英国国王学院开发HRDPath模型从病理图像预测卵巢癌同源重组修复缺陷
AI model detects signs of faulty DNA repair in ovarian cancer using tissue images
英国国王学院研究团队在Nature Communications发表研究,开发名为HRDPath的深度学习模型,利用高分辨率病理图像预测高级别浆液性输卵管卵巢癌(HGSOC)的同源重组修复缺陷(HRD)状态。
在上皮性卵巢癌中,恶性程度最高的高级别浆液性癌被归入Ⅱ型肿瘤,侵袭性强,确诊时多已届晚期[1][6]。TCGA对489例高级别浆液性卵巢腺癌的综合分析显示,约半数肿瘤存在同源重组修复缺陷(HRD),BRCA1/2突变是其重要来源[2]。这个“修不好DNA”的软肋恰可转化为治疗窗口:在携带BRCA1/2突变的复发卵巢癌患者中,PARP抑制剂奥拉帕利400毫克每日两次剂量组的客观缓解率达33%[3],BRCA状态还被整合进预后模型以区分生存结局与铂类耐药风险[4]。卡点在于,现有HRD检测依赖复杂的基因分析,昂贵、耗时,在资源有限的医疗环境中难以普及。
这项2026年10月发表于Nature Communications的研究聚焦高级别浆液性输卵管-卵巢癌(HGSOC),由伦敦国王学院Heba Sailem领衔。他们构建的可解释多模型深度学习架构HRDPath不直接读取DNA,而是分析显微镜下的高分辨率组织图像:模型以经基因组分析确认HRD状态的样本图像训练,经图像块提取、RetCCL特征嵌入、训练与预测等流程,学会区分HRD阳性和阴性肿瘤;当综合同一患者的多张图像时,可正确识别约91%的HRD阳性病例。研究者还找到了形态学线索——HRD阳性肿瘤的细胞核更圆,某些区域内癌细胞排列更密集,这类细微改变在常规阅片中难以察觉。
从常规病理图像推断分子状态并非无据可依:在结直肠癌中,基于病理图像的深度学习模型预测微卫星不稳定状态,测试集AUC已达0.8848[5]。HRDPath把这一思路用于HGSOC的HRD预测,并提供了可解释性——它表明DNA修复缺陷会在肿瘤组织的结构与细胞排列上留下AI可识别的痕迹。若验证成立,医院为诊断而常规采集的组织图像即可顺带完成HRD分层,减少对昂贵基因检测的依赖,帮助临床锁定可能受益于铂类化疗和PARP抑制剂的患者。
不过,距离临床落地尚有距离。据产业媒体报道,这是一项回顾性计算病理学研究[7];消息本身也强调,还需在更大规模患者群体中进一步验证。目前约91%仅指HRD阳性病例的识别率,特异性以及与现行基因检测的一致性等关键指标,仍有待更多数据回答。但方向已然清晰:把藏在显微图像中的信息转化为精准用药的依据,让更多地区的卵巢癌患者获得与自身肿瘤匹配的治疗。
- 1.Ovarian tumorigenesis: a proposed model based on morphological and molecular genetic analysis · Am J Pathol 2004
- 2.Integrated genomic analyses of ovarian carcinoma · Nature 2011
- 3.Oral poly(ADP-ribose) polymerase inhibitor olaparib in patients with BRCA1 or BRCA2 mutations and recurrent ovarian cancer: a proof-of-concept trial · Lancet 2010
- 4.Prognostically relevant gene signatures of high-grade serous ovarian carcinoma · J Clin Invest 2013
- 5.Development and interpretation of a pathomics-based model for the prediction of microsatellite instability in Colorectal Cancer · Theranostics 2020
- 6.Molecular pathogenesis and extraovarian origin of epithelial ovarian cancer--shifting the paradigm · Hum Pathol 2011
- 7.Deep learning predicts DNA repair deficiency in HGSOC ... · bioengineer.org 2026
来源:Medical Xpress · medicalxpress.com
