30分钟看清肿瘤全貌！复旦大学最新《Cell》

自19世纪病理学创立以来，肿瘤诊断一直依赖2D切片加染色的范式。然而，肿瘤是三维的——这一长期被忽视的事实意味着，传统2D病理可能遗漏大量关键的空间信息，包括肿瘤浸润边界、血管网络和微环境异质性。

近年来，三维病理逐渐成为精准病理发展的重要方向，但主流技术通常需要数小时甚至数天，难以满足术中30分钟的临床决策需求。

2026年8月3日，复旦大学施立雪团队与季敏标团队合作在

Cell

发表题为

Ultrarapid deep 3D histology enables intraoperative mapping of glioma infiltration

的研究论文。

该研究提出了ULTRA平台，通过整合快速组织透明化、受激拉曼散射（SRS）显微成像和人工智能数字病理技术，将毫米级组织的三维病理获取时间压缩至约30分钟，使三维病理首次具备术中应用的可行性。

三步走：从新鲜组织到三维数字病理

ULTRA的核心流程分为三步：

第一步，快速透明化（ULTRA clearing）：通过热处理与胆固醇耗竭的协同作用，在5-10分钟内即可完成1 mm厚组织的透明化。该方法保留了组织中>95%的脂质，且不会在碳氢键伸缩区产生背景，为后续拉曼成像奠定基础。

第二步，无标记成像：利用受激拉曼散射显微技术，无需任何荧光标记即可获得组织内源性化学信号。SRS具有光学切片能力和亚细胞分辨率，可在厚组织中获得高质量体积图像。

第三步，AI虚拟染色与三维分析（ULTRA staining）：对拉曼图像进行降噪、虚拟H&E染色及图像增强，并建立三维组织解析流程，实现细胞核识别、肿瘤浸润边界测量及关键病理特征的分析。

ULTRA实现快速、无标记三维数字病理，为术中肿瘤精准诊断提供新方案（图源自

Cell

）

胶质瘤验证：3D > 2D

研究团队将ULTRA应用于胶质瘤临床样本分析。结果发现，同一组织不同深度之间存在明显的病理异质性，一些2D切片未能显示的病理特征在三维组织中能够完整呈现。病理医生基于同一套三维数据开展独立的2D切片阅片分析，结果显示超过20%的切片未能识别出肿瘤浸润。

基于三维特征的边界评分模型比基于2D特征的模型更准确地评估胶质瘤浸润情况。

意义

需要客观指出的是：ULTRA目前主要在离体组织样本中验证，其在活体或术中原位的应用仍需进一步开发。此外，SRS显微镜的成本和普及性也是临床转化的关键挑战。

尽管如此，这项研究代表了病理诊断领域的重要范式跃迁：它首次将三维病理的速度推进到术中时间尺度，使三维组织信息有望参与术中的实时决策。随着AI三维组织解析及分子病理预测技术的发展，未来病理诊断有望从2D切片向3D组织、从局部观察向整体空间解析转变，为脑肿瘤及其他实体肿瘤的精准诊疗提供全新的技术支撑。

参考消息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.07.026