根据世界卫生组织公布的全球癌症负担数据显示,肺癌在我国恶性肿瘤中的发病率及致死率居于首位,非小细胞肺癌(NSCLC)是肺癌最常见的组织学类型,包括腺癌、鳞癌、大细胞癌等。临床研究显示,早期NSCLC患者接受治疗后的5年生存率可大大提高,并且同一种类型的肺癌在不同个体的疗效和预后存在明显的异质性,其本质原因仍有待发掘。肺癌患者的早期个性化诊疗以及由肺部CT筛查带来的辐射剂量增加仍是临床面临的两大困境。上海市胸科医院放射科主治医师、博士后朱琳和放射科团队,多年来一直致力于肺癌早期微观形态、功能学研究及无辐射胸部诊断策略的开发,取得了一些阶段性成果。
前沿技术助推精准影像诊断
研究显示,肺癌的发生不仅受到癌细胞遗传突变的影响,也与其所处的血供和缺氧微环境紧密相关。例如,慢性阻塞性肺气肿(COPD)作为世界第三大致死疾病(2023WHO数据显示我国有近1亿患者),被证实其肺部气流受限和缺血缺氧情况与COPD患者肺癌易发密切相关。因此,深入理解肺癌及其与微环境间错综复杂的相互作用对于制定不同个体的诊疗策略至关重要。
朱琳与德国海德堡大学团队通过显微CT(micro-CT)对气道上皮钠离子通道亚基(SCNN1B)表达异常的小鼠进行了精密的肺部微观结构分析,证实了SCNN1B表达与肺部远端小气道、小血管重塑及COPD、肿瘤发展的关系。回国后,不断进步的人工智能(AI)技术让团队有了探索COPD及肺癌微观形态学、功能学改变的更精准平台。朱琳和放射科团队提出了一种基于多视角信息自适应融合的肺动静脉/肺支气管分割技术,基于这种技术,全肺CT扫描数据可以在数秒之内通过AI深度神经网络重建全肺脉管系统,解决远端细小血管追踪难题,提取肺部病灶的不同血供状态特征(该研究获国家境外博士后引进项目)。同时,团队通过大数据分析成功将肺腺癌划分为预后不同的血管表达基因亚型,并通过新型能谱CT联合灌注扫描对不同亚型进行了病灶微观纹理特征分析和血供评估验证(获得国家自然科学基金支持)。精准的影像诊断依赖于对病灶微妙之变的洞察,朱琳和医院影像科团队在“精准影像”领域不断探索,并在此过程中发表了一系列高水平研究论文,为推动“个性化诊疗”提供切实、可见的科学证据。
科研探索无辐射新型诊疗模式
科研不仅是为了加深疾病机制的理解,最终目的是实现患者受益和医疗实践的优化。朱琳一直秉承这样的科研观。在目前肺部疾病诊疗主要依赖CT扫描的背景下,朱琳和放射科团队正在摸索胸部疾病的无辐射诊疗新方法。朱琳在海外期间曾作为主要完成人之一进行了一项大规模的胸部MRI-CT多中心临床对比试验,证实了MRI作为一种新型无辐射胸部扫描工具的潜力。回国后,朱琳继续推进胸部无辐射检测方式的应用尝试,目前正在进行新型MRI胸部序列临床研究,患者无须注射造影剂、在自由呼吸状态下即可快速完成全肺通气状态和血供状态的可视化成像,并进行通气、血流一站式评估,目前团队正在招募更多临床志愿者以推动该科研序列真正走向临床,该研究曾多次在权威的国际影像学会议(RSNA2023,ECR2024等)上引起专家的热烈讨论。
与此同时,朱琳和放射科团队一直致力于肺癌及COPD的新型纳米诊疗复合物开发,团队通过整合素靶向肽和特异性siRNA实现气道上皮细胞的靶向和SCNN1B基因调控,以期望有效减缓COPD气道黏液产生和疾病恶化。并且,基于前期实验,团队正在尝试用锰基双金属氢氧化物(Mn-LDHs)、肺癌靶向肽、特异性小RNA治疗片段开发新型MRI纳米探针造影剂,这种纳米探针仅在肿瘤的微酸内环境下分解,可特异性释放锰离子和MiR629I,提供肿瘤区域MRI无辐射精准成像的同时起到治疗作用,实现“诊疗一体”肿瘤管理策略,以上纳米探针项目分别获上海市浦江人才项目及卫健委青年人才项目支撑。这些探索性的高敏感诊疗方法进入临床还有漫长的道路要走,但只有大胆的科研探索、持续的积累,才能推动生命科学前行,进而转化为精准、高效的医疗手段,满足每个人独特的个性化健康需求。