可解释的注意力增强启发式范式助力肝细胞癌多视角预后风险评分体系构建

为解决肝细胞癌（HCC）预后评估难题，研究人员开发 HDS，可有效分层风险，完善临床分期系统。

　　# 肝细胞癌研究新突破：多视角预后风险评分体系的构建与意义
肝细胞癌（Hepatocellular Carcinoma，HCC）作为全球范围内常见的恶性肿瘤，严重威胁人类健康。它是全球第六大常见恶性肿瘤，也是癌症相关死亡的第三大主要原因。目前，针对 HCC 的治疗手段多样，像肝切除术、肝移植以及免疫疗法等，但并非所有患者都能从中获益。

这背后的关键在于，现有的临床分期系统，如肿瘤 - 淋巴结 - 转移（Tumor Node Metastasis，TNM）分期和巴塞罗那临床肝癌（Barcelona Clinic Liver Cancer，BCLC）分期，虽然被广泛应用，却存在明显缺陷。同一临床分期的患者，预后差异较大，这就导致部分患者可能面临过度治疗或治疗不足的情况。即便尝试纳入更多临床因素来优化这些系统，其准确性和实用性的提升依然有限。与此同时，深度学习在病理学中的应用虽展现出潜力，但许多基于深度学习的评分系统因缺乏可解释性，难以获得临床认可。在这样的困境下，开发一种新的、更有效的 HCC 风险评分系统迫在眉睫。

为攻克这一难题，香港理工大学、中山大学肿瘤防治中心等机构的研究人员开展了深入研究。他们提出了一种深度学习辅助的范式，旨在构建可解释的多视角风险评分体系，为 HCC 患者的预后评估提供更有力的支持。该研究成果发表在《Hepatology International》杂志上。

在研究方法上，研究人员主要采用了以下关键技术：
一是收集了两个队列的样本数据，以中山大学肿瘤防治中心（SYSUCC）的 510 例 HCC 患者的全切片图像（Whole Slide Image，WSI）作为内部数据集，用于模型的训练和验证；同时选取了癌症基因组图谱肝细胞癌数据集（TCGA-LIHC）中的 341 例 WSI 作为外部公共数据集，用于验证模型的泛化能力。
二是设计了注意力激活器（Attention Activator，ATAT），用于启发式地识别与高预后风险相关的组织区域。
三是构建了基于 ATAT 的多视角风险评分系统，综合微观形态学特征、共定位特征和深度全局特征，生成混合深度评分（Hybrid Deep Score，HDS），以此来预测 HCC 患者的预后风险。

研究结果主要体现在以下几个方面：

1. 患者特征与临床信息：研究涉及的训练队列、验证队列和外部测试队列的患者临床病理特征分布相似，这为后续研究的可靠性提供了基础。
2. 模型评估与生存分析： patch - level 分类网络对不同组织类型的分类准确性较高，平均曲线下面积（Area Under the Curve，AUC）达到 0.98。ATAT 区分高、低风险患者的能力较强，风险比（Hazard Ratio，HR）为 2.77（95% 置信区间（Confidence Interval，CI）2.04 - 3.74），一致性指数（concordance index，c-index）为 0.79 ± 0.035。综合三个视角特征的 HDS 在预测无病生存期（Disease-Free Survival，DFS）方面表现出色，在 SYSUCC 队列中，HDS 的 1 年、2 年、5 年 AUC 分别为 0.682±0.183、0.724±0.117、0.767±0.138 ，c-index 为 0.751±0.082；在 TCGA-LIHC 队列中，相应指标分别为 0.678±0.238、0.735±0.219、0.723±0.130 和 0.729±0.196。同时，HDS 能有效区分高、低风险患者，高风险组患者的 DFS 和总生存期（Overall Survival，OS）明显短于低风险组。此外，将 HDS 与现有临床分期系统相结合，可进一步细化风险分层，更精准地识别低风险组中的潜在高风险患者。
3. HDS 的预后风险因素：Cox 回归分析确定了不同队列中 DFS 的独立预测因素，在 SYSUCC 队列中包括肿瘤大小、肿瘤数量和 HDS；在 TCGA-LIHC 队列中包括侵袭深度和 HDS。构建的列线图显示，HDS 与临床特征相结合，可提高预测性能。而且，在不同临床特征亚组中，HDS 均是有效的 DFS 预测指标。

在研究结论与讨论部分，该研究构建的 HDS 在预测 HCC 患者预后方面表现优异，不仅能有效分层风险，还能补充和完善现有的临床分期系统，帮助医生更精准地识别潜在高风险患者，为制定个性化治疗方案提供重要参考。不过，研究也存在一定局限性，如特征融合方法有待优化，研究成果在部分穿刺活检 WSI 患者中的应用还面临挑战。未来，研究人员计划收集更多样化的外部队列，进一步拓展 HDS 的适用性。

总体而言，这项研究为 HCC 的预后评估开辟了新方向，其开发的多视角风险评分体系具有重要的临床应用潜力，有望推动 HCC 诊疗水平的提升。