Cancer Research：突破影像局限！AI+TCR組庫技術，精準診斷肺結節

編輯丨王多魚

排版丨水成文

當 CT 影像的 “火眼金睛” 遭遇瓶頸，人體免疫系統的 “隱秘信號” 正成為破解難題的關鍵。在胸外科臨床中，不確定性肺結節（IPN）始終是懸在醫患心頭的難題：CT 能捕捉到毫米級的肺部陰影，卻難以精準判定其良惡性。這一 “看得見、判不明” 的診斷灰區，讓無數患者陷入兩難 —— 部分人因恐懼接受不必要的手術或穿刺，承受身心雙重創傷；另一些選擇觀察的患者，卻可能錯失早期肺癌干預的最佳時機。

如何精準解碼肺結節的“真實身份”？中國學者給出了新答案。

四川省腫瘤醫院易群教授、檢驗科王東生主任、羅懷超博士聯合深圳海普洛斯、北京大學深圳醫院、電子科技大學、四川大學華西醫院及贛南醫科大學等多家頂尖機構，歷時三年完成 7000 余例樣本的大規模研究，通過解碼T細胞受體（TCR）圖譜，成功研發出基于人工智能的診斷模型——TCRNodseek Plus。這一突破不僅實現了技術革新，更標志著肺癌早診從 “形態學猜測” 正式邁入 “免疫學實證” 的新時代。

該研究以：Large-Scale T-cell Receptor Repertoire Profiling Unveils Tumor-Specific Signals for Diagnosing Indeterminate Pulmonary Nodules 為題，于 2025 年 12 月 發表于國際腫瘤學權威期刊Cancer Research。

免疫微環境的“隱秘蹤跡”：腫瘤早期的免疫信號

這項研究的核心邏輯，植根于人體精密的免疫防御機制。研究團隊發現，在腫瘤形成極早期、影像學特征尚未顯現時，免疫系統已率先“察覺” 異常。T 細胞作為免疫應答的核心力量，其表面的 TCR 受體如同識別特定抗原的 “鑰匙”—— 當肺部出現癌細胞時，特定 T 細胞克隆會被激活并擴增，形成對抗腫瘤的 “免疫特種部隊”。

通過對近千例腫瘤組織和數千例血液樣本的深度測序與比對，研究團隊捕捉到了這場“免疫風暴” 的痕跡：肺癌患者的 TCR 免疫庫不再像健康人那樣豐富均勻，而是呈現 “此消彼長” 的獨特特征 —— 整體多樣性顯著下降，同時受腫瘤抗原持續刺激，特定高頻克隆占據主導地位。

更深入的機制研究揭示，這種免疫特征改變與腫瘤基因組特征高度契合：腫瘤突變負荷（TMB）越高的患者，外周血中捕獲到的 TCR 信號越強；甚至 EGFR、KRAS 等不同驅動基因突變，都會在 TCR 圖譜上留下獨特 “指紋”。這種基因組與免疫組的深層關聯，從生物學本質上證實了通過血液檢測反推肺部病變的科學可行性。

研究技術路線

技術突圍：在千萬級序列中“大海撈針”

要在循環血液中捕捉微弱的腫瘤特異性信號，難度堪比“大海撈針”—— 血液中數以億計的背景 T 細胞，極易淹沒腫瘤特異性蹤跡。為攻克這一難題，研究團隊構建了全球領先的肺結節免疫數據庫，并對檢測技術進行極限優化：

1）改良多重 PCR 測序系統，經成百上千次調試，將不同基因組合的擴增相關性提升至 0.97 以上，極大降低實驗誤差，讓低豐度腫瘤特異性序列無所遁形；

2）從海量數據中篩選出三千余個肺癌組織特有、三千余個肺癌血液富集的關鍵 CDR3 序列，構建龐大特征矩陣，為 AI 模型提供堅實的數據基礎。

AI 賦能：多維度融合的精準診斷工具

基于精準的生物標志物，研究團隊進一步開發出 TCRnodseek plus 綜合診斷模型。該模型突破單維度指標局限，如同經驗豐富的多學科專家，整合血液免疫密碼、結節毛刺征等影像學特征及臨床數據，通過先進機器學習算法加權分析，實現全面精準判斷。

在 1107 例患者的多中心前瞻性驗證中，TCRnodseek plus 展現出卓越臨床價值：診斷準確率（AUC）達 0.84，顯著優于臨床常用的 Mayo 模型；與放射科醫生獨立判斷相比，73% 的患者獲得更準確的分類建議，大量誤判病例得到糾正。

為保障患者安全，模型采用嚴謹的“雙閾值” 決策邏輯：以 95% 高陽性預測值鎖定高危惡性結節，提示醫生立即干預；以 93% 高陰性預測值排除良性結節，讓患者安心隨訪。這一策略使超過 60% 的不確定性肺結節患者直接明確診斷方向，大幅減少盲目有創檢查，實現醫療資源精準分配。

開放共享：構建全球肺癌早診協作平臺

科學的進步源于開放與協作。為推動全球肺癌研究共同發展，王東生/易群團隊將研究構建的 LungTCR 數據庫（https://www.lungtcr.com/）全面對外開放。作為目前全球規模最大的肺結節 TCR 免疫組庫資源平臺之一，全球臨床醫生和科研人員只需上傳測序數據及少量臨床信息，即可利用這一中國團隊開發的分析框架獲得輔助診斷參考。

這一舉措打破了數據壁壘，為免疫組庫在肺癌療效監測、預后評估等更廣泛領域的應用提供了標準化技術底座，助力全球科研人員攜手攻克肺癌早診難題。微觀T 細胞克隆演變到宏觀 AI 診療模型，這項跨越三年的大規模研究不僅破解了肺結節診斷的 “灰區” 困境，更彰顯了轉化醫學的強大力量 —— 讓實驗室的冰冷數據，轉化為守護生命的溫暖防線。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-25-1407