悟，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中援救性T细胞、浆细胞、平滑肌细胞和树突状细胞相对更多。

一个真理细节是，LUAD从贴壁型（lepidic）向实体型（solid）进展时，适合性免疫要素反而飞腾：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%，调遣性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，但要害是它们是否简直斗殴到肿瘤细胞，是否被困在失实的位置。

谁在肿瘤细胞控制，可能比“有若干细胞”更进军

征询东谈主员进一步分析细胞之间的空间关系。在LUAD中，肿瘤细胞与Tc细胞、Th细胞呈现空间阻止，领导细胞毒免疫难以径直斗殴肿瘤细胞；与此同期，中性粒细胞更倾向于围聚M2巨噬细胞和内皮细胞，变成与免疫遏制和血管重塑关系的空间模式。

在高品级LUAD中，诚然Tc细胞数目加多，但肿瘤细胞与Tc细胞的空间彼此作用反而减少；肿瘤细胞与中性粒细胞、内皮细胞、M1巨噬细胞和B细胞的彼此作用增强。这意味着：免疫细胞数目加多，不等于灵验抗肿瘤免疫增强。它们可能站在现场，却莫得站到简直能阐扬作用的位置。

征询还诈欺图神经网罗（graph neural network， GNN）分析更高阶的三细胞空间结构。征询东谈主员识别出24种权贵富集的三细胞组合，其中12种与患者预后关系。高风险组合主要由肿瘤关系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，巧合只来自某一种细胞，而可能来自一组细胞之间踏实变成的空间回路。

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关系组织起来，征询东谈主员界说了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荟萃模式无监督聚类取得的。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）。

临床指向很了了：CN01、CN04和CN06，也即是肿瘤中枢、纤维化结构和中性粒细胞富推敲构，与不良预后关系；CN03、CN05、CN07和CN08，也即是B细胞、浆细胞、肿瘤-免疫界面和T细胞关系邻域，与较好结局关系。

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推敲构，与不良预后关系；CN03、CN05、CN07和CN08，也即是B细胞、浆细胞、肿瘤-免疫界面和T细胞关系邻域，与较好结局关系。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关系。

进一步看细胞现象，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中出现基质关系CAF和HIF1A阳性成纤维细胞，领导低氧运转的纤维化门径；CN06则富含Ki67阳性和HIF1A阳性的活化中性粒细胞，AG真人2026世界杯中国官网指向一种可能促肿瘤的低氧炎症现象。

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，妥当抓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。征询东谈主员发现，CN07中CAF与Tc细胞的空波折近程度最高，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，却可能被基质结构铁心住。

为量化这种阻截，征询东谈主员打算了一个“障蔽评分”（barrier score），有计划CAF等基质要素在CD8阳性T细胞和增殖肿瘤细胞之间的空间阻止程度。效用露馅，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活命（progression-free survival， PFS）关系，风险比（hazard ratio， HR）为2.06，95%置信区间为1.25–3.41，p值为0.004。这一效用提醒咱们：即使在早期肺癌中，空间障蔽也可能仍是影响疾病程度。

CANVAS：把空间卵白组的谜底翻译成H&E谈话

CODEX很强，但不允洽大鸿沟临床惯例使用。H&E切片低廉、提升、经过熟悉，但它不可径直检测卵白抒发。CANVAS的中枢念念路，即是用成对的CODEX和H&E切片诱骗映射关系：先用CODEX界说细胞邻域当作“要领谜底”，再锤真金不怕火模子从H&E图像中瞻望这些空间生态位。

工夫经过并不仅仅让AI“看图猜标签”。征询东谈主员先进行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标签更动到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求形态学特征。

模子锤真金不怕火使用8张全切片图像（whole-slide images， WSIs），考证使用2张WSI，孤独测试则使用TMA2队伍。效用露馅，博亚体育(中国)2026世界杯官方app下载CANVAS在锤真金不怕火、考证和孤独测试中均推崇踏实：准确率跨越0.83，F1分数跨越0.79，Cohen’s kappa跨越0.80。

模子锤真金不怕火使用8张全切片图像（whole-slide images， WSIs），考证使用2张WSI，孤独测试则使用TMA2队伍。效用露馅，CANVAS在锤真金不怕火、考证和孤独测试中均推崇踏实：准确率跨越0.83，F1分数跨越0.79，Cohen’s kappa跨越0.80。与UNI、Virchow等病理基础模子以及传统ResNet-50比较，CANVAS在生态位瞻望上推崇更好，各异达到p

这意味着，CANVAS不是在瞻望单个卵白高下，而是在瞻望一种更高头绪的组织生态结构。它试图回复的是：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

征询东谈主员随后把CANVAS应用于TCGA、PLCO和NLST三个NSCLC队伍。在TCGA-LUAD中，H01、H04和H06比例较高与较差活命关系；H03、H05和H08比例较高与较好预后关系。这与CODEX中CN01、CN04、CN06不良，CN03、CN05、CN08故意的效用一致。

在TCGA-LUAD中，基于肿瘤生态位比例，征询东谈主员进一步离别出四种空间生态型（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，基质和免疫要素低；C-IV为免疫活化型（immune-active），富集H03和H08，领导B细胞和T细胞关绑缚构活跃。

一个进军信号：这些空间生态型与传统bulk转录组微环境分类只消部分对应，Cramér’s V仅为0.18。空间信息并不是bulk抒发信息的简便肖似。

挑升念念的是，这些空间生态型与传统bulk转录组微环境分类只消部分对应，Cramér’s V仅为0.18。这确认空间信息并不是bulk抒发信息的简便肖似。C-IV富集侵犯素γ反应（IFN-γ response）、扩张免疫基因特征（expanded immune gene signature， EIGS）和三级淋逢迎构（tertiary lymphoid structure， TLS）评分；C-II则推崇出基质上皮-间质更动（epithelial-mesenchymal transition， EMT）和TGF-β轴活化，妥当免疫打消和免疫诊疗违犯的特征。

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诊疗敏锐。征询中C-I和C-II齐可能有较高TMB，但免疫遏制空间结构可能松开新抗原带来的免疫上风。

免疫诊疗的踪影，藏在鸿沟、距离和过渡带里

免疫查验点遏制剂（immune checkpoint blockade， ICB）仍是成为晚期肺癌诊疗的进军技能，但PD-L1、TMB、TLS等标的仍然不可充分阐述谁会获益。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。

征询东谈主员在149例禁受免疫诊疗的NSCLC患者发现，每位患者可索求262个空间特征，分为六类：生态位组成10个、千般性6个、空间破碎度90个、彼此作用100个、距离55个和空间过渡熵1个。这些特征尝试刻画一个问题：免疫活跃区是否围聚肿瘤中枢？纤维化区是否把T细胞挡开？不同生态位之间是混杂、斗殴，如故彼此打消？

效用露馅，H01和H06富集与更短PFS关系；H02、H07和H08则领导更可能从ICB中获益。反映者中，H03和H08更丰富，Shannon千般性更高，H08核密度更高，妥当淋巴细胞组织化荟萃的图景；非反映者则更多推崇为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，变成一个免疫诊疗PFS瞻望特征。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，类似TLS样结构；风险特征包括H06频率升高、H04-H09彼此作用、H02-H09接近等，分别指向中性粒细胞富集、纤维化-免疫遏制耦合和巨噬细胞关系免疫遏制生态位。

这个空间特征在发现队伍中瞻望6、12、24个月PFS的时代依赖AUC分别为0.75、0.73和0.71。

它能权贵区分患者PFS，HR为2.42，95%置信区间为1.66–3.55，p；在外部考证队伍中，空间特征在6、12、24个月PFS瞻望中AUC均跨越0.75，并权贵分层患者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队伍中瞻望6、12、24个月PFS的时代依赖AUC分别为0.75、0.73和0.71；它能权贵区分患者PFS，HR为2.42，95%置信区间为1.66–3.55，p

外部考证来自Cancer Moonshot Biobank模式的40例免疫诊疗患者，其中34例可评估PFS。空间特征在6、12、24个月PFS瞻望中AUC均跨越0.75，并权贵分层患者PFS，HR为4.56，95%置信区间为1.44–14.39，p

这项征询最值得关注的，不是“AI看懂病理图”

这项征询简直有启发性的场地，不仅仅AI能从H&E切片瞻望空间生态位，而是它改革了咱们相识肿瘤切片的方式。

以前，一张H&E切片更多用于会诊和分型。CANVAS提议的可能性是：兼并张切片也许不错成为空间组学的进口，匡助咱们揣测肿瘤中枢、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关系。

如果有阔气高质料的空间组学当作锤真金不怕火底座，无为病理图像可能成为贯串单细胞空间生物学与东谈主群级临床瞻望的桥梁。

这项征询仍是在大鸿沟CODEX数据、多个NSCLC队伍、泛癌考证和免疫诊疗队伍中给出一致信号。它领导肿瘤诊疗反应可能不是由单一分子标的决定，而是由细胞组成、空间距离、鸿沟结构和生态位过渡共同塑造。未驾临床更动不可只依赖回来性模子推崇，还需要更大鸿沟、前瞻性、多中心考证。

征询东谈主员也明确指出了铁心：CANVAS主要在肺癌配对空间卵白组和H&E数据上锤真金不怕火，泛癌现实需要更大宗据；10种CN来自无监督聚类，畴昔迎合空间转录组（spatial transcriptomics， ST）可能取得更细的生态结构；中性粒细胞富集、低氧耗竭、CAF障蔽等机制阐述仍主如果关系性凭据；免疫诊疗瞻望模子的外部考证队伍鸿沟也不大。

是以，最稳妥的论断不是“H&E仍是不错替代空间组学”，而是：如果有阔气高质料的空间组学当作锤真金不怕火底座，无为病理图像可能成为贯串单细胞空间生物学与东谈主群级临床瞻望的桥梁。

畴昔的病理文牍里，除了肿瘤类型、分级、分期和PD-L1，也许会出现这么的刻画：这个肿瘤是免疫活化型，T-B细胞共定位领悟；好像，这个肿瘤存在中性粒细胞富集和CAF介导的空间障蔽，免疫诊疗获益可能受限。

其时，病理切片不再仅仅一张静态图片，而可能成为一张可打算的肿瘤生态舆图。

从细胞组成到空间邻域，从H&E图像到免疫诊疗瞻望，CANVAS提议的中枢问题是：咱们是否低估了一张无为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， West R博亚体育app官方入口， 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.