推医汇

首页 > 行业动态

病理科团队联合国内多家医疗机构开发脑胶质瘤分子分型智能诊断模型GMAP

2026-05-26 13:23:01来源:“南方医科大学南方医院病理科”微信公众号
近日,南方医院病理科梁莉教授团队联合广东省人民医院刘再毅教授团队、陆军军医大学西南医院卞修武院士和平轶芳教授团队、山东省立医院刘英超教授团队、广东省人民医院张庆玲教授团队等多家国内医疗机构,在数字健康领域的顶级期刊 《The Lancet Digital Health》 (IF=24.1)发表了题为 “Molecular alterations prediction in gliomas via an interpretable deep learning model: a multicentre and retrospective study” 的研究。该研究开发并验证了一种基于基础模型的可解释性预测器GMAP(Glioma Molecular Alterations Predictor),能够直接从常规病理切片中预测胶质瘤四种分子变异,无需人工标注,为胶质瘤的精准诊断提供了一种经济、高效且可拓展的新路径。

胶质瘤的分子分型在诊断、治疗决策及预后评估中具有关键作用。近年来,随着第五版世界卫生组织中枢神经系统肿瘤分类的更新,IDH突变、1p/19共缺失、TERT启动子突变以及7号染色体获得伴10号染色体缺失(+7/-10)等关键分子事件,已成为胶质瘤精准诊断的重要依据。然而,目前分子分型检测严重依赖于耗时且昂贵的基因测序、荧光原位杂交及免疫组化等技术,在资源有限的环境中往往难以实施。因此,如何从常规组织病理切片中实现快速、准确、低成本的分子变异预测,成为病理AI研究的重要方向。

该研究共纳入来自14个独立队列的4024名脑胶质瘤患者、6298张H&E全视野病理切片,涵盖TCGA、EBRAINS数据库及国内12家医疗机构。研究团队基于病理基础模型UNI及GLTrans架构构建了GMAP模型,通过弱监督深度学习方法,实现对IDH突变、1p/19q共缺失、TERT启动子突变及染色体+7/-10改变的预测。同时,研究还进一步在细胞级、组织级和切片级三个不同层面进行了全面的多尺度可解释性分析。

结果显示,GMAP在内部测试集中性能优越:预测IDH的受试者工作曲线下面积(Area Under Curve,AUC)达0.939(95% CI:0.865–0.993),1p/19q共缺失达0.955(95% CI:0.898–0.992),TERT启动子突变达0.944(0.849–1.000),+7/-10改变达0.886(0.802–0.955)。在来自12家医疗机构及公共数据集的外部验证中,IDH及1p/19q共缺失预测仍保持较高性能,AUC分别达到0.870(95% CI 0.857–0.883)和0.885(0.865–0.905),展现出良好的跨中心泛化能力。可解释性分析显示,GMAP关注的形态特征既包括已知的分子变异相关的特征,也包括先前未被识别的特征。此外,模型的注意力热图与对应免疫组化染色结果高度一致,进一步增强了模型预测的可信度。

总之,本研究研发并多中心验证了脑胶质瘤分子分型智能诊断模型GMAP,提供了一种技术上可行的方案,能够在资源受限的环境中实现准确、快速且可能具有成本效益的分子变异识别,同时,可解释性揭示了模型所关注的特征,增加了模型在临床应用中的可信度,为AI病理的临床推广与转化应用奠定了重要基础。