沃森腫瘤學治療中國食管癌患者與廈門市腫瘤中心的一致性及適用性檢驗評價

陳毅德 高應勤 鄭文慧 馮水土 范 鑫

廈門市海滄醫(yī)院腫瘤科，福建廈門 361026

當今中國正面臨著日益嚴峻的癌癥挑戰(zhàn)，對于醫(yī)學專家來說，沒有足夠的時間來學習和獲取相關的醫(yī)學信息，人工智能（artificial intelligence，AI）有可能幫助解決這一難題[1]。目前，在國內關于沃森腫瘤學（Watson for Oncology，WFO）的使用經(jīng)驗仍較少[2]。WFO 是由AI 臨床決策支持系統(tǒng)構建，近年來學界報道，它可能是癌癥治療決策的有用工具，美國安德森癌癥中心在診斷癌癥的時候靈活運用沃森人工智能，取得了較好的臨床治療效果[3]。探索WFO 用于中國食管癌患者的治療建議與國內權威癌癥中心的一致性及適用性，對于食管癌患者的救治有著一定的影響意義[4]。本研究擬探討WFO 用于中國食管癌患者的可及性，以及與中國醫(yī)生實際診療情況的一致性，分析非一致性的原因及由此導致的食管癌患者療效及預后差異的嚴重程度，從而幫助國內醫(yī)院腫瘤專科醫(yī)生通過大數(shù)據(jù)及人工智能技術短時間內快速提高我國食管癌患者的診療水平，并與國際最先進水平接軌，推動人工智能在腫瘤領域臨床中的應用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年1月至2019年12月經(jīng)廈門市腫瘤中心專家團隊診治、且最終采用多學科診療模式（mul ti disciplinary team，MDT）治療方案的200 例食管癌患者作為研究對象。其中，男101 例，女99 例；年齡23~79 歲，平均（49.39±2.43）歲；鱗狀細胞癌105 例，腺癌90 例，小細胞癌5 例。本研究符合《赫爾辛基宣言（2013）》。

1.2 方法

將患者的疾病信息輸入WFO 系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)所提供的疾病信息，為患者提供個性化治療建議。WFO認知計算系統(tǒng)可利用人工智能算法生成治療建議。比較WFO 提供的治療方案與廈門市腫瘤中心實際治療方案，評估兩種治療方案的一致性、部分一致性以及不一致性[5]。

一致性：醫(yī)院方案是WFO 的綠色（推薦）或橙色（可考慮）方案。部分一致性：醫(yī)院方案與WFO 方案中的有部分不一致，其他部分一致（如WFO 推薦新輔助放化療，醫(yī)院使用新輔助化療）。不一致性：醫(yī)院方案是WFO 的紅色（不推薦）方案，或不在WFO 方案列表（超出WFO 適應癥）。

超出WFO 適應癥的情況：①患者的既往治療方案不在WFO 的可選項內；②患者已知的基因突變位點不在WFO 的可選項內；③患者由于不耐受而需要更換方案[6]。

1.3 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 24.0 統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料用均數(shù)±標準差（±s）表示，兩組間比較采用t 檢驗；計數(shù)資料采用率表示，組間比較采用χ2檢驗；采用Pearson 相關性分析確定WFO 提供的治療方案與廈門市腫瘤中心實際治療方案的相關性。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩種治療方案的一致性及適用性分析

WFO 提供的治療方案與廈門市腫瘤中心實際治療方案比較，具有一致性及適用性（P＞0.05）（表1）。

表1 兩種治療方案的一致性及適用性分析[n（%）]

2.2 兩種治療方案的相關性分析

Pearson 相關性分析結果顯示，WFO 提供的治療方案與廈門市腫瘤中心實際治療方案存在相關性，兩種治療方案的的一致性、部分一致性以及不一致性均呈正相關（P＜0.05）（表2）。

表2 兩種治療方案的相關性分析

3 討論

目前，中國癌癥治療面臨床著非常嚴峻的挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計，中國每天大約有12000 個新的癌癥確診病例[7]。對于相關領域的醫(yī)學工作者而言，持續(xù)更新的醫(yī)學知識，不斷變化的科學證據(jù)，龐大的知識庫等，也使得業(yè)內最優(yōu)秀的腫瘤醫(yī)生面臨著巨大挑戰(zhàn)[8]。在食管癌患者的治療領域中，臨床醫(yī)生往往需要面對復雜的治療現(xiàn)狀，患者的治療手段不能一味的依靠循證醫(yī)學證據(jù)解決，需要通過臨床病例生成的數(shù)據(jù)進行分析，輔助制定最佳的醫(yī)療決策。這種以數(shù)據(jù)為主體的研究，就是大數(shù)據(jù)[9]。再加之近年來，人工智能醫(yī)療已逐步成為一項可推廣、可普及的應用技術[10]。兩種技術的融合，形成了當前人工智能醫(yī)療的成熟應用，主要集中在智能影像學、智能病理學和智能決策三個方面[11]。現(xiàn)代醫(yī)學中，醫(yī)生的診療結論建立在相應的診斷數(shù)據(jù)中，作出既正確且快速的判斷對臨床醫(yī)生來說是一項挑戰(zhàn)，這依靠的不僅是不懈的訓練，更是經(jīng)驗和數(shù)量的積累[12]。

WFO 是美國國際商用機器公司與紀念斯隆-凱特琳癌癥中心聯(lián)合開發(fā)的一種認知計算系統(tǒng)，可以通過自然語言處理從一般文檔中提取結構化數(shù)據(jù)[13]。醫(yī)生只需輸入患者的一般情況、基礎疾病、手術、病理學、治療過程、復發(fā)轉移等信息，WFO 就能通過300種以上醫(yī)學期刊、250 本以上醫(yī)學書籍、1500 萬頁的論文的篩選，列出最符合當前條件的數(shù)個治療方案，并按照優(yōu)先級推薦給臨床醫(yī)生，同時注明各方案的循證支持和指南來源[14]。此外，WFO 還能接收患者的腫瘤活檢基因學檢測報告，通過強大的認知與計算能力，發(fā)現(xiàn)與病情發(fā)展情況相關的基因突變，并提供針對這些突變的可選治療方案列表，以供主治醫(yī)生參考[15]。同時，它還能為病人推薦符合入組條件的臨床試驗，給予病人更多選擇的機會。WFO 使用自然語言和機器學習分析了海量的非結構化醫(yī)療數(shù)據(jù)，主要集中在乳腺癌，結直腸癌和肺癌[16]。WFO 和多學科診療團隊提出的治療建議對所有檢查的乳腺癌病例高度一致。這項研究表明AI 臨床決策支持系統(tǒng)WFO 可能是乳腺癌治療決策的有用工具，尤其是在乳腺癌專家資源有限醫(yī)療中心。美國安德森癌癥中心在診斷癌癥的時候靈活運用沃森人工智能。根據(jù)2014年美國臨床腫瘤學會發(fā)表的資料顯示，WFO 對于大腸癌的診斷一致率為98%、直腸癌為96%，癌癥的診斷一致率平均高達96%[17]。在國內，目前上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院、瑞金醫(yī)院和上海市第十人民醫(yī)院等已將WFO 應用于乳腺癌和結直腸癌的MDT，數(shù)據(jù)顯示W(wǎng)FO 和人類專家方案的一致率高達85%以上[18]。結合WFO 的力量與醫(yī)師在過去幾十年治療癌癥的經(jīng)驗與知識，可以幫助醫(yī)生探索疾病的微妙之處，更加了解不斷成長的腫瘤數(shù)據(jù)，并進行基于證據(jù)的治療決策。

目前國內WFO 的使用經(jīng)驗仍較少。食管癌腫瘤領域目前也沒有應用WFO 的臨床文獻發(fā)表，對于WFO用于中國食管癌患者的可及性、與中國醫(yī)生實際診療情況的一致性等方面的數(shù)據(jù)尚不明確。此外，目前WFO 的治療建議是基于臨床試驗為主的循證依據(jù)，其與國內真實世界患者情況的差異也尚待評估。因此，本研究旨在探討WFO 用于中國食管癌患者的可及性、與中國醫(yī)生實際診療情況的一致性，評估通過WFO 在中國食管癌患者的應用及帶來的療效預后改善，從而幫助醫(yī)院科室了解本科室內腫瘤患者的診療情況，并推動人工智能在腫瘤臨床中的應用。本次研究中，為了進一步驗證WFO 治療中國食管癌患者與廈門市腫瘤中心的一致性及適用性，通過臨床統(tǒng)計研究，并進行數(shù)理統(tǒng)計分析，最終研究結果顯示，WFO提供的治療方案與廈門市腫瘤中心實際治療方案比較，具有一致性及適用性（P＞0.05）。Pearson 相關性分析結果顯示，WFO 提供的治療方案與廈門市腫瘤中心實際治療方案存在相關性，兩種治療方案的的一致性、部分一致性以及不一致性均呈正相關（r=0.934、0.903、0.804，P＜0.05）。

本次研究的200 例食管癌患者來自全國各地多省份，并且均經(jīng)廈門市腫瘤中心專家團隊診治分析，均為典型病例，并被錄入到MDT 系統(tǒng)庫內，可以代表中國食管癌患者。WFO 目前并未在中國廣泛推廣，在國外適用性較強，通過回顧分析，完成了該領域研究的初探，目前仍然存在局限性（樣本量較少、不同民族是否存在差異性等其他因素），因此研究仍然需要收集更多的病例，并建立中國的WFO 系統(tǒng)庫，為充實該領域的研究，以及為病患的治療提供更多有價值的參考依據(jù)。

綜上所述，WFO 提供的治療方案與廈門市腫瘤中心實際治療方案存在相關性，WFO 在中國食管癌患者的治療方案制定方面具有適用性。