科技日?qǐng)?bào)記者 張曄 通訊員 范蘇

通過(guò)痰液就能檢測(cè)出是否患有肺癌，在很多人看來(lái)這是難以置信的事，但是在南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院，一個(gè)大學(xué)生團(tuán)隊(duì)集成創(chuàng)新了復(fù)合納米微球富集肺癌細(xì)胞技術(shù)以及單細(xì)胞分離技術(shù)，將AI技術(shù)和病理診斷相結(jié)合，研發(fā)出痰液篩查肺癌的診斷方式，一舉解決了肺癌細(xì)胞病理診斷難題。

不久前，該團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目《慧眼識(shí)癌——肺癌細(xì)胞病理診斷賽道的領(lǐng)跑者》，獲得第七屆中國(guó)國(guó)際“互聯(lián)網(wǎng)＋”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)銀獎(jiǎng)。

識(shí)別癌細(xì)胞不亞于“大海撈針”

近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，肺癌的發(fā)病率和病死率都處于迅速上升的趨勢(shì)。早發(fā)現(xiàn)、早治療，是提高肺癌患者生存率最有效的方法，然而目前尚沒(méi)有性價(jià)比高的普查手段。

“現(xiàn)在臨床上常見(jiàn)的診斷方法就是X線胸片或CT掃描，但是并不能確診，有時(shí)患者還會(huì)擔(dān)心輻射的問(wèn)題?！眻F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床182班陳怡洋說(shuō)道，肺癌確診的金標(biāo)準(zhǔn)是細(xì)胞病理診斷，但對(duì)病理科醫(yī)生來(lái)說(shuō)，細(xì)胞制片并準(zhǔn)確找出肺癌細(xì)胞是一項(xiàng)十分花費(fèi)時(shí)間精力的工作。

陳怡洋從大二開(kāi)始，與志同道合的同學(xué)一起組成團(tuán)隊(duì)，申請(qǐng)了“AI輔助肺癌細(xì)胞病理診斷”的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，探索如何解決痰液制片難、肺癌細(xì)胞尋找難、病理確診難等肺癌診斷方面的問(wèn)題。

在肺癌細(xì)胞病理涂片圖像中，肺癌細(xì)胞很少與其它大量的良性細(xì)胞夾雜在一起，識(shí)別極為困難，不僅需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，而且需要長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累，這是一個(gè)世界性難題，不亞于“大海撈針”。

團(tuán)隊(duì)成員們發(fā)現(xiàn)，利用納米微球技術(shù)富集肺癌細(xì)胞是一個(gè)很好的路徑?！耙?yàn)榱紣盒约?xì)胞的性質(zhì)不同，我們希望能找出一種特殊的蛋白能對(duì)癌細(xì)胞表面受體有特異性的吸附力?！眻F(tuán)隊(duì)成員、南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床203班席珺婷說(shuō)道。功夫不負(fù)有心人，團(tuán)隊(duì)成功地研發(fā)出被覆特殊復(fù)合蛋白的Fe3O4磁性納米顆粒，能很好解決痰液中肺癌細(xì)胞收集難的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，這個(gè)微球可以很好地在患者痰液中吸附肺癌細(xì)胞，能將確診陽(yáng)性率提升30%以上。

AI技術(shù)運(yùn)用到腫瘤細(xì)胞診斷中

在解決好如何富集癌細(xì)胞的問(wèn)題之后，他們萌發(fā)出運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，把AI技術(shù)運(yùn)用到腫瘤細(xì)胞診斷上的想法。

“同學(xué)們的想法看似簡(jiǎn)單且前衛(wèi)，真正做起來(lái)卻并不容易。”團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)老師、南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院吳輝群副教授說(shuō)，相比于CT影像上的肺結(jié)節(jié)，顯微鏡拍攝到的肺癌細(xì)胞病理圖像中很多細(xì)胞都是成團(tuán)成簇的。另外，不同醫(yī)院制片的差異也會(huì)影響到病理圖像的顯示，這些都增加了標(biāo)注和機(jī)器學(xué)習(xí)的難度。

陳怡洋和團(tuán)隊(duì)成員們首先從細(xì)胞分離做起，但國(guó)內(nèi)沒(méi)有現(xiàn)成的分離液可以使用，更改分離液的配方是他們想到可能實(shí)現(xiàn)分離肺癌細(xì)胞的方法。在醫(yī)學(xué)院季菊玲教授的指導(dǎo)下，最終研制出適合肺癌細(xì)胞的分離液，可以使制片出來(lái)的復(fù)雜癌細(xì)胞簇不會(huì)重疊在一起，通過(guò)AI技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別標(biāo)注，從而提升診斷的效率。

要想實(shí)現(xiàn)AI精準(zhǔn)識(shí)別，還需要收集大量的肺癌細(xì)胞病理圖像和專家的標(biāo)注來(lái)訓(xùn)練AI算法。在學(xué)院老師以及校友專家的幫助下，團(tuán)隊(duì)與復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院、上海交通大學(xué)附屬胸科醫(yī)院、同濟(jì)大學(xué)附屬肺科醫(yī)院以及學(xué)校附屬醫(yī)院等大型醫(yī)院病理科開(kāi)展了合作，積累多中心的肺癌細(xì)胞病理資源，建立肺癌細(xì)胞病理標(biāo)注數(shù)據(jù)庫(kù)。終于開(kāi)發(fā)出“慧眼識(shí)癌的遠(yuǎn)程病理診斷系統(tǒng)”原型，實(shí)現(xiàn)了“云端”對(duì)肺癌細(xì)胞的識(shí)別診斷。

“相比以前坐在顯微鏡前一遍一遍地觀察來(lái)說(shuō)要輕松得多！”“遇到拿不定主意的病理圖像還能請(qǐng)專家遠(yuǎn)程會(huì)診，省去了患者去大醫(yī)院就診的寶貴時(shí)間和往返費(fèi)用！”在部分臨床試用中，系統(tǒng)收到了許多醫(yī)生的贊揚(yáng)。他們表示，“慧眼識(shí)癌”的系統(tǒng)為病理醫(yī)生帶來(lái)了很多便利，不僅節(jié)約了診斷時(shí)間，還提高了效率，給患者帶來(lái)了實(shí)惠。

中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院院長(zhǎng)樊嘉評(píng)價(jià)道：“該項(xiàng)目與臨床樣本檢測(cè)符合度很高，是‘互聯(lián)網(wǎng)+精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)診斷’的一個(gè)成功范例，未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)+AI精準(zhǔn)診斷和治療大有可為，應(yīng)用會(huì)越來(lái)越寬廣?！?/p>

目前，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)與中國(guó)肺癌防治聯(lián)盟達(dá)成了合作，將推動(dòng)痰液早篩成為國(guó)家肺癌篩查的推薦項(xiàng)目，幫助患者進(jìn)行無(wú)創(chuàng)診斷，使得病理醫(yī)生能更簡(jiǎn)便、更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)篩查工作，讓肺癌細(xì)胞盡早現(xiàn)形。

關(guān)鍵詞： 肺癌 病理 細(xì)胞