科大研究團隊開發AI平台 助準確辨識低存活率「免疫熱」亞型膠質瘤

由香港科技大學（科大）生命科學部和化學及生命工程學系王吉光教授領導的研究團隊，發現了一類此前被忽視的腦腫瘤亞型——IME 型 IDH 突變星形細胞瘤。與臨床預期相反，該腫瘤亞型表現出顯著的免疫活性（「免疫熱型」），但通常伴隨較差的存活率，對臨床治療的反應可能與其他亞型不同。同時，研究團隊開發了一個人工智能(AI)平台，輔助臨床醫生更精準地識別該腫瘤亞型，從而為患者制定個人化治療方案。

彌漫性膠質瘤是成年人中最常見的惡性腦腫瘤，其中 IDH 突變型星形細胞瘤是主要分型之一。然而，這類腫瘤在不同患者之間存在顯著差異。即使接受相同的標準治療，患者的反應也可能截然不同，而且許多腫瘤會迅速復發。其中一個關鍵因素在於腫瘤間的異質性——每位患者的腫瘤都具有獨特的癌細胞組成及其周圍支持細胞（即腫瘤微環境），這些因素會影響腫瘤的行為和治療效果。

為了改善患者的存活率，研究人員需要分析大規模、多維度的數據，在分子層面深入剖析腫瘤的異質性。科大研究團隊正是通過這種方式展開研究，分析了來自腫瘤不同部位及不同時期的樣本，涵蓋基因組、轉錄組（mRNA）、蛋白質組等多組學數據。該研究成果於 2025 年 9 月發表在《Cancer Cell*》，揭示了一種影響臨床結果的「免疫熱」亞型膠質瘤，為個人化的臨床治療提供了新思路。研究團隊結合多種先進技術，包括蛋白質、RNA、基因、DNA 甲基化及單細胞檢測，鑑定出 IDH 突變型星形細胞瘤的四種蛋白質分型：

•        AFM型：與脂肪酸及能量代謝相關

•        PPR型：具有快速增殖的特徵

•        IME型：呈現免疫熱狀態及間質細胞訊號

•        NEU型：具有類似神經元細胞的特徵

約 13% 的病例歸入 IME 亞型。該類腫瘤呈現獨特的細胞形態學特徵，稱為肥胖細胞樣分化(gemistocytic differentiation)，並伴隨大量免疫細胞浸潤，尤其是功能衰竭的T細胞和漿細胞，同時表現出強烈的干擾素訊號，表明免疫反應活躍。然而,即使具有這些免疫特徵，IME 亞型患者的存活率仍較低，與高度增殖的 PPR 亞型相若。

實驗研究表明，導致低存活率的兩個主要因素是:漿細胞大量浸入以及GBP1基因的激活。兩者的協同作用似乎加速了腫瘤的生長，並促進癌細胞與免疫系統的相互作用及免疫逃逸。此外, 研究團隊通過對患者樣本的長期觀察發現，許多 IDH 突變型星形細胞瘤在復發後傾向於向 IME 或 PPR 亞型轉化，進一步突顯了其侵襲性特徵。

「我們的研究揭示了 IDH 突變型星形細胞瘤中隱藏的複雜性，」王教授表示：「結合人工智能和高維組學數據，我們為患者的分層與管理提供了全新的視角。這不僅揭示了新的生物學見解，也為未來個人化治療提供了潛在靶點與策略。」為將研究成果轉化為臨床工具，研究團隊開發了 GUIDE（Generic Utility for IME Diagnostic Estimation）的AI平台可輔助醫生對腦腫瘤進行分型。GUIDE結合了腫瘤組織的顯微圖像、基因及蛋白質檢測結果，即使在部分數據缺失的情況下，仍能快速且精準地完成分析。在獨立患者群體的驗證研究顯示，該工具能有效識別 IME 亞型腫瘤，而這類腫瘤與較差的存活率密切相關。

該研究為膠質瘤分型提出了更精確且創新的框架，同時挑戰了「免疫熱」腫瘤與良好存活率相關傳統觀念，並提供了有助於精準醫療的實用工具。此外，研究還提出了針對這類侵襲性腫瘤群體的新治療策略，包括靶向藥物和免疫治療的新方向。

*本研究由科大王吉光教授及其博士生唐吉宏主導，北京天壇醫院及北京神經外科研究所江濤教授團隊作出重要貢獻。合作單位還包括上海華山醫院的毛穎教授和花瑋教授、南京醫科大學的汪強虎教授，以及科大的劉凱教授。該論文的共同第一作者為科大博士生唐吉宏和阮鈺燕，以及北京天壇醫院的范文華博士和劉幸博士。王吉光教授與江濤教授同為通訊作者。