文|《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者 趙廣立
“完成這項(xiàng)工作后,我們跟達(dá)摩院的團(tuán)隊(duì)都特別興奮。投稿也非常順,文章很快就被外審、錄用了,整個(gè)過(guò)程只有四五個(gè)月的時(shí)間。”
對(duì)于浙江省腫瘤醫(yī)院黨委書(shū)記、中國(guó)抗癌協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)程向東來(lái)說(shuō),他早已過(guò)了為一篇論文的錄用而心泛波瀾的階段。但談及團(tuán)隊(duì)最近與阿里巴巴達(dá)摩院聯(lián)手在《自然-醫(yī)學(xué)》發(fā)表的論文成果,這位久負(fù)盛名的腫瘤外科“大拿”,興奮之情溢于言表。
相關(guān)論文發(fā)表在《自然-醫(yī)學(xué)》上
“能夠如此快速地從投稿到錄用,也是很少見(jiàn)的。”他說(shuō)道,“這說(shuō)明什么問(wèn)題?說(shuō)明大家對(duì)這項(xiàng)工作的開(kāi)創(chuàng)性、實(shí)用性都很認(rèn)可。我覺(jué)得前景也非常大。”
程向東口中的“這項(xiàng)工作”,即他們首次提出了一種基于“平掃CT+AI”的胃癌篩查新模式,并在近10萬(wàn)人的大規(guī)模臨床研究中大幅提升胃癌檢出率。在他看來(lái),這種借助AI模型、僅用普通CT影像就能初步篩查胃癌風(fēng)險(xiǎn)的手段,“很可能會(huì)改變我國(guó)乃至全球的胃癌篩查模式”,數(shù)以萬(wàn)計(jì)胃癌患者的人生也將因此迎來(lái)轉(zhuǎn)折。
胃癌早篩的大國(guó)之痛
說(shuō)起胃癌早篩,跟消化系統(tǒng)腫瘤打了半輩子交道的程向東有很多話想說(shuō)。
“胃癌是我國(guó)發(fā)病率和死亡率均位列第二的疾病。因?yàn)槿丝诨鶖?shù)的原因,中國(guó)的胃癌患者特別多——全球?qū)⒔话氲奈赴┬掳l(fā)病例在中國(guó),一半的死亡病例也在中國(guó)。”他介紹說(shuō),我國(guó)每年新發(fā)胃癌約36萬(wàn)例,死亡近26萬(wàn)例。胃癌發(fā)病率高、死亡率高、5年生存率低(約35%),是我們正在面對(duì)的現(xiàn)狀。
“這背后的關(guān)鍵問(wèn)題是什么?我國(guó)胃癌的早期檢出率太低。”程向東說(shuō),在臨床上,我國(guó)胃癌的早診率只有20%多;相較而言,日韓等胃癌高發(fā)國(guó)家的胃癌早診率超過(guò)60%,其5年生存率高達(dá)近70%。
胃癌篩查的金標(biāo)準(zhǔn),是胃鏡檢查。日韓等鄰國(guó)因人口相對(duì)較少,施行的是“全民篩查”。以韓國(guó)為例,40歲以上的韓國(guó)人中有70%每?jī)赡曜鲆淮挝哥R檢查。
但人口基數(shù)龐大、人均醫(yī)療資源相對(duì)有限的中國(guó),顯然難以像日韓那樣去篩查早期胃癌。程向東說(shuō),在中國(guó)的一些偏遠(yuǎn)地區(qū),有很多人一輩子也沒(méi)做過(guò)內(nèi)鏡檢查,胃癌篩查和普及率是比較低的。
當(dāng)前我國(guó)對(duì)胃癌高危人群篩查的主要方法是問(wèn)卷調(diào)查。通過(guò)設(shè)計(jì)量表問(wèn)題,比如年齡、性別,生活區(qū)域、基礎(chǔ)疾病等,然后綜合判斷。這類(lèi)以問(wèn)卷調(diào)查為主的“高危人群篩查”措施,能夠篩查出約20%~25%左右潛在的胃癌高發(fā)人群,然后再建議這些人做進(jìn)一步胃鏡篩查。通過(guò)這種方法,最終的胃癌檢出率只有1.16%。
“1.16%的檢測(cè)率是非常低的,也就是說(shuō)做100個(gè)胃鏡只發(fā)現(xiàn)1.16個(gè)病人。”程向東解釋道,這種方法成本很高、效率很低。而近年來(lái)市場(chǎng)上一些基于基因、蛋白層面的檢測(cè)手段,如液體活檢、滴血測(cè)癌等雖然也取得了不少進(jìn)展,但也存在成本高、敏感性不夠高等問(wèn)題,因此這些方法目前在臨床上也沒(méi)有作為標(biāo)準(zhǔn)篩查進(jìn)行推廣。
在程向東看來(lái),理想的篩查工具需要具備至少3個(gè)要素:成本低、老百姓愿意做(可及性強(qiáng),如無(wú)痛無(wú)創(chuàng)等)、敏感性相對(duì)較高。
作為腫瘤外科醫(yī)生,程向東目睹了太多的家庭因病致貧。他總說(shuō),發(fā)現(xiàn)一個(gè)早期腫瘤,就是拯救一個(gè)家庭,也是一名醫(yī)者對(duì)社會(huì)最好的貢獻(xiàn)。因此,他和團(tuán)隊(duì)從沒(méi)有放棄過(guò)對(duì)理想篩查工具的追求。
只不過(guò),他沒(méi)想到平時(shí)不起眼的普通平掃CT,居然給胃癌早篩帶來(lái)了曙光。
一次突破行業(yè)固有認(rèn)知的探索
“以前誰(shuí)要說(shuō)用平掃CT去篩查早期胃癌,行家肯定會(huì)說(shuō)這個(gè)人不懂,是在瞎掰。”程向東笑言,這件事開(kāi)始顯得有些“天方夜譚”,就連他自己都經(jīng)歷了一段從懷疑到確定,從“說(shuō)不定就是白干”到信心滿滿的過(guò)程。
之所以說(shuō)“天方夜譚”,他解釋說(shuō),一般低劑量的平掃CT常用來(lái)做胸部臟器的篩查,但幾乎沒(méi)有臨床醫(yī)生會(huì)用其來(lái)檢查胃的病變(筆者注:腹部臟器多,互相之間又容易重疊干擾)。由于胃為空腔臟器,哪怕空氣都對(duì)影像干擾特別大,醫(yī)生根據(jù)掃描結(jié)果“根本看不出什么”。
“說(shuō)實(shí)話,當(dāng)初達(dá)摩院團(tuán)隊(duì)和我們討論的時(shí)候,我們直覺(jué)就是不可能。因?yàn)楦共科綊逤T在空腔臟器診斷上的作用非常小。”程向東回憶說(shuō),當(dāng)時(shí)達(dá)摩院團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用“AI+平掃CT”在胰腺癌篩查模型上取得了不錯(cuò)的進(jìn)展,顯得很有信心。但他彼時(shí)并不很認(rèn)同:將實(shí)質(zhì)性臟器上的手段平移到空腔臟器,完全是兩個(gè)概念,“幾乎不可能”。
時(shí)針撥回到18個(gè)月前——2023年11月,達(dá)摩院發(fā)布的胰腺癌篩查AI模型DAMO PANDA,構(gòu)建了迄今最大的胰腺腫瘤CT訓(xùn)練集,并從20530名真實(shí)世界病患的回顧性驗(yàn)證中發(fā)現(xiàn)了31例臨床漏診病變,其中2例早期胰腺癌病患已完成手術(shù)治愈。相關(guān)論文發(fā)表在《自然-醫(yī)學(xué)》上。據(jù)了解,這是人類(lèi)第一次在AI助力下,在與“癌癥之王”胰腺癌的斗爭(zhēng)中掌握主動(dòng)權(quán),并有望改變臨床指南上“胰腺癌不推薦篩查”的悲觀看法。
初嘗勝果,達(dá)摩院開(kāi)始積極探索“一掃多篩”。達(dá)摩院醫(yī)療AI資深算法專(zhuān)家、癌癥早篩項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張靈介紹說(shuō),在臨床上證實(shí)了“平掃CT+AI”的癌癥篩查技術(shù)路徑的可靠性之后,達(dá)摩院希望將這一篩查技術(shù)盡快遷移到其他致命癌癥與慢性病的篩查、輔助診斷與定量分析中,比如發(fā)病率更高的胃癌。
但他又覺(jué)得:為什么不能去嘗試嘗試?畢竟科研探索在很多時(shí)候就是不斷試錯(cuò)的過(guò)程。
“這就是我們篩查的意義”
隨后的一年多里,浙江省腫瘤醫(yī)院聯(lián)合達(dá)摩院團(tuán)隊(duì),基于“平掃CT+AI”的篩查模式,打造了胃癌篩查模型DAMO GRAPE,并接連克服了胃部形態(tài)變化大、內(nèi)部?jī)?nèi)容物干擾、早期病灶限于黏膜層等一系列高難度挑戰(zhàn)。
實(shí)測(cè)結(jié)果褒獎(jiǎng)了他們這次突破行業(yè)固有認(rèn)知的探索。模型搭建好后,聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)先用AI對(duì)腹部平掃CT檢查患者進(jìn)行胃癌高風(fēng)險(xiǎn)人群初篩,再通過(guò)胃鏡確診。在兩家地區(qū)醫(yī)院的模擬機(jī)會(huì)性篩查試驗(yàn)中,DAMO GRAPE模型精準(zhǔn)、高效識(shí)別胃癌高危人群,胃癌檢出率分別達(dá)到24.5%與17.7%,且檢出病例中約40%為無(wú)癥狀胃癌患者,為胃癌早診早治率先打開(kāi)了一條通往勝利的通道。
論文第一作者、浙江省腫瘤醫(yī)院胃外科博士胡燦向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》介紹了本次研究中的一個(gè)案例。團(tuán)隊(duì)對(duì)11名患者確診胃癌前的CT影像進(jìn)行回顧性分析,發(fā)現(xiàn)AI模型可提前2~10個(gè)月發(fā)現(xiàn)胃癌。
例如,其中1名45歲患者因腹部不適接受胃鏡檢查,確診局部晚期胃癌,而該患者6個(gè)月前因其他疾病做過(guò)胸腹部平掃CT檢查,當(dāng)時(shí)腹部未報(bào)告病變。胡燦將舊片子導(dǎo)入AI模型,提示存在早期胃癌病灶。也就是說(shuō),如果6個(gè)月前使用AI檢測(cè),這名患者有機(jī)會(huì)更早確診并接受治療。
AI提前6個(gè)月識(shí)別出胃癌
“在沒(méi)有癥狀時(shí)就能夠發(fā)現(xiàn)(早期胃癌),這是我們打造篩查模型的核心意義之一。”程向東說(shuō),DAMO GRAPE模型能夠填補(bǔ)在影像檢查機(jī)會(huì)中發(fā)現(xiàn)早期胃癌的空白。
程向東說(shuō),在最新發(fā)表在《自然-醫(yī)學(xué)》上的論文中,他們使用了10萬(wàn)多例平掃CT病例,分布在全國(guó)各地。研究結(jié)果顯示,DAMO GRAPE模型的敏感性和特異性分別達(dá)到85.1%和96.8%——這組數(shù)字居然比人類(lèi)放射科醫(yī)生還要好,分別提升21.8%和14.0%,印證了該模型可在大規(guī)模臨床研究中大幅提升胃癌檢出率。
這個(gè)結(jié)果令平掃CT識(shí)別早期胃癌首次成為可能,也讓“平掃CT+AI”在多癌篩查上更進(jìn)一步。
“再高精尖的根治手術(shù),效果都比不上準(zhǔn)確篩查基礎(chǔ)上的早診早治。”程向東說(shuō),團(tuán)隊(duì)已在全國(guó)多個(gè)胃癌高發(fā)區(qū)率先部署AI模型,“接下來(lái)計(jì)劃向國(guó)內(nèi)外進(jìn)一步推廣”。
“現(xiàn)在我們聯(lián)系了全國(guó)20多個(gè)癌癥篩查中心,準(zhǔn)備把這個(gè)模型放進(jìn)去,希望越來(lái)越多的中心采用這種篩查模式,為其走出國(guó)門(mén)提供更多支撐。”程向東說(shuō),通過(guò)一次CT篩查多種腫瘤,效率高、成本低,這完全可能改變現(xiàn)有腫瘤篩查范式,同時(shí)他也相信, DAMO GRAPE模型能夠?yàn)橐恍┠[瘤高發(fā)國(guó)家和地區(qū)提供非常大的幫助。
相關(guān)論文信息:
https://www.nature.com/articles/s41591-025-03785-6#citeas
https://www.nature.com/articles/s41591-023-02640-w
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