“僅通過乳腺癌患者增強磁共振影像資料，復(fù)旦腫瘤無需穿刺，陰性便可精準(zhǔn)預(yù)測三陰性乳腺癌的乳腺分型分類；基于數(shù)字病理圖像構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過一張小小的癌診病理HE染色切片，數(shù)小時便可明確三陰性乳腺癌分子分型和關(guān)鍵治療靶點……”

近日，斷今復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院精準(zhǔn)腫瘤中心主任、復(fù)旦腫瘤乳腺外科主任邵志敏教授團(tuán)隊，陰性聯(lián)合醫(yī)院放射診斷科主任顧雅佳教授團(tuán)隊、乳腺病理科副主任楊文濤教授團(tuán)隊，癌診并與復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院王鶴研究員團(tuán)隊、斷今南京信息工程大學(xué)徐軍教授團(tuán)隊“醫(yī)工攜手”，復(fù)旦腫瘤通過“院內(nèi)多學(xué)科團(tuán)隊聯(lián)合+跨區(qū)域醫(yī)工交叉協(xié)作”的陰性方式，為三陰性乳腺癌的乳腺臨床診斷研制出了“復(fù)旦腫瘤”智能方案。相關(guān)研究成果在美國《細(xì)胞》雜志旗下期刊《細(xì)胞報告·醫(yī)學(xué)》、癌診國家自然科學(xué)基金委旗下期刊《基礎(chǔ)研究》在線發(fā)表。斷今

破解三陰性乳腺癌患者的兩個診斷“痛點”：活檢有創(chuàng)傷、精準(zhǔn)診斷流程多

“臨床診斷在腫瘤治療中發(fā)揮著‘燈塔’的作用。特別是對于三陰性乳腺癌而言，明晰的臨床診斷更是為細(xì)分亞型、確定個性化的治療方案奠定了基礎(chǔ)” ，邵志敏教授表示， “三陰性乳腺癌是乳腺癌中的一種亞型，因復(fù)發(fā)風(fēng)險高、缺少有效治療靶點，素來有‘最毒’乳腺癌之稱。準(zhǔn)確鑒別三陰性乳腺癌、明確其分子分型和重點基因突變，對于后續(xù)精準(zhǔn)施治具有重要價值?！?/p>

據(jù)悉，2019年腫瘤醫(yī)院提出的三陰性乳腺癌“復(fù)旦分型”，將三陰性乳腺癌分為了4個不同的亞型，進(jìn)而讓針對不同亞型的精準(zhǔn)治療成為可能。而“復(fù)旦分型”的鑒別有賴于精準(zhǔn)的病理診斷和基因檢測報告。

據(jù)了解，一份三陰性乳腺癌的病理診斷和基因檢測報告，通常需要通過穿刺或外科手術(shù)獲取腫瘤組織，經(jīng)過一系列處理和檢測后方能獲得。一方面，獲取腫瘤組織不可避免會給患者帶來身體創(chuàng)傷；另一方面，后續(xù)檢測中的腫瘤免疫組化染色、基因測序等處理流程繁雜、步驟多，需投入較多的人力、物力和財力。

能否通過影像資料即可鑒別出三陰性乳腺癌，以免除患者創(chuàng)傷之苦？或能否減少精準(zhǔn)診斷的流程和花費，以盡快獲知三陰性乳腺癌的精準(zhǔn)分型？基于這樣的臨床思考，腫瘤醫(yī)院乳腺外科團(tuán)隊聯(lián)合醫(yī)院放射診斷科團(tuán)隊、病理科團(tuán)隊，并與高校人工智能技術(shù)團(tuán)隊開展合作，借助先進(jìn)的數(shù)字智能技術(shù)，試圖破解三陰性乳腺癌精準(zhǔn)診斷的這兩個難題。

一次增強磁共振檢查，可準(zhǔn)確鑒別三陰性乳腺癌“復(fù)旦分型”

美國《細(xì)胞》旗下《細(xì)胞報告·醫(yī)學(xué)》在線發(fā)表的腫瘤醫(yī)院邵志敏教授團(tuán)隊、顧雅佳教授團(tuán)隊，以及復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院王鶴研究員團(tuán)隊的聯(lián)合研究成果，闡明了影像組學(xué)在提示三陰性乳腺癌腫瘤異質(zhì)性中的重要臨床價值，首次發(fā)現(xiàn)并證實通過影像組學(xué)即可在三陰性乳腺癌術(shù)前無創(chuàng)傷、準(zhǔn)確預(yù)測其“復(fù)旦分型”，為后續(xù)精準(zhǔn)治療奠定基礎(chǔ)。

研究團(tuán)隊收集乳腺癌患者術(shù)前對比增強磁共振圖像、勾畫靶區(qū)和提取定量影像特征，將醫(yī)學(xué)影像“數(shù)字化”，構(gòu)建匹配多組學(xué)數(shù)據(jù)的三陰性乳腺癌影像組學(xué)隊列?；诩韧皬?fù)旦分型”研究，團(tuán)隊?wèi)?yīng)用影像組學(xué)無創(chuàng)鑒別三陰性乳腺癌及其“復(fù)旦分型”。

“數(shù)據(jù)證實，該隊列預(yù)測三陰性乳腺癌的AUC值可達(dá)0.92，預(yù)測三陰性乳腺癌‘復(fù)旦分型’AUC最高可達(dá)0.8。這意味著三陰性乳腺癌患者僅需通過增強磁共振影像檢查，不需要進(jìn)行有創(chuàng)傷的活檢，就能夠較為準(zhǔn)確的獲知疾病亞型。”顧雅佳教授說。

此外，研究團(tuán)隊篩選出表征三陰性乳腺癌瘤周異質(zhì)性的影像組學(xué)特征，并進(jìn)一步探索其背后的生物學(xué)意義：發(fā)現(xiàn)三陰性乳腺癌腫瘤瘤體邊緣的異質(zhì)性提示不良預(yù)后，影像組學(xué)高異質(zhì)性腫瘤呈現(xiàn)免疫抑制及脂肪酸代謝上調(diào)等特征，可作為三陰性乳腺癌的預(yù)后指標(biāo)，為三陰性乳腺癌精準(zhǔn)治療策略提供了新方向。

一張病理染色切片，將三陰性乳腺癌精準(zhǔn)診斷時間縮短至數(shù)小時

病理診斷和基因檢測是腫瘤診斷的重要指標(biāo)。但在傳統(tǒng)流程下，確認(rèn)三陰性乳腺癌的分子分型和關(guān)鍵的治療靶點往往需要經(jīng)歷一系列的分子生物學(xué)檢測。

腫瘤醫(yī)院邵志敏教授團(tuán)隊、楊文濤教授團(tuán)隊聯(lián)合南京信息工程大學(xué)徐軍教授團(tuán)隊，開展了基于數(shù)字病理與深度學(xué)習(xí)預(yù)測三陰性乳腺癌分子分型、關(guān)鍵治療靶點和患者預(yù)后的研究，揭示了數(shù)字病理聯(lián)合深度學(xué)習(xí)在預(yù)測三陰性乳腺癌關(guān)鍵生物標(biāo)志物中的重要價值。該成果于國家自然科學(xué)基金委旗下期刊《基礎(chǔ)研究》在線發(fā)表。

團(tuán)隊收集了425例三陰性乳腺癌患者腫瘤標(biāo)本的HE染色切片，并進(jìn)行數(shù)字化掃描。研究發(fā)現(xiàn)基于數(shù)字病理圖像所構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，能夠快速、準(zhǔn)確地鑒別三陰性乳腺癌“復(fù)旦分型”（AUC最高達(dá)0.93），也能夠預(yù)測胚系BRCA2突變及體細(xì)胞PIK3CA突變等三陰性乳腺癌關(guān)鍵治療靶點（AUC分別達(dá)0.79和0.78），同時還能在患者臨床病理信息基礎(chǔ)上優(yōu)化患者的預(yù)后分層（c-index達(dá)0.76）。這些重要的結(jié)果都能在外部數(shù)據(jù)集進(jìn)行驗證。

這項基于數(shù)字病理聯(lián)合人工智能的研究為未來三陰性乳腺癌精準(zhǔn)分型和基因變異的檢測提供了“智能方案”：患者病理活檢后，有望僅僅利用一張病理切片，在數(shù)小時內(nèi)便可快速得到“復(fù)旦分型”、重點基因突變等與治療相關(guān)的關(guān)鍵信息，為后續(xù)精準(zhǔn)治療提供極大的便利。

“這兩項研究是腫瘤醫(yī)院精準(zhǔn)腫瘤中心在 ‘多學(xué)科+醫(yī)工交叉’模式下取得的典型成果。基于人工智能技術(shù)的科研項目為中心的研究創(chuàng)新提供了更多可能”，邵志敏教授表示，“這兩項重要研究成果也有望在不久的將來在精準(zhǔn)腫瘤中心獲得臨床應(yīng)用和推廣，未來中心還將有更多跨專業(yè)、多學(xué)科的研究成果孵化，并將進(jìn)一步向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化?！?/p>

據(jù)了解，成立于2018年的復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院精準(zhǔn)腫瘤中心，旨在建設(shè)一流的臨床檢測中心、大數(shù)據(jù)集成分析中心和創(chuàng)新示范性臨床轉(zhuǎn)化的一站式平臺，整合跨學(xué)科、跨體系的優(yōu)勢團(tuán)隊，實現(xiàn)臨床實踐與學(xué)科研究創(chuàng)新的深度接軌，以打破科研成果臨床轉(zhuǎn)化的“瓶頸”，攻克精準(zhǔn)腫瘤治療的關(guān)鍵問題，推進(jìn)精準(zhǔn)腫瘤醫(yī)療技術(shù)的平臺化、產(chǎn)業(yè)化

制圖：實習(xí)編輯：孫一諾責(zé)任編輯：李斯嘉