AIによる腫瘍病理解析プラットフォームを開発(AI platform flips the script on how tumors are analyzed)

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2026-07-06 スタンフォード大学

スタンフォード大学医学部の研究チームは、通常の病理組織標本(H&E染色スライド)から、腫瘍内の細胞同士の相互作用や空間的配置を高精度に推定するAIプラットフォーム「CANVAS(Cellular Architecture and Neighborhood-informed Virtual AI-driven Spatial Profiling)」を開発した。従来、がん細胞と免疫細胞、間質細胞の複雑な相互作用を解析するには、多重タンパク質解析技術「CODEX」など高価で時間のかかる手法が必要だった。CANVASは、457人・約1,800万細胞の解析データを学習し、通常の病理画像だけから10種類の「細胞近傍(Cellular Neighborhood)」を推定できる。さらに、9種類のがん・5,000人超の患者データで検証した結果、好中球が豊富な近傍は免疫チェックポイント阻害薬への抵抗性や予後不良と関連し、既存の指標より治療効果予測に優れる可能性が示された。既存の病理画像を活用できるため、低コストで個別化医療や治療選択の高度化に貢献する技術として期待されている。

<関連情報>

組織病理学に基づく細胞構造と近隣情報を考慮した仮想空間腫瘍プロファイリング Cellular architecture and neighborhood-informed virtual spatial tumor profiling from histopathology

Yuchen Li ∙ Zhe Li ∙ Ryan Quinton ∙ … ∙ Joel Neal ∙ Maximilian Diehn ∙ Ruijiang Li
Cell  Published: June 16, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.05.031

AIによる腫瘍病理解析プラットフォームを開発(AI platform flips the script on how tumors are analyzed)

Highlights

  • Single-cell spatial proteomics atlas identifies cellular neighborhoods
  • CANVAS predicts CNs from standard histology
  • CANVAS enables virtual spatial profiling at the population level
  • CANVAS identifies H&E-based spatial signature of immunotherapeutic outcome

Summary

The tumor microenvironment (TME) critically shapes disease progression and therapeutic resistance. However, a comprehensive understanding of its spatial architecture remains elusive, and clinical translation is challenging. Here, we present cellular architecture and neighborhood-informed virtual AI-driven spatial profiling (CANVAS), an artificial intelligence platform that infers tumor ecological habitats from hematoxylin and eosin (H&E) histopathology. Built on an atlas of over 18 million cells profiled by 41-plex spatial proteomics across 457 patients with non-small cell lung cancer, CANVAS establishes 10 reproducible cellular neighborhoods (CNs) capturing conserved spatial organization of the TME. Through multimodal alignment and foundation-model-based morphological encoding, CANVAS predicts CN-anchored habitat structures from H&E slides and enables clinical evaluation in over 5,000 patients spanning 9 cancer types. Across patient cohorts, CANVAS supports prognostic modeling, spatial ecotype stratification, and immunotherapy outcome prediction. These results establish CANVAS as a clinically scalable platform for spatial profiling, bridging single-cell analysis to population-level insight and enabling precision oncology.

医療・健康
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