科大研究团队开发AI平台　助准确辨识低存活率「免疫热」亚型胶质瘤

由香港科技大学（科大）生命科学部和化学及生物工程学系王吉光教授领导的研究团队，发现了一类此前被忽视的脑肿瘤亚型——IME 型 IDH 突变星形细胞瘤。与临床预期相反，该肿瘤亚型表现出显著的免疫活性（「免疫热型」），但通常伴随较差的存活率，对临床治疗的反应可能与其他亚型不同。同时，研究团队开发了一个人工智能（AI）平台，辅助临床医生更精准地识别该肿瘤亚型，从而为患者制定个人化治疗方案。

弥漫性胶质瘤是成年人中最常见的恶性脑肿瘤，其中 IDH 突变型星形细胞瘤是主要分型之一。然而，这类肿瘤在不同患者之间存在显著差异。即使接受相同的标准治疗，患者的反应也可能截然不同，而且许多肿瘤会迅速复发。其中一个关键因素在于肿瘤间的异质性——每位患者的肿瘤都具有独特的癌细胞组成及其周围支持细胞（即肿瘤微环境），这些因素会影响肿瘤的行为和治疗效果。

为了改善患者的存活率，研究人员需要分析大规模、多维度的数据，在分子层面深入剖析肿瘤的异质性。科大研究团队正是通过这种方式展开研究，分析了来自肿瘤不同部位及不同时期的样本，涵盖基因组、转录组（mRNA）、蛋白质组等多组学数据。该研究成果于 2025 年 9 月发表在《Cancer Cell》*，揭示了一种影响临床结果的「免疫热」亚型胶质瘤，为个人化的临床治疗提供了新思路。研究团队结合多种先进技术，包括蛋白质、RNA、基因、DNA 甲基化及单细胞检测，鉴定出 IDH 突变型星形细胞瘤的四种蛋白质分型：

• AFM 型：与脂肪酸及能量代谢相关
• PPR 型：具有快速增殖的特征
• IME 型：呈现免疫热状态及间质细胞讯号
• NEU 型：具有类似神经元细胞的特征

约 13% 的病例归入 IME 亚型。该类肿瘤呈现独特的细胞形态学特征，称为肥胖细胞样分化（gemistocytic differentiation），并伴随大量免疫细胞浸润，尤其是功能衰竭的T细胞和浆细胞，同时表现出强烈的干扰素讯号，表明免疫反应活跃。然而，即使具有这些免疫特征，IME 亚型患者的存活率仍较低，与高度增殖的 PPR 亚型相若。

实验研究表明，导致低存活率的两个主要因素是：浆细胞大量浸入以及 GBP1 基因的激活。两者的协同作用似乎加速了肿瘤的生长，并促进癌细胞与免疫系统的相互作用及免疫逃逸。此外，研究团队通过对患者样本的长期观察发现，许多 IDH 突变型星形细胞瘤在复发后倾向于向 IME 或 PPR 亚型转化，进一步突显了其侵袭性特征。

王教授表示：「我们的研究揭示了 IDH 突变型星形细胞瘤中隐藏的复杂性。结合人工智能和高维组学数据，我们为患者的分层与管理提供了全新的视角。这不仅揭示了新的生物学见解，也为未来个人化治疗提供了潜在靶点与策略。」为将研究成果转化为临床工具，研究团队开发了 GUIDE（Generic Utility for IME Diagnostic Estimation）的AI平台可辅助医生对脑肿瘤进行分型。GUIDE 结合了肿瘤组织的显微图像、基因及蛋白质检测结果，即使在部分数据缺失的情况下，仍能快速且精准地完成分析。在独立患者群体的验证研究显示，该工具能有效识别 IME 亚型肿瘤，而这类肿瘤与较差的存活率密切相关。

该研究为胶质瘤分型提出了更精确且创新的框架，同时挑战了「免疫热」肿瘤与良好存活率相关传统观念，并提供了有助于精准医疗的实用工具。此外，研究还提出了针对这类侵袭性肿瘤群体的新治疗策略，包括靶向药物和免疫治疗的新方向。

* 本研究由科大王吉光教授及其博士生唐吉宏主导，北京天坛医院及北京神经外科研究所江涛教授团队作出重要贡献。合作单位还包括上海华山医院的毛颖教授和花玮教授、南京医科大学的汪强虎教授，以及科大的刘凯教授。该论文的共同第一作者为科大博士生唐吉宏和阮钰燕，以及北京天坛医院的范文华博士和刘幸博士。王吉光教授与江涛教授同为通讯作者。

（原文由香港科技大学理学院在此发布。）