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十年磨一剑!创新鼻咽癌治疗新模式 广东医生让中国智慧成为世界标准
发表时间 2022-05-11 12:20
编辑:小准
阅读量:5
信息来源:省精准医学应用学会

“我相信作为科技工作者、医学工作者,想要取得一些进步,都需要葆有服务人民的家国情怀、对理想无限诚挚的热情、一颗耐得住寂寞的心和不撞南墙不回头的探索精神。”

——孙颖


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孙颖

中山大学肿瘤防治中心副主任(医院副院长)


医学博士、教授、主任医师、博士生导师。国家重大人才工程入选者(2019)、人社部国家百千万人才工程“有突出贡献中青年专家”(2020)、科技部创新人才推进计划中青年科技创新领军人才(2020)。现任中国抗癌协会青年理事会副理事长,中国临床肿瘤学会(CSCO)鼻咽癌专委会副主任委员,中国抗癌协会肿瘤大数据与真实世界研究专委会副主任委员。

中国鼻咽癌发病率居世界之首,据世界卫生组织统计,全球近一半的鼻咽癌发生在中国。作为从事鼻咽癌临床诊疗工作20余年的医学工作者,孙颖教授针对临床中放射治疗精度同质化水平低、美国指南不适合中国患者等问题,以“四个面向”为导向,聚焦国家重大战略,立足制定国际诊疗指南实现“科技顶天”和推广惠及基层诊疗实现“医疗立地”,推进肿瘤放射治疗学、影像医学、肿瘤学、数学与计算机科学、分子生物医学等多学科交叉融合的创新模式,系统性开展“鼻咽癌的精准治疗和人工智能大数据”的系列研究,成绩斐然。

主持国家重点研发计划“重大慢性非传染性疾病防控研究”重点专项1项、国家自然科学基金数学天元基金“数学与医疗健康交叉重点专项”1项、国家自然科学基金面上项目3项、广东省/广州市科技计划项目6项。近5年(2017年~至今)来,以通讯(含共同)作者发表peer-reviewed SCI论著60余篇,包括高质量的医学及肿瘤学期刊如N Engl J Med(IF 91.245)、Lancet(IF 79.321)、Lancet Oncol(IF 41.316)、J Clin Oncol(IF 44.544)、Cell Death Differ(IF 15.828)、Nat Commun(IF 14.919)、Cancer Res(IF 12.701)等,以及放射诊断与治疗学领域知名的Radiology(IF 11.105)、Int J Radiat Oncol Biol Phys(IF 7.038)等。研究成果5项被NCCN、NRG等国际指南采纳。作为主要完成人之一获国家科技进步奖二等奖2项,省部级科技奖一等奖7项,其中包括①基于现代影像技术的鼻咽癌综合治疗研究与应用,2009国家科技进步二等奖(第三完成人);②鼻咽癌诊疗关键策略研究与应用,2015国家科技进步奖二等奖(第十完成人);③鼻咽癌精准诊疗方案的建立与应用,2020 教育部科技进步奖一等奖(第二完成人);④鼻咽癌个体化治疗研究与应用,2015广东省人民政府科技进步一等奖(第十完成人);⑤鼻咽癌个体化治疗研究与应用,2015教育部高等学校科学技术进步一等奖(第十完成人);⑥基于现代影像技术的鼻咽癌综合治疗研究,2008广东省人民政府科技进步一等奖(第三完成人)。申请中国/香港/国际PCT发明专利共13项,已授权5项。


板凳甘坐十年冷,沉潜专注方有成


作为一名医学工作者,孙颖教授既胸怀爱国为民、守护百姓健康的医者仁心,又富有追求真理、 静心笃志的科学家精神。面对每一个关乎人民健康的科学问题,她总是能沉心钻研、永不言弃。


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鼻咽癌又被称为广东癌,华南地区的发病率高达全球平均水平的20倍以上,是唯一一个以地名命名的恶性肿瘤。以前,鼻咽肿瘤靶区勾画高度依赖医生的经验人工完成,治疗精准度低、医生工作效率也低。在广东地区工作的孙颖敏锐地发现了这个问题,并扎根其中,持续探索如何创新鼻咽癌放射治疗模式,下了“十年磨一剑”的苦功夫。针对鼻咽癌靶区勾画中病灶进展规律不明的问题,孙颖教授10年前开始基于逾千例的磁共振图像,明晰鼻咽原发灶侵犯的6条途径以及颈部淋巴结转移的10分区分布规律,这些规律也成为制定国际指南重要的证据。

直到当人工智能引领新一轮科技革命和产业变革,放射治疗领域的人工智能辅助勾画被认为是解决放疗医生资源短缺、提高放疗精准度水平和同质化水平的有效手段,但是AI研究如果没有系统的数据积累、规律摸索,仍然解决不了临床问题。而孙颖教授带领的团队已有了十余年的研究积累,也正因如此,他们才能敏锐洞察并抓住这个机会,在国际上首次实现了人工智能精准定位鼻咽癌肿瘤和正常器官,有效提高了鼻咽癌放疗精准度,医生工作效率也提升了约4至5倍。孙颖教授表示:“从医25年,我最自豪的瞬间是我的研究成果能帮助其他同行,从一个医生的成功变为一群医生的成功,让更多鼻咽癌患者受益。”


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·创新鼻咽癌“人工智能+精准定位”的放射治疗模式,推动成果转化落地,提升基层医院诊疗水平


由于缺乏科学依据和技术手段,目前全世界范围内,鼻咽肿瘤靶区勾画依然高度依赖医生的经验人工完成,导致了治疗精准度、治疗同质化水平和工作效率低。为攻克这一难题,孙颖教授带领团队历时10年,建立了肿瘤侵犯、淋巴结转移以及正常组织损伤的图谱,进而阐明了肿瘤的发展规律(Int J Radiat Oncol Biol Phys;Radiother Oncol),其中2项研究成果被美国NRG指南采纳。

进一步通过技术创新,采用三维多尺度卷积型深度神经网络完成基于语义的图像分割,仿真出肿瘤的发展规律,在国际上首次实现了人工智能精准定位鼻咽癌肿瘤和正常器官。临床验证显示,人工智能辅助下的精准放射治疗模式,使所有医生的靶区勾画水平都有提升,尤其是大幅提高了经验不足医生的水平;受保护器官也由15个增加到43个;医生操作时间从平均3小时缩短到0.5小时(Radiology)。

为了让更多医生受益于科研成果、打通“科研成果落地最后一公里”,通过产学研合作,进一步原创性地建立了:①符合中国国情、国际领先的放射治疗数据整合平台(发明专利3项:中国ZL 201710936744.8[已转让];国际PCT/CN2018/095804;香港HK 18108704.0);②肿瘤放射治疗靶区及危及器官自动勾画平台(中国发明专利4项:ZL201710152831.4 [已转让];201811583585.9;202010670160.2;202010671178.4),已获得国家三类医疗器械注册证(国械注准 20203210802);③7.55万例国际上数据规模最大、数据维度最广、数据组织有序的鼻咽癌真实世界大数据平台(中国发明专利2项:201811622785.0; 202010428739.8)。基于这些平台,人工智能精准定位鼻咽癌肿瘤和危及器官的技术在国内 60 余家医院开展临床应用,累积调用逾 8.5 万人次,大幅提升了各级医院的治疗精度、同质化水平和工作效率。

基于上述成绩,孙颖教授应国际著名期刊《柳叶刀》邀请,撰写鼻咽癌专题研讨(Lancet,Invited Seminar)中人工智能大数据及精准放疗等内容的撰写。这是该期刊自1823年创刊以来首次由中国内地学者牵头完成的指南性综述。


·研制出鼻咽癌“最佳时机+药物”的化学治疗方案,牵头制定国际指南,改变全球临床实践


由于血道存在的微小转移灶,20%的鼻咽癌患者单纯放疗后发生转移,需要联合全身性化疗。但化疗应用的最佳时机、最佳药物未明。前期发现,国际NCCN指南推荐的、放疗后使用的、顺铂+5-氟尿嘧啶化疗并不适合中国患者,未能提高疗效却增加了毒副作用。

针对这一问题,孙颖教授所在团队开展了三项临床研究。首先针对最佳的化疗时机,证实了放疗前使用(诱导化疗)的化疗,可以将鼻咽癌5年远处转移率由20%降低到12%(Lancet Oncol;Int J Cancer);进一步针对最佳的药物,证实了吉西他滨+顺铂(GP)两药化疗方案可以将3年远处转移率由16%降低到9%,III-IV级不良反应发生率降低了2/3(N Engl J Med),这是中国内地首篇肿瘤学研究问鼎该世界顶级杂志;对于极高危的患者,证实放疗后的卡培他滨口服节拍化疗可将治疗后失败风险显著降低50%,完成率达74%(Lancet)。

两项诱导化疗研究结果被美国国家癌症综合网络(NCCN)临床治疗指南以中晚期鼻咽癌唯一的1级证据等级采纳。节拍化疗研究结果被最新版(2022年)NCCN临床治疗指南采纳。诱导化疗(GP两药化疗方案)+同期放化疗的治疗模式已在全世界十几个国家地区推广应用,成为局部晚期鼻咽癌首选的标准治疗模式,使得中晚期鼻咽癌5年生存率提高了8%。

基于在化疗联合放疗综合治疗策略研究上的学术影响,孙颖教授应中国临床肿瘤学会(CSCO)/美国临床肿瘤学会(ASCO)邀请,担任联合主席,牵头全球4国家23位专家制定了中美联合鼻咽癌诊疗指南(J Clin Oncol)。实现了从指南证据提供者到指南制定者的转变,让中国的科技创新在让中国患者首先受益的同时,最大范围的惠及全球患者。 

脚踏实地做实事,文章不写半句空

对于医学科研而言,要下一番沉心专注功夫,更要不为“名利”遮眼,孙颖教授就葆有这种淡泊名利、求真务实的科技工作者精神,始终坚持破五唯,做有益于临床的研究。早期的人工智能技术,并不能智能到脱离数据质量,如何清洗、标记高质量的数据,“喂”给AI成为研究的制约因素。针对这一问题,孙颖教授亲自标记了逾千例鼻咽癌磁共振图像。这批蕴含着“孙颖教授临床经验”的数据成为AI落地应用的“突破口”。


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孙颖的从医治学精神也时刻滋养并激励着年轻的医学生们。他们是国内较早开展人工智能研究的团队,研究模式需要“摸着石头过河”,经常一波三折,每个研究生都要花费至少3年时间,这意味着学生毕业时只发表1篇文章,甚至毕业的时候文章还发表不出来。孙颖常以“不刷文章、不博眼球、但求落地”来勉励后辈,告诉学生要勇攀高峰、敢为人先,耐得住寂寞方能守得住繁华。事实证明,功夫的确不负有心人,研究一经发表就被国际指南采纳,极大地推动了肿瘤定位从手工时代走向人工智能辅助时代。


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在医学科技研究道路上,孙颖教授能够“静下心”、“守得住”,自觉践行、大力弘扬新时代科学家精神,敢于提出新理论、开辟新领域、探寻新路径,并甘为人梯、以德育人,为推动中国肿瘤诊疗科技发展尽心竭力,堪称当代医学工作者、科技工作者的优秀典范。