医学
Medicine
2024年10月15日，中山大学肿瘤防治中心蔡木炎教授团队在Cell Press细胞出版社期刊Cell Reports Medicine发表题为“Deep Learning Model with Pathological Knowledge for Detection of Colorectal Neuroendocrine Tumor”的研究论文。该研究基于患者的病理切片，利用病理先验知识模仿病理专家从切片中选择诊断相关区域，并构建深度学习算法，实现肠神经内分泌肿瘤与腺癌的鉴别诊断，为肠癌的鉴别诊断提供了新的筛选策略。中山大学肿瘤防治中心病理科蔡木炎主任医师、中山大学附属第一医院消化内科张宁副主任医师、天津市肿瘤医院病理科孙燕主任医师和中山大学附属第一医院病理科林原副主任医师为本文共同通讯作者。中山大学肿瘤防治中心病理科郑珂博士研究生、段金玲医师，中山大学计算机学院王瑞轩副教授，中山大学肿瘤防治中心信息中心陈浩华工程师为共同第一作者，项目得到中山大学肿瘤防治中心谢丹教授与云径平主任的悉心指导。
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神经内分泌肿瘤 (Neuroendocrine tumors, NETs) 是一类起源于全身神经内分泌细胞的罕见肿瘤，而胃肠道是NET的常见好发部位。肠NET在分子亚型、治疗策略、预后等方面均与肠腺癌有很大差异。因此，区分肠NET和肠腺癌对于肠肿瘤的精准治疗至关重要。由于两者在苏木精和伊红（Hematoxylin and eosin，H&E）染色切片可呈现相似的形态学特征，因此，临床上常使用嗜铬蛋白颗粒A、突触素、CD56等免疫组化生物标志物来辅助鉴别。鉴于NET的罕见性，这些方法对于临床来说需要耗费大量的人力物力，不具有成本效益。因此，通过人工智能（Artificial intelligence，AI）手段充分探索和利用H&E染色的病理切片中的信息，将有效减少不必要的免疫组化测试，为NET的诊断提供进一步的证据。
这项全国多中心研究共收集了2000余例肠癌患者的病理切片，将来自中山大学肿瘤防治中心的病例按五折交叉验证的比例分配为训练集、测试集和内部验证集，来自其他2家医疗中心的病例为独立外部验证集，并构建独立的活检数据集进行扩展验证。研究所构建的深度学习诊断模型能够根据肿瘤类型描述识别诊断相关区域，然后基于诊断相关区域区分肠腺癌与NET，在独立内部和外部验证数据集中诊断AUC均达0.95以上；随后将未经调整的模型扩展至活检数据集，其诊断AUC也达0.90以上，进一步证明了该模型的泛化能力。对比模型选择区域与病理医师标注区域进一步加强了模型的可解释性。该研究提出的关键区域选择策略有助于减少对计算资源的需求，增强模型在实际临床应用中的可行性。
研究论文的整体内容示意图
作者专访
Cell Press细胞出版社特别邀请论文作者蔡木炎教授进行了专访，为大家做进一步的深入解读。
作者介绍
蔡木炎
主任医师
中山大学肿瘤防治中心病理科副主任，主任医师，博士生导师，中国抗癌协会肿瘤病理专业委员会委员，中国抗癌协会胃部肿瘤整合康复专委会常务委员，中国CSCO胃癌专业委员会委员，中国CSCO青年委员会常务委员，广东省抗癌协会肿瘤病理专委会常务委员，广东省抗癌协会遗传性肿瘤分会常务委员，广东省抗癌协会大肠癌专业委员会常务委员。主要从事消化系统肿瘤、淋巴瘤病理诊断与肿瘤DNA损伤修复研究，执笔国家权威CSCO胃癌、肠癌指南的撰写；研究成果为国际多个诊疗指南与共识所引用，以第一或通讯作者在GUT、J Hep、Nature Communications、Cell Rep Med等SCI期刊发表论文30余篇，主持包括国家自然科学基金面上项目等10项，2020年中国“杰出青年病理医师”奖获得者，广东省自然科学杰出青年基金获得者，广东省杰出青年医学人才，入选广东省广东高校优秀青年人才创新计划、中山大学优秀青年教师培养重点培育计划。
张宁
副主任医师
中山大学附属第一医院消化内科副主任医师、硕士生导师，中华医学会消化病分会心身协作组委员，中华医学会内镜分会消化道癌筛查协作组委员，广东省医学会肝病分会委员，广东省医师协会消化内镜分会委员。主持国家自然科学基金、省自然科学基金等多项基金，迄今为止共发表学术论文十多篇。研究成果多次在大型国际学术会议上获得交流机会。2015年入选中山大学附属第一医院优秀青年人才支持计划。
孙燕
主任医师
天津医科大学肿瘤医院病理科主任医师、教授，博士生导师。主持国家自然科学基金2项，主持省部级课题2项，在JAMA、Cancer Cell、Clinical Cancer Research、Journal of Pathology、Cancer等期刊发表SCI文章30余篇，累计影响因子>200。被评为天津市“131”创新型人才、国家人力资源和社会保障部留学回国择优资助人才、天津市高校优秀青年教师。中国抗癌协会病理专业委员会胃癌中青年学组委员、中国抗癌协会大肠癌专业委员会遗传学组委员、中国研究型医院学会病理专业委员会委员、中国医促会神经内分泌肿瘤分会委员、中国中青年病理精英联盟成员。
林原
副主任医师
中山大学附属第一医院病理科副主任医师，病理专科方向为：消化系统疾病病理学诊断，关注神经内分泌肿瘤病理诊断超过十年。2008-2009年应邀至美国加州大学戴维斯分校医学中心进行肿瘤方面的研究。科研成果发表在Oncogene、 Cancer Research等期刊上，主持国家自然科学基金等科研课题3项。
相关论文信息
论文原文刊载于Cell Press细胞出版社旗下期刊Cell Reports Medicine，点击“阅读原文”或扫描下方二维码查看论文
▌论文标题：
Deep Learning Model with Pathological Knowledge for Detection of Colorectal Neuroendocrine Tumor
▌论文网址：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666379124005329
▌DOI：
https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2024.101785
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