自动化胶原蛋白比例面积定量与CCl4诱导大鼠肝纤维化分子及组织学标志物的相关性研究

本研究针对肝纤维化组织学评估主观性强、重复性差的问题，开发了基于MorphoQuant软件的自动化胶原定量方法。通过CCl4诱导的大鼠模型验证发现，胶原比例面积（CPA）与Ishak分期、炎症基因表达及巨噬细胞浸润显著相关，为临床前研究提供了客观、高效的纤维化评估工具。

　　

肝纤维化是慢性肝损伤后细胞外基质过度积累的结果，这一过程与持续的伤口愈合反应密切相关。尽管组织学评估仍是纤维化诊断的“金标准”，但其主观性严重限制了结果的可重复性。不同操作者之间的解读差异，以及无法提供精确的定量数据，成为肝纤维化研究和药物评估中的主要瓶颈。此外，随着代谢相关脂肪性肝炎（MASH）等慢性肝病发病率的上升，肝纤维化正逐渐成为肝衰竭和肝移植的首要原因，开发客观、高效的纤维化评估工具显得尤为迫切。

在此背景下，研究人员尝试利用自动化图像分析技术提升评估的准确性和效率。发表于《Experimental and Molecular Pathology》的这项研究，以四氯化碳（CCl₄）诱导的大鼠肝纤维化模型为对象，系统评价了MorphoQuant软件在肝纤维化定量分析中的应用价值。该研究不仅验证了自动化胶原比例面积（CPA）测量与传统组织学评分、生化指标及分子标志物的相关性，还首次在CCl₄模型中整合了炎症与纤维化的多重定量分析，为肝病研究的临床前转化提供了重要工具。

研究主要依托以下关键技术方法：使用CCl₄诱导的肝纤维化大鼠模型（n=12处理组，n=7对照组），通过全自动组织切片扫描与MorphoQuant图像分析系统，对天狼星红（PSR）染色的胶原和F4/80标记的巨噬细胞进行定量；采用实时荧光定量PCR（qPCR）检测纤维化相关基因（如Col1a1、Tgfb、Acta2）及炎症标志物（Cd68、Mip1）的表达；结合血浆ALT/AST水平测定和组织学Ishak分期，进行多维度相关性分析。

3.1. Chronic administration of CCl4 induces liver damage in rats

研究通过持续6周CCl₄腹腔注射建立肝损伤模型。结果显示，CCl₄处理组大鼠体重增长减缓，肝指数显著升高，血浆丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）水平明显上升，证实模型成功模拟了肝损伤与代偿性增生。

3.2. Computerized fibrosis quantification correlates with markers of liver damage

通过天狼星红染色和MorphoQuant软件定量胶原比例面积（CPA），发现CCl₄组CPA值与Ishak分期呈强相关（r2=0.8445）。此外，CPA还与肝指数、AST/ALT水平及肝脂肪变性程度显著正相关，表明自动化定量可有效反映肝损伤的多个维度。

3.3. Computerized fibrosis quantification correlates with expression of genes involved in fibrotic processes

基因表达分析显示，CCl₄处理组中胶原形成（Col1a1）、纤维化调控（Tgfb、Timp1、Acta2）及基质降解（Mmp2）相关基因均显著上调，且这些基因的表达水平与CPA值高度相关（r2=0.36–0.50），从分子层面验证了CPA的生物学意义。

3.4. Liver inflammation correlates with fibrosis in CCl4-treated animals

F4/80免疫组化染色显示，CCl₄组巨噬浸润和冠样结构（CLS）数量显著增加。基因水平上，巨噬标志物Cd68和趋化因子Mip1表达升高，且炎症指标与CPA值显著相关（r2=0.47–0.69），证明纤维化与炎症反应密切相关。

本研究通过多角度验证，表明MorphoQuant自动化分析可客观、准确地量化肝纤维化及其相关炎症改变，显著减少了人为评估的主观偏差。值得注意的是，CPA不仅与传统组织学评分和血液生化指标一致，还与纤维化关键基因的表达及巨噬细胞浸润水平高度吻合，说明其具备反映肝病病理机制多维特征的潜力。

在讨论中，作者强调，尽管Ishak分期系统源于人类慢性肝病，但适用于CCl₄这类化学诱导模型，因其能更好捕捉肝损伤的结构特征。相比需要人工干预的半定量工具（如ImageJ），全自动化的MorphoQuant提供了更高通量和一致性的分析流程，有利于大规模 preclinical 研究的数据比对和转化应用。

总之，该研究首次在CCl₄大鼠模型中系统验证了MorphoQuant的可靠性，为肝纤维化研究提供了一种重复性强、操作者无关的定量手段，不仅加速了药物评估流程，也为深入探索纤维化与炎症互作机制开辟了新的途径。