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基于人工智能的常规血液检测新特征谱:肝细胞癌早期筛查的突破性发现
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月19日 来源:ESMO Gastrointestinal Oncology
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本研究针对肝细胞癌(HCC)筛查中甲胎蛋白(aFP)敏感性不足的临床困境,创新性地通过香港医院管理局大数据平台分析223,862例慢性肝病(CLD)患者(含31,149例HCC)的常规血液检测数据。研究发现HCC患者具有独特的血液特征谱:肝功能异常(ALT/ALP/AST升高)、全身炎症(淋巴细胞减少)、凝血障碍(PT/APTT延长)及恶病质表现(白蛋白/尿素降低),30/32指标差异显著(P<0.05)。该成果为开发AI驱动的无创筛查技术奠定基础,有望突破现有超声联合aFP的检测瓶颈。
肝细胞癌(HCC)是全球癌症死亡的第三大原因,但早期诊断率长期不足50%。当前金标准——超声联合甲胎蛋白(aFP)检测存在明显局限:超声敏感性仅47-63%,aFP对早期HCC的检出率仅39-64%。更棘手的是,新兴生物标志物如AFP-L3、DCP等因检测成本高昂难以普及。这种困境在代谢相关肝病激增的背景下愈发严峻,亟需开发普惠性强的新型筛查工具。
香港医院管理局的研究团队独辟蹊径,将目光投向临床最普及的常规血液检测。通过分析2000-2018年间223,862例患者数据(含31,149例HCC),研究人员发现HCC会引发独特的"血液指纹":肝功能指标中,丙氨酸转氨酶(ALT)、碱性磷酸酶(ALP)、天冬氨酸转氨酶(AST)和胆红素显著升高,而白蛋白明显降低;凝血方面,凝血酶原时间(PT)和国际标准化比值(INR)延长;炎症指标呈现淋巴细胞绝对值下降(1.1 vs 1.2×109
/L)而单核细胞升高;营养代谢相关指标如尿素(5.6 vs 6 mmol/L)和肌酐(83 vs 87 μmol/L)显著降低。这些变化在Mann-Whitney U检验中30/32指标达统计学显著(P<0.05),且多数指标虽在正常参考范围内,但差异模式具有特征性。
研究采用三大关键技术:1)基于ICD-9-CM编码从香港医院管理局数据协作实验室(HADCL)筛选患者,建立75,096人最终队列(HCC:CLD=1:2.82);2)通过Python 3.7.6进行数据归一化处理,采用MWU检验比较中位数差异;3)构建标准化中位数图谱,显示HCC组ALP(127 vs 97 U/L)、AST(81 vs 51 U/L)等指标的显著偏移。值得注意的是,即使在校正肝硬化干扰的亚组分析中,这种特征谱依然稳定存在,只是随Child-Pugh分级升高差异幅度减小。
在结果呈现方面:
• 数据特征:HCC患者79.2%为男性,显著高于CLD组(59.7%),年龄中位数65岁略高
• 肝功能标志:AST在HCC组超标率达58%(中位数81 U/L),而CLD组仅28%(51 U/L)
• 凝血特征:PT延长1.2秒(12.8 vs 11.7秒)提示合成功能障碍
• 炎症模式:淋巴细胞绝对值降低0.1×109
/L伴随RDW升高(14.7% vs 14%)
• 代谢改变:尿素降低0.4 mmol/L反映蛋白质分解代谢加剧
讨论部分指出,这种多维度血液特征反映了HCC的病理生理本质:肿瘤微环境引发的肝实质损伤、全身炎症反应、凝血-纤溶系统失衡及癌症相关恶病质。相比GALAD评分等现有模型,常规血液检测具有三大优势:1) 检测成本仅为传统方法的1/10;2) 可覆盖病毒性和非病毒性HCC;3) 适合大规模人群筛查。研究者特别强调,15/32的差异指标虽在正常范围内,但通过机器学习解析组合模式可提升早期检出率。
该研究发表于《ESMO Gastrointestinal Oncology》,为AI辅助HCC筛查提供了关键生物学基础。未来通过深度学习整合这32维血液特征,有望开发出敏感性>90%的筛查工具,改写当前依赖影像学和专科检测的HCC早诊格局。特别是在资源有限地区,这种"一滴血筛查"策略可实现高危人群的广覆盖,将5年生存率从晚期患者的3.5%提升至早期患者的37.6%,具有重大公共卫生价值。
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