CD138/MUM1双染色与人工智能联合用于诊断慢性子宫内膜炎

慢性子宫内膜炎（CE）是一种局部慢性持续性炎症，其特征为子宫内膜间质中的浆细胞（PC）浸润。CE患者通常无症状或表现为非特异性的临床症状，如慢性盆腔疼痛、性交困难、白带增多、异常阴道出血和阴道溢液，因此妇科医生对CE难以准确诊断。然而，许多临床医生和研究人员开始关注CE，因为最近的研究表明，CE与复发性着床失败、不明原因的复发性自然流产、不孕和早产显著相关。口服抗生素可以减少子宫内膜间质中的PC数量，并且可以增加CE不孕妇女的妊娠率。因此，准确诊断CE是治疗的基础。

先前的研究使用免疫组化标记物，包括CD138或MUM1来标记、识别和计数子宫内膜中的PC。然而，CD138为膜表达，有时会出现高背景反应，在某些子宫内膜上皮细胞也会表达；MUM1为核表达，但在活化的B细胞和T细胞以及生发中心后记忆淋巴细胞上也会表达。由于CD138和MUM1分别为膜表达和核表达，又都是PC的标记物，因此，本研究推测CD138和MUM1双染（DS）可以克服单染导致的假阳性表达，同时其特殊染色又易于观察。但人工检测和计数是一项费时费力的工作，本研究使用人工智能（AI）系统对CD138/MUM1双染的切片进行检测和计数。

排除标准包括子宫内膜增生伴或不伴异型性、子宫内膜息肉、子宫内膜癌、子宫内膜异位症或子宫腺肌症、有自身免疫性疾病史、纯宫颈黏膜标本或宫颈黏膜混合子宫内膜、子宫内膜标本不足，与阳性和阴性对照相比IHC染色失败。

—  三种染色方式的结果对比  —

对于298例中的100例，每个组织块中连续切4张4μm厚的切片进行H&E染色、CD138单染、MUM1单染和CD138/MUM1双染，其中CD138标记为棕色，MUM1标记为红色，CD138/MUM1双染切片表现为CD138和MUM1共染色。这100例切片用于标记浆细胞供AI系统进行学习，同时对CD138单染、MUM1单染和CD138/MUM1双染的诊断结果进行对比分析。其余的198张切片用于测试AI系统在双染切片中的表现。

表1为三种染色方式的诊断结果，所有结果均经过三位病理医生复核；表2为三种染色方式的敏感性、特异性和准确率。

从表2中可以看出，CD138/MUM1可以实现100%准确率。

本研究构建的AI系统流程如下，首先对双染切片的全切片图像（WSI）进行滑窗裁图，将每一个滑窗输入到训练好的YOLOX-s目标检测模型中，得到候选PCs的位置和置信度，将大于某一置信度阈值的候选PCs裁剪下来，输入到训练好的ResNet-18二分类模型中，对于ResNet-18分为PCs的图像，再次通过特征工程、图像处理提取该图像的形状、颜色和纹理特征，输入到训练好的XGBoost二分类模型中，经XGBoost分类为PCs的图像即为AI系统的最终识别结果，最后对整张WSI中识别为PCs的细胞进行统计计数，根据计数结果＞5即判读为CE，否则判读为阴性。表3为AI系统在198个测试样例上的诊断结果。

CD138/MUM1双染是区分子宫内膜间质中的PC与CD138阳性的子宫内膜间质和上皮细胞以及MUM1阳性的淋巴细胞的有效工具，以避免对CE的过度诊断。CD138/MUM1双染在CE诊断中的特异性高于CD138或MUM1单染。与人工方法相比，PC的人工智能检测和计数是一致的，耗时更少。因此，CD138/MUM1双染与AI联合使用可提高CE诊断的效率和准确率。