创新病理组学模型精准分级胰腺神经内分泌肿瘤并指导个体化治疗

【字体: 时间:2025年07月12日 来源:npj Precision Oncology 6.8

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  为解决胰腺神经内分泌肿瘤(PanNETs)传统分级方法(Ki-67指数和核分裂计数)主观性强、耗时长的问题,研究人员开发了基于H&E全玻片图像(WSIs)的病理组学模型。通过提取定量特征构建病理组学评分(pathomics score),该模型在验证和测试队列中分别实现AUC 0.85和0.93,显著区分高低风险组并预测预后,为临床提供高效、客观的分级工具,推动精准治疗和风险分层。

  

胰腺神经内分泌肿瘤(Pancreatic Neuroendocrine Tumors, PanNETs)是源于胰腺神经内分泌细胞的罕见肿瘤,占所有胰腺恶性肿瘤的约10%。近年来,随着筛查技术提升,其检出率激增4-7倍,但准确分级仍是临床难题。传统世界卫生组织(WHO)分级依赖Ki-67指数(需手动计数500-2000个细胞)和核分裂计数,不仅耗时费力,还因染色差异和主观判断导致结果不稳定——尤其当Ki-67值处于1-5%临界点时,微小误差即可改变分级,进而影响手术方案(如G1肿瘤可局部切除,G3需辅助化疗)。这种低效且主观的方法,阻碍了患者个体化治疗和生存率提升(G1/G2/G3的5年生存率分别为77.33%、63.06%和20.04%)。

为突破这一瓶颈,上海长海医院海军军医大学的研究团队在《npj Precision Oncology》发表研究,开发了一种基于病理组学(pathomics)的自动化分级模型。该技术利用常规H&E染色切片,结合人工智能分析,实现高效、客观的肿瘤分级。研究通过多中心队列(272例患者)验证模型性能,结果显示其不仅能精准区分肿瘤级别,还可独立预测无进展生存期(PFS),为临床决策提供新工具。

研究采用以下关键技术方法:

  1. 全玻片图像处理:使用Hamamatsu NanoZoomer S60扫描仪数字化H&E切片,生成高分辨率图像。

  2. 深度学习分割模型:基于DeepLabv3+算法训练肿瘤和间质分割模型,通过IoU(Intersection over Union)评估分割精度(肿瘤IoU 0.88±0.02,间质IoU 0.89±0.01)。

  3. 多粒度特征提取:从分割区域量化肿瘤、肿瘤床(tumor bed)和单细胞特征,包括形态学(如细胞圆度)、纹理(如图像同质性)和拓扑(如细胞间最小边距离),共提取427项病理组学特征。

  4. 特征筛选与建模:通过LASSO回归筛选出6个核心特征构建病理组学评分,结合临床参数(如肿瘤大小、TNM分期)建立逻辑回归分级模型。

  5. 验证与成本分析:在训练集(n=149)、验证集(n=65)和外部测试集(n=58)评估模型性能,并通过决策曲线分析(DCA)和生存模型比较临床效用。

研究结果按章节归纳如下:

Patient demographics

分析272例患G1

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