女同胞们的福音！AI+纳米新材料助力卵巢肿瘤早期诊断 | SGO 2020

原定 2020 年 3 月 28 日至 30 日在加拿大多伦多举办的第 51 届妇科肿瘤学会（SGO）女性癌症年会，因受全球 COVID-19 新冠病毒疫情影响被迫取消，但是，学会依然于多伦多时间 2020 年 3 月 28 日，在官方平台上向全球公布了已被本届学会收录的研究论文及成果概要。

28 日凌晨，由哈尔滨医科大学附属肿瘤医院、中国国家生物医学材料工程技术研究中心、武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室、深圳泰莱生物科技有限公司、上海交通大学、哈尔滨红十字中心医院妇科、哈尔滨医科大学公共卫生学院卫生统计学教研室、哈尔滨医科大学附属肿瘤医院消化外科合著的学术研究成果《 纳米材料辅助激光解吸电离鉴别诊断卵巢癌和良性卵巢肿瘤 》在 SGO 官网发布（论文英文全称：Nanomaterials Assisted Laser Desorption Ionization for differential diagnosis of ovarian cancer and benign ovarian tumors）。

卵巢癌（OC）是世界最致命的妇科恶性肿瘤，由于症状不典型，往往患者无法自觉，且 目前临床上没有可靠和准确的检测手段，导致大多数患者直到晚期才被诊断 。而常用的癌症抗原 125（CA125）虽具有高灵敏度，但对 OC 的诊断特异性较差，如何通过早期筛查手段提升针对卵巢肿瘤良恶性的鉴别效率？如何尽可能辅助将卵巢癌的检出阶段提前？是当下亟需研究和攻克的方向。

在本次 SGO 大会发布的成果中，研究团队通过利用纳米结构材料和机器学习，建立了高保真度和可重复性的纳米材料辅助激光解吸电离（NA-LDI）平台，可用于鉴别诊断卵巢癌和良性卵巢肿瘤（BOT）。

该研究通过建立的 NA-LDI 平台收集了 45 例 OC 患者和 44 例 BOT 患者的样本数据，结合开发的支持向量法（SVM）算法对 OC 和 BOT 进行鉴别诊断，探讨 NA-LDI 与 CA125 的联合应用，并比较 CA125 和 NA-LDI 的单独应用情况。

结果显示，NA-LDI 特异性高于 CA125（86% VS 74%），且 NA-LDI 与 CA125 敏感度相当（86% VS 87%）；而 NA-LDI 和 CA125 联合应用的敏感度（95%）和特异性（87%）均较单独应用时有所提高，曲线下面积（AUC）分析说明 NA-LDI 和 CA125 联合应用的诊断准确率最高。

哈尔滨医科大学附属肿瘤医院是我国极具影响力的肿瘤学临床研究单位，拥有哈医大肿瘤研究所和肿瘤药物研究所，形成了医疗、科研相辅互进的体系。目前，医院承担国家及省部级科研项目 200 余项，获 30 余项国家级、部省级科技成果。

成果发布后，哈尔滨医科大学附属肿瘤医院妇科主任娄阁教授介绍：“卵巢癌虽不是妇科肿瘤中最高发的，但却是恶性程度最高、预后最不乐观的癌症。卵巢由于部位深藏，一经诊断多为晚期，且患者经常以消化道症状前来就诊，在癌变早期传统检测方法都没有理想的精准度，因此具有很高的隐蔽性和误诊可能。基于我们的这项研究，建立了一种基于微量血浆的低成本、高通量的方法，可以具较高精密度地对 OC 和 BOT 进行更有效的鉴别，将对卵巢癌的早期诊断提供更全面而准确的参照依据。实验结果也表明，该技术在癌症诊断及其它领域的标准临床实践中将具有很大的潜力。”

值得注意的是，该项 基于纳米结构材料及机器学习的技术，此前已在大肠癌、肝癌等其它癌症的早期筛查辅助诊断研究中获得了成果 ，并分别在 2019 年中国临床肿瘤学会（CSCO）及 2019 年欧洲肿瘤内科学会（ESMO）上公开发表。

2019 年 9 月中旬，复旦大学附属中山医院、中国国家生物医学材料工程技术研究中心、深圳泰莱生物科技有限公司等，在中国厦门召开的第 22 届中国临床肿瘤学大会（CSCO）上联合发布了研究成果《纳米材料辅助激光解吸电离技术在大肠癌诊断中的应用》。研究显示：

在 238 例肠癌（CRC）患者和 203 例健康对照者的研究队列中，232 例进行 CEA 检测的 CRC 患者中有 109 例（46.98%）表现为 CEA 阴性，230 例进行 CA19-9 检测的 CRC 患者中 146 例（63.48%）表现为 CA19-9 阴性，而 LDI 方法检测 232 例 CRC 患者只有 1 例（0.43%）被误认为是健康对照。结果表明 LDI 方法检测 CRC 的灵敏度明显优于 CEA 及 CA19-9。

2019 年 9 月下旬，在西班牙巴塞罗那举行的 2019 欧洲肿瘤内科学会（ESMO）年会上，上海复旦大学附属中山医院、中国国家生物医学材料工程技术研究中心、深圳泰莱生物科技有限公司、清华大学药学院等联合发布了共著学术成果《纳米材料辅助激光解吸电离技术在肝癌诊断中的应用》，该项研究实验发现：

在临床试验的队列中，139 例进行 AFP 检测的肝癌（HCC）患者中有 47 例（35.77%）为 AFP 阴性，而使用 LDI 几乎能够识别所有 AFP 阴性的 HCC 患者，灵敏度高达 98.53% ，明显优于 AFP 检测。 灵敏度高于 96%，特异性高于 98%， 说明 LDI 方法具有更高的诊断意义。

“ 人类对癌症的研究，从曾经的如何识别癌症，到如今怎样更早、更精准地发现癌症苗头，走过了漫长的路程。 ”以上三篇研究论文的共同作者，国家生物医学材料工程技术研究中心的副研究员张华博士透露：“我们这项新技术针对不同癌症筛查和鉴别的优势成果，已经被越来越多的国际权威学术大会和机构收录和发表，且已在 14 种常见的恶性肿瘤筛查方面都显示出了较传统手段更优良的可行优势和高效辅助作用。除了癌症早筛之外，这项技术在癌症的伴随诊断、其它复杂疾病的辅助诊断等方面也有极大潜力，或为医学界‘把癌症控制为慢性病’这一目标赋予更大的可能，对人类健康和社会医疗环境的进一步优化，也将提供更大的助益。”

近年来，在分子层面进行大规模数据观测和分析的技术，具有无创、动态、可及性强的优势，正在逐渐进入到临床应用阶段。

据张华博士介绍，团队通过材料技术的科研创新改变了质谱仪激光作用于分析样本上的强度与分布，有选择性地提高了收集信号的灵敏度和分辨率，有效增强原有信号 1,000 至 10,000 倍，产生数万维级别的高维特征数据。在数据分析方面，鉴于结果的可解释性，没有采用神经网络等非线性的机器学习模型，而使用传统的线性支持向量机（SVM）模型，不同于传统生信分析，并非以信噪比为阈值直接选取波峰作为特征，而是借鉴深度学习中的池化思想将峰值附近的加权信号作为模型的输入，利用支持向量机递归特征消除（SVM-RFE）选择灵敏度和特异度最优情况下的特征。而且，计算模型均与纳米材料进行迭代配合，以分类结果为评价指标，不断迭代实现纳米材料配比与模型的优化。

泰莱生物医学研究与拓展副总裁钟晟博士表示：“我们对每一项前沿研究的应用和探索，最终都是希望能惠及每一个普罗大众。 目前我们已基于这项技术，转化开发了一款适用于大众的泛肿瘤早期筛查产品，可覆盖我国常见的 14 大恶性肿瘤， 希望能通过它让人们更早地发现自身的癌症隐患，帮助患者本人和医生们，更有针对性地实施 早发现、早诊断、早治疗 ，助力‘防大于治’成为现实。”

关于SGO

SGO，全称 Society of Gynecologic Oncology（中译：美国妇科肿瘤学会），是全球首屈一指的专业致力于妇科肿瘤的研究、治疗与教育的非营利性医学组织，旗下拥有知名的妇科肿瘤学期刊 Gynecologic Oncology。

学会每年一度举办的女性癌症年会汇集全球妇科肿瘤学专业最优秀、最杰出的妇科肿瘤学专家，是妇女保健专业人员的首要教育和科学活动。与会者包括在化疗、放射治疗、外科、姑息治疗领域提供治疗和护理的妇科癌症护理团队成员，以及各类肿瘤医生、专家、科学家、培训研究员、住院医师、社会工作者等等，参会人数超过 2500 人，共享并学习有关妇科恶性肿瘤治疗的最新研究和实践创新。

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