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人工智能如何改善瑞士的癌症治疗

伯尔尼的一家数字病理实验室里,一名实验室技术人员正在处理一张组织切片。人工智能(AI)将使癌症的诊断和治疗变得更加容易。
在数字病理学领域,人们对人工智能预测某些疗法的有效性寄予厚望。 Keystone / Anthony Anex

瑞士正在用人工智能重塑癌症治疗。一项名为“国家精准肿瘤学人工智能动议”的新项目,计划通过建立患者病历和诊断报告数据库,并利用大型语言模型分析信息,将人工智能引入放射学、病理学等临床领域。该项目不仅是瑞士资金最雄厚的癌症研究计划之一,还被寄予厚望:未来,它或将帮助医生为患者制定更精准的治疗方案,提升生存率和疗效。

尽管如今人工智能在医学中的应用被炒得沸沸扬扬,但在现实生活中却很少有病人能真正接触到它。现在瑞士的大学、医疗机构和私营公司正在联合开发用于诊断和治疗癌症的人工智能工具。

一项名为“国家精准肿瘤学人工智能动议”(NAIPO)的项目将人工智能带入瑞士癌症治疗领域,这个新项目建立了一个包含患者病情记录和诊断报告的数据库,随后使用大型语言模型对信息进行分析,并将人工智能引进放射学、病理学和其他临床领域。

目前,这个项目是瑞士资金最雄厚的癌症研究项目之一:在一个5年的区间内,由瑞士技术机构Innosuisse出资825万瑞郎,官方合作伙伴将另外出资1000万瑞郎。

日内瓦大学医院肿瘤科主任兼项目联合协调人奥利维耶·米希林(Olivier Michielin)说:”在项目结束时,我们应该能够帮助肿瘤患者从这些人工智能中受益,从而得到更好的治疗。”

他说:”在肿瘤学领域,我们的目标一贯是提高生存率,改善治疗效果。”

该动议如何运作?

第一步是创建一个共享的中央数据档案库,其中包含治疗记录和治疗笔记,这些都是经过患者同意的个人资料。

在此基础上,开发大型语言模型用来提取、收集和交换信息,从而协调治疗。

该项目的另一个重点是为临床实践开发出人工智能工具,放射学和病理学是重点领域,目前这些领域已经可以处理基因数据或显微镜图像等复杂的数据集。

与此同时,研究人员还将观察,人工智能对肿瘤样本进行的分析是否比传统方式更详细、更深入。

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收集到的信息将转交给分子肿瘤委员会(MTB)。该委员会是一个医疗委员会,这里的专家们会针对个别病人的病例进行会诊,并就诊断和治疗交换意见。

一些医院设立了地方委员会,还有一个全国性的委员会,这些委员会里的专家会对瑞士每年5万多个癌症病例中最复杂的病例进行评估。

患者可以通过一个特殊的应用程序加入到项目中来,这样在整个治疗过程中他们都能随时掌握治疗情况。

NAIPO项目是瑞士健康网络(SPHN)个性化肿瘤学计划的一部分,由瑞士联邦政府于2018年启动,2022年又进行了拓展。

其目的是通过最先进的数据收集来补充国家临床研究数据库,为分子肿瘤委员会提供指导。许多参与瑞士个性化肿瘤学项目的合作伙伴现在也加入了NAIPO项目。

苏黎世人工智能肿瘤委员会

这并非医院引入人工智能的首次尝试。今年5月,苏黎世大学医院宣布成立人工智能肿瘤委员会,该委员会于2025年11月开始工作。

推动将人工智能应用于肿瘤学的是一项所谓的下一代测序(NGS)技术,这是近十年来开发的一种分析癌细胞DNA的技术。该技术能够提供详细的信息,并需要复杂的机器分析。

据苏黎世大学医院肿瘤学和血液学部副院长安德烈亚斯·维基(Andreas Wicki)介绍,瑞士的大学医院大约在十年前便已经开始使用新一代测序技术。维基说:”当时我们首次获得比以往更多的数据。”

许多类型的癌细胞都有DNA变异。识别出这种突变对于癌症分类和找到适合的治疗方向至关重要。

人工智能肿瘤委员会和NAIPO项目的目标是利用人工智能找到那些在实践中可能被忽视的基因模式。这些信息将提供给医生。

维基说:”如果一个病人的情况相对稳定,医生便可以利用这些信息来决定采用哪种疗法。”

人工智能系统不仅可以推荐病人参与治疗研究,还可以对网络中具有相似特征的患者进行对比,从而协调和推荐治疗方案。

数字病理学中的人工智能

数字病理学的工作方式与下一代测序类似,人工智能在这一领域被寄予了很高期望。虽然这两种方法都以活检为基础,但侧重点不同。

下一代测序技术用来检测DNA以发现癌细胞中的基因变化;而数字病理学则负责检查人体组织-将显微镜切片转换成数字图像,显示细胞的排列方式、外观以及它们对特殊染色剂的反应-染色剂或化学物质可使细胞的某些部分在显微镜下更加清晰可见。

这两种方法结合在一起,可以更全面地了解肿瘤的内部(基因)和外部(组织结构)情况。

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米希林在日内瓦的研究小组正在开发一种用于预测某些疗法有效性的人工智能工具。如果算法显示免疫疗法成功率很小,那么肿瘤学家就可以改用另一种策略。

米希林说:”这在治疗过程中的多维决策系统中是一种不容忽视的附加参考因素。”

该算法利用约100名患者的数据进行了训练,目前正在用约500个病例进行验证。验证过程具有可回顾性:研究人员分析已接受治疗的患者样本,然后将人工智能的建议与实际结果做比较,以验证系统是否能做出了准确可靠的预测。

罗氏制药公司是NAIPO项目最重要的私人合作伙伴之一,也是苏黎世大学医院的合作伙伴,该公司开发了一系列人工智能辅助工具,支持病理学家诊断癌症。

例如,巴西的一个团队最近宣布,在罗氏公司人工智能工具的帮助下,已将乳腺癌的诊断时间从一小时缩短至30秒。

西班牙的一项研究也发现,人工智能诊断可以缩短活检样本到实验室到确诊,并传达给医生和病人的时间。

使用传统方法,这一过程平均需要10.5天左右的时间;而使用数字病理学,时间缩短到了7天以内。病理学家的工作量减少了近三分之一,在高峰月份甚至减少了一半以上。

国际社会对人工智能在癌症治疗中应用的关注

人工智能在肿瘤学中的应用在国际上受到很大关注。欧洲肿瘤内科学会(ESMO)是一个拥有3万多名会员的医学协会,是一个有代表性的欧洲肿瘤专家协会,今年11月份该协会在柏林组织了一次专业会议。

会议组织者之一、来自格罗宁根大学医学中心的肿瘤内科医生鲁道夫·费尔曼(Rudolf Fehrmann)说:”当首次谈到这个会议时,我们预计可能会有150人参加。但当我们开始着手组织时,发现这是一个非常热门的话题。现在我们估计将有超过一千人前来参加会议。”

由于日程安排问题,NAIPO未参加这次会议,但米希林说:”我们肯定将在今后的会议上分享一些研究成果。”

尽管人工智能目前在肿瘤学领域仍处于次要地位,但情况正在迅速发生变化。研究人员希望,NAIPO将为瑞士及其他国家的患者带来更好的治疗效果。

(编辑:Gabe Bullard,编译自德文:杨煦冬/gj)

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