中國粉體網(wǎng)訊 某團隊成功研發(fā)出被覆特殊復(fù)合蛋白的Fe3O4(四氧化三鐵)磁性納米顆粒，它能很好解決痰液中肺癌細胞收集難的問題。實驗數(shù)據(jù)表明，用這種磁性納米顆粒做成的微球可以很好地在患者痰液中吸附肺癌細胞，能將確診陽性率提升30%以上。
通過痰液就能檢測出人是否患有肺癌，在很多人看來這是難以置信的事情。但是近日，南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院一個大學(xué)生團隊通過集成創(chuàng)新復(fù)合納米微球富集肺癌細胞技術(shù)以及單細胞分離技術(shù)，將AI技術(shù)和病理診斷相結(jié)合，研發(fā)出了通過痰液篩查肺癌的診斷方式。
不久前，該團隊的項目“慧眼識癌——肺癌細胞病理診斷賽道的領(lǐng)跑者”，獲得第七屆中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國銀獎。
識別癌細胞無異于大海撈針
近半個世紀以來，肺癌的發(fā)病率和病死率都處于迅速上升的趨勢。早發(fā)現(xiàn)、早治療是提高肺癌患者生存率最有效的方法，然而目前尚無性價比高的普查手段。
該團隊負責人、南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院學(xué)生陳怡洋說，肺癌確診的金標準是細胞病理診斷，但對病理科醫(yī)生來說，將細胞制片并準確找出肺癌細胞是一項十分花費時間和精力的工作。
陳怡洋從大二開始，與志同道合的同學(xué)一起組成團隊，申請了“AI輔助肺癌細胞病理診斷”的大學(xué)生創(chuàng)新項目，探索如何解決痰液制片難、肺癌細胞尋找難、病理確診難等肺癌診斷方面的問題。
在肺癌細胞病理涂片圖像中，肺癌細胞數(shù)量很少且常常與其他大量良性細胞夾雜在一起，識別極為困難，在這種情況下發(fā)現(xiàn)肺癌細胞無異于大海撈針。不僅需要花費很長時間，而且需要長期的經(jīng)驗積累。
團隊成員們發(fā)現(xiàn)，利用納米微球技術(shù)富集肺癌細胞是一個很好的路徑。“因為良惡性細胞的性質(zhì)不同，我們希望能找出一種特殊的蛋白能對癌細胞表面受體有特異性的吸附力。”團隊成員、南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院學(xué)生席珺婷說。經(jīng)過很長時間的研究和探索，團隊成功研發(fā)出被覆特殊復(fù)合蛋白的Fe3O4(四氧化三鐵)磁性納米顆粒，它能很好解決痰液中肺癌細胞收集難的問題。實驗數(shù)據(jù)表明，用這種磁性納米顆粒做成的微球可以很好地在患者痰液中吸附肺癌細胞，能將確診陽性率提升30%以上。
將AI技術(shù)運用到癌細胞診斷中
在解決好如何富集癌細胞的問題之后，該團隊又運用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，把AI技術(shù)運用到腫瘤細胞診斷上。
“同學(xué)們的想法看似簡單，但十分前衛(wèi)，真正做起來并不容易。”團隊指導(dǎo)老師、南通大學(xué)醫(yī)學(xué)院副教授吳輝群說，類似于CT影像上的肺結(jié)節(jié)，顯微鏡拍攝到的肺癌細胞病理圖像中很多細胞都是成團成簇的。另外，不同的醫(yī)院制片的差異也會影響到病理圖像的顯示，這些都增加了標注和機器學(xué)習(xí)的難度。
陳怡洋和團隊成員們首先從細胞分離做起，但國內(nèi)沒有現(xiàn)成的分離液可以使用。在醫(yī)學(xué)院季菊玲教授的指導(dǎo)下，團隊最終研制出適合肺癌細胞的分離液，可以使制片出來的復(fù)雜癌細胞簇不會重疊在一起，這樣通過AI技術(shù)就能實現(xiàn)精準識別標注，從而提升診斷的效率。
要想讓AI實現(xiàn)精準識別，還需要收集大量的肺癌細胞病理圖像和專家的標注來訓(xùn)練AI算法。在學(xué)院老師以及校友專家的幫助下，團隊與復(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、同濟大學(xué)附屬肺科醫(yī)院以及該校附屬醫(yī)院等大型醫(yī)院病理科開展了合作，積累多中心的肺癌細胞病理資源，建立肺癌細胞病理標注數(shù)據(jù)庫，最終開發(fā)出“慧眼識癌”遠程病理診斷系統(tǒng)原型，實現(xiàn)了“云端”對肺癌細胞的識別診斷。
“‘云端’診斷相比以前坐在顯微鏡前一遍一遍地觀察來說要輕松得多!遇到拿不準的病理圖像還能請專家遠程會診，省去了患者去大醫(yī)院就診的寶貴時間和往返費用!”在部分臨床試用中，該系統(tǒng)受到了許多醫(yī)生的贊揚。他們表示，“慧眼識癌”遠程病理診斷系統(tǒng)為病理醫(yī)生帶來了很多便利，不僅節(jié)約了診斷時間，還提高了效率，給患者也帶來了實惠。
中國科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院院長樊嘉評價：“該項目與臨床樣本檢測的符合率很高，是‘互聯(lián)網(wǎng)+精準醫(yī)學(xué)診斷’的一個成功范例，未來互聯(lián)網(wǎng)+AI精準診斷和治療大有可為，應(yīng)用會越來越寬廣。”
目前，該團隊已經(jīng)與中國肺癌防治聯(lián)盟達成了合作，將推動痰液早篩成為國家肺癌篩查的推薦項目，幫助患者進行無創(chuàng)診斷，使得病理醫(yī)生能更簡便、更準確地實現(xiàn)篩查工作，讓肺癌細胞盡早現(xiàn)形。
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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