文／徐　飛

　　惡性腫瘤嚴(yán)重威脅人類(lèi)生命健康，是全球因病死亡原因之首，并且發(fā)病率及死亡率仍在迅速增長(zhǎng)。而早期篩查是降低腫瘤死亡率的重要手段，開(kāi)發(fā)更多有效的腫瘤無(wú)創(chuàng)檢測(cè)與篩查方法成為目前腫瘤研究領(lǐng)域中的重要方向。

　　目前，眾多癌癥篩查手段，如低劑量CT 應(yīng)用于肺癌篩查、PSA 應(yīng)用于前列腺癌、鉬靶檢測(cè)應(yīng)用于乳腺癌、胃腸鏡檢測(cè)應(yīng)用于胃腸道腫瘤等，均展現(xiàn)出一定的效果，并越來(lái)越被推薦作為診療的步驟。但現(xiàn)有的手段存在諸多缺陷，如現(xiàn)有風(fēng)險(xiǎn)模型對(duì)所有高?；颊吆Y查經(jīng)濟(jì)花費(fèi)巨大、存在電離輻射暴露風(fēng)險(xiǎn)和陽(yáng)性預(yù)測(cè)值低等。

　　針對(duì)難點(diǎn)問(wèn)題，北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)研究所新體制助理教授、副研究員、博士生導(dǎo)師王光熙致力于系統(tǒng)生物學(xué)及腫瘤分子生物學(xué)研究，結(jié)合代謝組學(xué)、多組學(xué)技術(shù)與人工智能，尋找新的腫瘤診斷標(biāo)志物，建立新的檢測(cè)方法，努力發(fā)現(xiàn)新的腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制，為該領(lǐng)域的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量。

　　利用人工智能輔助腫瘤檢測(cè)

　　解決科研難題不能因循守舊，亦步亦趨，必須大膽設(shè)想，小心求證。為解決惡性腫瘤早期篩查問(wèn)題，王光熙采取了由點(diǎn)到面的研究步驟，從單一癌癥篩查檢測(cè)開(kāi)始，逐步擴(kuò)展篩查癌癥種類(lèi)，最終發(fā)現(xiàn)一系列篩查檢測(cè)規(guī)律，從而利用人工智能輔助提出癌癥檢測(cè)策略。

　　王光熙首先選擇研究肺癌代謝檢測(cè)。他應(yīng)用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)、血漿脂質(zhì)組學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)和質(zhì)譜成像等手段綜合分析早期肺癌的脂代謝特征，開(kāi)發(fā)了一套人工智能輔助的早期肺癌代謝檢測(cè)方法，并揭示了相關(guān)的分子機(jī)制。該方法的成功建立明確和開(kāi)拓了機(jī)器學(xué)習(xí)輔助代謝組學(xué)用于早期肺癌檢測(cè)及篩查的高效策略與全新方向。

　　對(duì)于王光熙的這一研究成果，Nature Reviews ClinicalOncology 等雜志撰文評(píng)論并給予高度評(píng)價(jià)，如“作者已經(jīng)描述了一種有前途的非小細(xì)胞肺癌診斷工具，該工具基于具有臨床應(yīng)用潛力的靶向脂質(zhì)組，并且使用廣泛的對(duì)照反復(fù)確認(rèn)。該方法的性能將為脂質(zhì)組學(xué)在癌癥診斷中的作用開(kāi)創(chuàng)先例”。同時(shí)，這一研究成果也被新華社海外版、China Daily、北大科研、Gizmodo 等多地媒體報(bào)道，獲得了世界范圍內(nèi)的贊譽(yù)。

　　與此同時(shí)，王光熙還利用脂質(zhì)組學(xué)、多組學(xué)與機(jī)器學(xué)習(xí)聯(lián)用手段相繼開(kāi)發(fā)出檢測(cè)胰腺癌、食管癌與膠質(zhì)瘤等列針對(duì)不同腫瘤的人工智能輔助的腫瘤代謝檢測(cè)方法。

　　并且，他在PTEN/RPA1 在結(jié)直腸癌，以及RPA1 在肝癌發(fā)生發(fā)展與脂代謝的相關(guān)機(jī)制研究中有了新的發(fā)現(xiàn)。在人工智能與病理圖像識(shí)別方面，王光熙與合作者開(kāi)發(fā)了一套可應(yīng)用識(shí)別間質(zhì)來(lái)源腫瘤的檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)從胃腸間質(zhì)瘤樣本訓(xùn)練，后期在未經(jīng)進(jìn)一步訓(xùn)練調(diào)參的基礎(chǔ)上成功對(duì)TCGA 來(lái)源的多種間質(zhì)腫瘤及獨(dú)立來(lái)源的女性生殖系統(tǒng)間質(zhì)來(lái)源腫瘤實(shí)現(xiàn)了能與人匹敵的識(shí)別與診斷效能。

　　最終，王光熙根據(jù)單一癌癥檢測(cè)積累的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新性地結(jié)合代謝組與人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)特征篩選策略，成功與北大醫(yī)院楊尹默院長(zhǎng)團(tuán)隊(duì)、北大人民醫(yī)院王俊院士團(tuán)隊(duì)等展開(kāi)合作，在胰腺癌、肺癌、食管癌、膠質(zhì)瘤等腫瘤的早期診斷中開(kāi)發(fā)了準(zhǔn)確性高、快速、無(wú)創(chuàng)的檢測(cè)方法及模型。

　　截至目前，利用這一方法已成功檢測(cè)了超過(guò)5000 例個(gè)體的樣本，其中肺癌、胰腺癌的人工智能代謝檢測(cè)方法已被授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利，相應(yīng)的專(zhuān)利轉(zhuǎn)化工作也正在開(kāi)展。腫瘤- 人工智能代謝檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)時(shí)間短、花費(fèi)少、準(zhǔn)確性高、沒(méi)有輻射，非常安全，并且在腫瘤早期即可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)檢測(cè)。

　　夯實(shí)學(xué)術(shù)基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)科研飛躍

　　能夠取得這樣的成績(jī)，離不開(kāi)王光熙持之以恒的努力。品學(xué)兼優(yōu)的王光熙在大學(xué)本科學(xué)習(xí)階段就成為北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)8 年制的學(xué)生，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了自己的學(xué)術(shù)興趣所在——腫瘤研究。他說(shuō)干就干，申請(qǐng)進(jìn)入尹玉新教授實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行學(xué)習(xí)和科研訓(xùn)練，探索抗癌基因PTEN 的全新功能，特別是其在核內(nèi)調(diào)控DNA 復(fù)制從而維持基因組穩(wěn)定性的作用機(jī)制。

　　在良師益友的幫助下，他初入科研大門(mén)就感受到學(xué)術(shù)研究的魅力所在。3 年之后，他的第一篇文章PTEN regulatesRPA1 and protects DNA replication forks 就被Nature 子刊CellResearch 作為封面文章發(fā)表。當(dāng)時(shí)志存高遠(yuǎn)的王光熙和同道者特意設(shè)計(jì)了孫悟空的卡通形象，希望把中國(guó)的科研與中國(guó)的故事展現(xiàn)給全世界。

　　畢業(yè)后，王光熙進(jìn)入解放軍總醫(yī)院腫瘤內(nèi)科實(shí)驗(yàn)室任助理研究員，實(shí)際接觸了大量的病人，也更真切地意識(shí)到腫瘤診治的復(fù)雜性，以及惡性腫瘤帶給患者的沉重負(fù)擔(dān)。醫(yī)者仁心，王光熙希望能為患者做些力所能及的工作，他開(kāi)始關(guān)注精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)在腫瘤診療方面的應(yīng)用，包括基于二代測(cè)序、腫瘤微環(huán)境評(píng)估。隨著人工智能開(kāi)始走進(jìn)大眾視野，王光熙意識(shí)到人工智能對(duì)醫(yī)學(xué)特別是其與多組學(xué)數(shù)據(jù)的融合將對(duì)腫瘤等疾病的診斷帶來(lái)全新的可能。

　　接著，王光熙回到北醫(yī)基礎(chǔ)開(kāi)始博士后階段的研究。在解放軍總醫(yī)院腫瘤內(nèi)科實(shí)驗(yàn)室的工作實(shí)踐讓他更加明確自己的科研方向和研究意義，開(kāi)始針對(duì)人工智能在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用進(jìn)行探索。王光熙嘗試將機(jī)器學(xué)習(xí)等方法和思維融入代謝組學(xué)等多組學(xué)數(shù)據(jù)的分析中，希望能尋找到新的標(biāo)志物，開(kāi)發(fā)更加準(zhǔn)確、有效、穩(wěn)定的腫瘤早期檢測(cè)方法。

　　完成包括早期肺癌、胰腺癌等腫瘤的代謝檢測(cè)方法開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證等課題之后，他正式以新體制助理教授、副研究員身份加入北大醫(yī)學(xué)平臺(tái)，在北大系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)研究所開(kāi)展自己的科研工作。

　　王光熙努力為腫瘤的早診早篩早治提供可靠支持和全新思路。他重點(diǎn)關(guān)注疾病的檢測(cè)與生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)，以及疾病早期代謝異常機(jī)制探索，特別是腫瘤的早期檢測(cè)這一研究領(lǐng)域。他積極發(fā)揮自身學(xué)術(shù)優(yōu)勢(shì)，充分融合人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等分析手段與脂質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、蛋白組學(xué)等多組學(xué)技術(shù)，并結(jié)合質(zhì)譜成像、空間轉(zhuǎn)錄組、病理圖像組等空間組學(xué)手段，尋找全新的腫瘤標(biāo)志物，開(kāi)發(fā)更多有效微創(chuàng)的腫瘤早診早篩方法，建立更多可靠準(zhǔn)確的疾病分類(lèi)模型。同時(shí)，他將延續(xù)并擴(kuò)展現(xiàn)有研究成果，開(kāi)展更多轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究，一方面從基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的腫瘤分子生物學(xué)角度對(duì)標(biāo)志物的意義和生理學(xué)與病理學(xué)功能及機(jī)制進(jìn)行探索；另一方面從轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的臨床應(yīng)用出發(fā)，驗(yàn)證并開(kāi)發(fā)更加有效、經(jīng)濟(jì)的腫瘤或其他疾病篩查流程，最終開(kāi)發(fā)出更精準(zhǔn)、更特異的泛癌種、多癌種檢測(cè)方法及模型。

　　北大醫(yī)學(xué)辦學(xué)110 周年提出了“明德，厚道，尚仁，出新”的北醫(yī)精神，王光熙亦是以此為指引。他希望自己所學(xué)所用，不僅能夠鑄就“中國(guó)夢(mèng)”，還能夠造福廣大患者。

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