人工智能将50年癌症风险理论变为现实AI turns 50-year-old cancer-risk theory into reality | Managed Healthcare Executive

环球医讯 / AI与医疗健康来源:www.managedhealthcareexecutive.com美国 - 英语2025-11-07 04:15:52 - 阅读时长6分钟 - 2882字
本文深入探讨人工智能如何将约翰·沃尔夫博士1970年代提出的乳腺X线摄影模式预测癌症风险的理论转化为临床现实,通过克莱瑞蒂公司的Clairity Breast系统和哈佛大学的CHIEF模型等创新案例,详述了AI在提升癌症检测准确性、克服阅片者间差异方面的突破性进展,同时分析了医保覆盖障碍、患者教育挑战及监管审批等关键问题,强调AI与人类医生的协作增效模式而非替代关系,为癌症早期干预和个性化诊疗开辟了新路径,标志着半世纪前的理论构想终于进入大规模临床应用阶段。
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人工智能将50年癌症风险理论变为现实

核心要点

  • 人工智能在癌症检测中的角色已从沃尔夫1970年代的乳腺X线摄影模式研究演进至现代预测模型,如Mirai和CHIEF系统。
  • 尽管AI有望提升诊断准确性与一致性,阅片者间差异及监管挑战依然存在。
  • 临床实践中AI的成功整合需依赖AI系统与人类医生的协作,而非替代关系。
  • 患者教育对理解并采取AI生成的风险评估至关重要,强调知情行动优于盲目无知。

人工智能能否比传统方法更早、更可靠地识别癌症风险?

若认为利用人工智能(AI)辅助判断患者是否将罹患癌症的构想过于超前,仿佛今日AI热潮中的浮夸之词,请再思量——这一理念几乎诞生于50年前。

“回溯1970年代,放射科医生约翰·沃尔夫曾表示,‘我注意到那些最终发展为乳腺癌的患者乳腺X光片呈现显著差异,’”克莱瑞蒂公司(Clairity Inc.)创始人康妮·莱曼博士(Connie Lehman, M.D., Ph.D.)说道。

这位密歇根州放射科医生于1976年在《癌症》(Cancer)期刊发表开创性论文,提出当时看似离经叛道的观点:乳腺实质组织——即腺体和纤维组织——在乳腺X光片中的外观差异,能否用于预测患者未来罹患乳腺癌的风险?然而沃尔夫超前于时代。

莱曼回忆,1990年代作为住院医师时,她对沃尔夫的研究产生浓厚兴趣。“我与教授们分享时,他们却称约翰·沃尔夫疯了,”她坦言。教授们强调,乳腺X光检查的唯一目的就是寻找癌症病灶——聚焦肿块、钙化点或组织扭曲,仅此而已。

莱曼并未退缩。她与同行坚信计算机将成为放射科医生的关键工具。1998年,美国食品药品监督管理局(FDA)认可此理念,批准了首个放射学计算机辅助诊断系统。

然而即便监管方开始接纳计算机辅助放射学,莱曼及其团队发现核心问题依旧存在:计算机的普及未能消除阅片者间差异,即不同放射科医生对同一影像的解读存在天然分歧。

“更关键的是,人类在判断是否关注或忽略计算机标记的可疑区域时,能力差异显著,”她指出。换言之,即使计算机精准识别异常区域,人类医生对这些提示的关注程度却参差不齐。计算机辅助工具虽概念新颖,却难真正融入日常临床实践。

莱曼表示,这一局面在十年前开始转变。2015年,她结识了麻省理工学院(MIT)计算机科学家雷吉娜·巴齐莱博士(Regina Barzilay, Ph.D.),后者因乳腺癌经历成为AI癌症检测的积极倡导者,并入选《时代》杂志“塑造AI未来最具影响力100人”。两人合作开发了基于乳腺X光片预测乳腺癌风险的模型,最终推出开源研究模型Mirai。

2020年,莱曼创立克莱瑞蒂公司,其核心产品Clairity Breast通过乳腺X光片为患者提供个性化五年风险评分(巴齐莱未直接参与公司运营)。高风险患者可转诊接受风险干预服务,如强化筛查或早期治疗。今年6月,FDA授予该产品创新途径授权(de novo authorization),为其在美国全面推广铺平道路。

从星火到燎原

若AI用于癌症检测的构想曾如星火微光,如今它正燃成熊熊烈焰。近年,医疗与科技领域涌现出数十家专注癌症的AI初创企业。但莱曼强调,医疗技术公司必须充分认知该领域独特的证据要求与监管壁垒。

“有意入局者必须严肃对待,”她警示,“相比其他领域,开发并推广AI模型在此领域将面临更严峻挑战。”

哈佛医学院的俞 Kun-Hsing(Kun-Hsing Yu, M.D., Ph.D.)深谙此难。他与团队开发了临床组织病理影像评估基础模型(CHIEF),自喻为“癌症领域的ChatGPT”。该模型基于19种癌症类型的1500万张图像训练,旨在利用AI影像技术不仅检测癌症,更能预测患者预后及治疗反应。

如同莱曼,俞对病理医生间显著的判读差异深感忧虑。鉴于病理医生在癌症确诊中的核心地位,他指出利用AI工具提升准确性与一致性势在必行。

俞将CHIEF类比ChatGPT,因其设计可处理多元任务。ChatGPT的核心理念是:若用海量公开数据训练模型,该模型便能将数据复用于问答、文本生成或行程规划等广泛场景。

“因此我们的研究思路是:能否用相似方法,通过多样病理样本训练大型模型,并针对特定场景定制应用?”他解释道,“幸运的是,初步结果非常积极。”

这些成果推动模型优化,迄今已在20余项独立队列研究中得到验证。俞表示,该模型的能力令人惊喜。例如,许多癌症类型的治疗决策依赖患者基因谱型,以识别适用特定疗法的生物标志物。当前基因谱型分析需额外步骤如基因组测序,但CHIEF仅凭病理常规使用的苏木精-伊红(H&E)染色图像即可完成谱型分析。“这些常规样本本仅用于标准病理诊断,”他强调,“此前鲜有文献证明仅凭医学影像就能预测基因变异。”

争取医保支持

临床医生与医疗机构或已准备好将AI纳入癌症诊疗,但医保支付方却未必愿意松开钱袋。

去年11月加入克莱瑞蒂担任首席执行官的杰夫·卢伯(Jeff Luber, J.D., MBA)坦言,克服此挑战仍需时日。“长久以来,包括我在内,都对FDA批准与医保覆盖间的漫长延迟深感遗憾,”他说,“当一家监管机构认定产品安全有效时,医保支付的车轮却转动得异常缓慢。”

卢伯表示,他已与美国医疗保险和医疗补助服务中心(CMS)展开积极对话,但承认这不意味着覆盖审批会加速。他预计,提供Clairity Breast的医疗系统将采用多元支付模式。目前公司正与各类医疗机构及支付方合作,确保产品不沦为自费人群的奢侈品。卢伯强调其产品的核心价值:“我们并非取代现有流程,而是增强其效能,提升整体效率。”

卢伯指出,Clairity可将乳腺X光影像从静态快照转化为动态风险评估工具。他主张:“与其追求早期诊断,不如让我们预见风险。”

俞认为“新技术将取代人类”的陈词滥调很可能错误,尤其对病理医生和放射科医生而言。

“无论AI系统多么先进,人机协作仍有不可替代的空间,”他断言,“临床实践绝不能完全剔除人类。”

俞更倾向的场景是:熟练运用AI工具的临床医生将取代不具备此能力的同行。

患者教育新维度

然而,AI素养的需求或许不止于医疗专业人员。莱曼与卢伯指出,技术应用还需患者思维转变。推广过程中,关键环节是帮助患者理解风险等级的含义及应对措施。

莱曼举例:若告知女性患者其五年乳腺癌风险为4%,患者或视之为好消息——毕竟96%概率短期内不会患病。

“但这实际是极高的乳腺癌风险,”莱曼强调。高到足以支持采取更积极的筛查策略。

卢伯认为,关键不仅在于教育患者,更要将知识转化为行动力。

“在此情境中,无知绝非福气,”他说,“若你处于高风险,好消息是:现在有应对之策。”

约翰·沃尔夫1976年开创性论文《乳腺X线摄影实质组织模式确定乳腺癌风险》摘录

“作者长期关注乳腺实质组织的多样模式,并在先前文章中记录了相关观察。现已证实,显著的导管模式与乳腺癌存在明确关联。据此推断,若乳腺癌患者中频繁出现显著导管模式,则该模式很可能先于癌症发生。其刺激源尚不明确,但或许类似于最终导致乳腺上皮癌变的诱因。”

【全文结束】

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