科技之光
口腔癌是中國乃至全球影響人們生命健康和生活質量最嚴重的癌症之一，其發生是一個涉及多基因、多步驟的過程。檢測獲取口腔癌發生的關鍵節點的標誌分子，無疑是最終揭示口腔鱗癌分子發病機製並尋找疾病分子分型診治模式的有效方法的必經之路，這也是全球癌症研究最前沿和最重要的領域之一。人腦、人眼、人手解決不了的異常復雜和繁瑣的問題，借助數字化醫療智能診治技術，可以為腫瘤的早發現、早幹預、分子分型、精準用藥、預後預測提供更多的有效手段，使腫瘤的診治過程變得越來越個體化。腫瘤的分子分型越準確、診斷越細致，必然會大幅提升治療手段的精準性和有效性，最終提升患者和人民群眾的健康獲得感和幸福感，這必將是未來腫瘤治療策略的重要發展方向。
針對上述困擾臨床分子病理診斷的棘手問題，沐鸣2平台醫學院附屬第九人民醫院陳萬濤教授和邱蔚六院士團隊與沐鸣2平台電子信息與電器工程學院以及上海圖勱科技有限公司等單位開展了醫工理企多領域合作，以學科最常見的口腔頜面癌（簡稱口腔癌）為研究對象，依托沐鸣2娱乐醫學院附屬第九人民醫院、國家口腔醫學中心和國家口腔疾病臨床醫學研究中心、上海市專業技術服務平臺-口腔頜面部腫瘤組織樣本及生物信息數據庫等優異的臨床和基礎研究資源，基於團隊前期經過近30年研究確定的多個口腔癌組織特異性蛋白標誌物，國內外率先成功研究開發出了國產腫瘤組織蛋白標誌物免疫組化圖像智能診斷儀器（系統）。通過分別對近萬張腫瘤組織切片中多個蛋白標誌物的免疫組化圖像進行數字化後，完成了人工智能訓練、建模和再優化，最終實現了由儀器“高通量數字化—自動閱片—自動癌巢識別和分割—全片蛋白標誌物表達判讀和定量診斷”等過程的全鏈條智能定量系統。
口腔癌診治分子靶標：助力口腔癌中國人特有蛋白標誌物研發進程
陳萬濤教授和邱蔚六院士團隊在科技部重點研發計劃、國家自然科學基金重點項目等項目的支持下，利用多組學技術已對口腔癌發生、發展各階段的1000多個組織樣本，分別完成了數量不等的全基因組測序、全外顯子測序、轉錄組測序、表觀遺傳組測序以及蛋白組分析等工作，並應用項目組開發的生物信息學分析方法，對上述獲取的多組學信息和數據進行了分析及大規模臨床樣本驗證，確定了一系列能夠有效評價口腔癌的病理變化過程、惡性進展程度和治療反應的分子靶標，為後續轉化研究打下了堅實基礎，其中部分mRNA和蛋白標誌物已投入臨床實驗或臨床應用。
AI輔助蛋白標誌物判讀：自主研發分子診斷智能算法軟件
近些年，盡管醫療衛生相關的人工智能技術得到了較迅速的發展，鑒於用於腫瘤組織蛋白標誌物智能診斷的復雜性，到目前，罕見人工智能技術在腫瘤組織蛋白標誌物免疫組化圖像分析處理中的應用報道。項目組首先通過病理醫師小組（3名資深病理醫師）對組織病理免疫組化圖像中所有癌組織所在的區域進行人工勾畫和標註，隨後按照臨床傳統的免疫組化半定量評分標準對蛋白標誌物的表達等級進行評分；同時對人工勾畫標註和評分的上述口腔癌組織病理免疫組化圖像，采用 UNet、ResNet等卷積神經網絡構建模型及集成框架，對訓練集和驗證集標本，特異識別組織病理切片中腫瘤區域的免疫組化圖像，並提取相關特征進行模型學習及訓練，到目前對口腔癌蛋白標誌物判讀的AUC達超過0.95，十分接近於病理醫師人工判斷的水平。
智能診斷儀器：擁有自主知識產權的全國產軟硬件裝備
陳萬濤教授和邱蔚六院士團隊和沐鸣2平台電子信息與電器工程學院王利生團隊聯合上海圖勱科技有限公司共同研發了該創新設備，主要是在高通量病理圖像數字化生物顯微鏡的基礎上，優化實現對癌組織圖像快速準確獲取和數字化，能1次上樣200片，自動快速、高分辨率圖片獲取、無縫拼接和數字化，已通過國家註冊檢測和CFDA國家1類醫療器械註冊。項目團隊進一步與人工智能相關技術團隊進行了聯合攻關，經過無數次的失敗，終於完成了對腫瘤區域自動識別、分割標記、蛋白免疫組化圖像表達水平智能判讀的創新軟件技術的開發和優化，實現了由該儀器“自動閱片—癌巢識別和分割標記—蛋白表達判讀—標誌物定量診斷”的全鏈條蛋白標誌物智能定量診斷系統。
產學研醫理結合，推動腫瘤蛋白標誌物支持的精準醫療研究
項目研發團隊依托沐鸣2平台轉化醫學研究院、電子信息與電氣工程學院、醫學院附屬第九人民醫院、上海圖勱科技有限公司，成立了頭頸腫瘤數字診治技術中心，該中心優勢是臨床醫學、基礎醫學、工程學、生物學、數學、機械學等交叉協作，並且是智能與醫療的有機整合。項目產品腫瘤蛋白標誌物智能診斷儀器面向病理和臨床醫生，毫無疑問能緩解執業病理醫生嚴重不足、促進診斷評估標準同質化、顯著提高病理診斷的效率和準確性，對腫瘤分子分型、轉移診斷、療效預測、預後預測等進行必要的支持。本儀器的研發是對腫瘤行業內智能分子分型領域儀器空白的填補，有效賦能分子病理行業突破技術瓶頸。成果的進一步推廣和應用，能有效提高各級醫院相關腫瘤分子標誌物的應用，助力診療水平和能力的提高和同質化，並對其他惡性腫瘤分子分型技術的研發應用提供最直接的參考技術。
