当人工智能开始“看”癌症病理切片时,它看到的远不止肿瘤细胞——它竟从一张张看似普通的组织玻片中,预测出患者未来数年内的死亡风险、治疗反应,甚至揭示出人类病理学家从未注意到的隐藏模式。这项由哈佛医学院与谷歌健康团队合作的研究,不仅让科学家“震惊”,更可能彻底改变癌症诊断与预后评估的方式。

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研究团队训练了一种深度学习模型,输入数据来自超过1.5万例已确诊癌症患者的数字化病理切片(涵盖乳腺癌、肺癌、结肠癌等),每张切片都关联着详细的临床随访记录,包括患者是否复发、对化疗是否响应、以及五年生存率。AI的任务很简单:仅凭一张静态的组织图像,预测这些未来事件。

结果令人难以置信。在乳腺癌病例中,AI不仅能准确识别肿瘤分级和分子亚型(如HER2阳性或三阴性),还能发现肿瘤微环境中极其细微的结构特征——比如免疫细胞的空间分布、血管密度的局部变化、甚至基质纤维的排列方向——这些细节肉眼几乎无法分辨,却与患者预后高度相关。更惊人的是,AI在部分“病理报告判定为低风险”的患者中,仍识别出高风险信号,而后续随访证实,这些患者确实在两年内出现转移。

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“我们以为AI只是辅助工具,但它实际上在教我们如何‘重新看’癌症,”哈佛病理学教授安德鲁·贝克博士坦言,“有些模式,连经验最丰富的病理学家看了也说‘我以前从没注意过这个’。”

研究中最震撼的发现来自“黑箱可视化”技术。通过反向映射,研究人员能看清AI关注切片中的哪些区域做出判断。结果显示,AI不仅盯着癌细胞本身,还大量分析肿瘤边缘的“过渡带”——那里是癌细胞与正常组织交界处,也是免疫系统与肿瘤博弈的前线。某些特定的炎症细胞聚集模式,被AI识别为“免疫系统正在有效控制肿瘤”的标志,预示良好预后;而另一些看似平静的区域,却被标记为“沉默的侵袭前兆”。

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目前,该模型已在独立数据集上验证,其预测五年生存率的准确度比传统临床指标高出18%。更重要的是,它完全基于常规H&E染色切片——这是全球医院最基础、最普及的病理检查手段,无需额外基因测序或昂贵检测。

当然,研究者强调,AI不会取代病理学家,而是成为“超级显微镜”般的决策伙伴。下一步,团队计划将该系统整合进临床工作流,在真实诊疗中测试其价值。如果成功,未来医生只需上传一张病理图,就能获得一份包含风险分层、潜在靶点和治疗建议的AI辅助报告。

正如一位参与研究的肿瘤学家所说:“我们一直以为癌症的秘密藏在基因里,但现在发现,答案也可能就写在那张小小的玻璃片上——只是我们的眼睛,还没学会读懂它。”

参考资料:DOI:10.1016/j.xcrm.2025.102527