自主监督学习揭示了临床相关的组织形态学模式,用于结肠癌治疗策略
Bojing Liu1,2, Meaghan Polack3, Nicolas Coudray2,4
1Department of Medical Epidemiology and Biostatistics, Karolinska Institutet, Karolinska, Sweden.
Nature communications
|March 8, 2025
概括
自主监督学习 (SSL) 在结肠癌整片图像中确定了47个组织形态表型群 (HPC). 这些HPC预测患者的生存率和治疗反应,帮助个性化医疗.
科学领域:
- 计算病理学计算病理学
- 数字病理学数字病理学
- 人工智能在瘤学中的应用
背景情况:
- 对整个幻灯片图像 (WSIs) 的组织病理学分析对于癌症诊断和预后至关重要.
- 手动解释WSIs是耗时和主观的.
- 从未注释的WSIs中自动提取功能可以提高效率和客观性.
研究的目的:
- 开发和验证自主监督学习 (SSL) 框架,用于自动化组织病理学特征提取.
- 在结肠腺癌中识别和表征组织形态表型集群 (HPC).
- 评估HPCs在预测患者生存率和治疗反应方面的临床意义.
主要方法:
- 培训一个巴洛双胞胎SSL编码器在435结肠腺癌WSIs.从癌症基因组图谱.
- 使用Leiden社区检测将图像分组为HPC.
- 在1213个WSIs的独立队列中验证HPC可重现性和预测能力.
- 对HPC进行深入分析,包括免疫景观和基因组丰富.
主要成果:
- 创建了47个具有明显组织形态特征的HPCs的公正地图,特别是在瘤层中.
- 证实HPCs在独立队列中对总生存的可复制性和预测能力.
- 确定了HPC与临床结果之间的关联,包括对标准和实验疗法的反应.
- 通过详细的HPC分析,突出了影响生存和治疗反应的因素.
结论:
- SSL有效地自动化了从WSIs中提取和解释组织病理学特征.
- 确定的HPCs代表了结肠癌中临床显著的组织形态学模式.
- HPC 提供了对影响患者生存和治疗反应的因素的宝贵见解,支持个性化医疗方法.


