2025年6月24日,國際頂級醫學期刊《自然·醫學》(Nature Medicine)刊發的一篇論文,在中國乃至全球的醫療AI領域投下了一枚重磅炸彈。
由浙江省腫瘤醫院與阿里巴巴達摩院聯合團隊研發的胃癌篩查AI模型GRAPE,宣告僅通過最常規的腹部平掃CT影像,實現對胃癌,特別是早期胃癌的規模化篩查。
在胃癌發病率、死亡率雙高,而早期診斷率嚴重不足的中國,這一成果直指一個規模巨大、卻始終未能有效解決的公共衛生痛點。
繼胰腺癌篩查模型PANDA之后,達摩院的“平掃CT+AI”多癌篩查戰略再下一城,其背后的商業邏輯、市場格局與未來想象空間,值得進行一次徹底的審視與剖析。
一道無解的方程:中國的胃癌困局
胃癌,是中國的一場“沉默的流行病”。根據國家癌癥中心的數據,中國每年新增胃癌患者約35.87萬,死亡人數高達26.04萬,占全球總數的近40%。與此相伴的,是“兩高一低”的嚴峻現實:發病率高、死亡率高,以及僅為35.9%的五年生存率。
這道生存率鴻溝,在與鄰國日本(60.3%)和韓國(68.9%)的對比中顯得尤為刺眼。值得注意的是,這一差距并非源于手術技術或創新藥物的代差,其根本原因在于后者自上世紀80、90年代起便推行了全國性的胃鏡篩查計劃。這些計劃將韓國等國的胃癌早診率(確診時仍屬早期的比例)提升至60-70%的水平;而在中國,超過70%的患者在確診時已是進展期,錯失了最佳治療窗口。
醫學界的共識和數據早已證明,早期發現是逆轉胃癌高死亡率的唯一關鍵。早期胃癌(EGC)經過治療后的五年生存率高達95-99%,幾乎等同于治愈;而晚期患者則不足30%。
因此,GRAPE模型所要解決的,并非一個未知的科學難題,而是一個已被充分驗證、但始終無法在中國大規模有效實施的巨大市場缺口。
1)胃鏡的瓶頸與替代方案的集體失效
既然胃鏡是金標準,為何在中國難以普及?答案在于其固有的三大瓶頸:侵入性、資源依賴和低效率。
首先,胃鏡作為一種侵入性檢查,會給患者帶來不適與痛苦,導致民眾接受度與依從性極低。官方數據顯示,中國每年完成的消化道內鏡檢查不足4000萬例,大量人群終身未接受過胃鏡檢查 。在一些針對性的篩查項目中,依從率甚至低至18-48%。
其次,胃鏡檢查高度依賴操作醫師的經驗和麻醉科醫生的配合,優質醫療資源分布不均,難以支撐全國范圍的普篩。
最后,也是最致命的一點,是其效率低下。傳統胃鏡篩查的胃癌檢出率僅為1.16%至1.20%,這意味著平均需要進行約100次胃鏡檢查才能發現1例胃癌。這種“大海撈針”式的模式,對于擁有14億人口的中國而言,無論在經濟成本還是醫療資源上,都是難以承受的。
因此,《中國早期胃癌篩查流程專家共識(2022版)》等權威指南明確指出,當前最可行的策略是:先通過非侵入性方法篩選出高風險人群,再對這部分人群進行靶向性胃鏡精查。這一策略的核心,在于找到一個精準的“過濾器”。
然而,現有的“過濾器”們表現均不盡如人意。以血清學檢測(如胃蛋白酶原PG、胃泌素G-17、幽門螺桿菌Hp抗體等)為代表的傳統方法,被證明對檢出率的提升極為有限,僅能將檢出率從1.20%微升至1.25%。而近年來備受關注的液體活檢技術,盡管前景廣闊,但目前仍面臨成本高昂、靈敏度有待提升等商業化初期的難題。
這就形成了一個清晰的市場真空:市場迫切需要一種全新的、非侵入性的、低成本且高精度的風險分層工具。GRAPE的價值定位,并非要取代胃鏡,而是要成為那個高效的“過濾器”,確保每一臺寶貴的胃鏡檢查都能用在“刀刃”上,從而在宏觀層面解決整個篩查體系的效率難題。
GRAPE藍圖:醫療AI的新范式
GRAPE模型的誕生,本身就是對行業固有認知的一次顛覆。長期以來,醫學界普遍認為平掃CT(NCCT)因其對胃、腸等空腔臟器的成像對比度低,且易受氣體、蠕動等因素干擾,無法用于胃癌篩查。
達摩院與浙江省腫瘤醫院的聯合團隊,通過構建全球最大規模的胃癌平掃CT影像數據集,并利用深度學習技術,從這些在人眼看來信息量極低的影像中,挖掘出了早期病變的微妙特征。
這一成果建立在達摩院“平掃CT+AI”技術路線的長期積累之上。其早前發布的胰腺癌篩查模型PANDA,同樣基于平掃CT,也登上了《自然·醫學》,并獲得了FDA的“突破性醫療器械”認定,這為GRAPE的技術可靠性提供了強有力的背書。
1)技術架構:兼顧性能與可解釋性
GRAPE模型采用了一個高效且巧妙的兩階段深度學習框架,其核心基于在醫學影像分割領域被廣泛驗證的nnU-Net架構。
- 第一階段:胃部分割。 模型首先利用一個分割網絡,在整個三維CT掃描中精準定位并“框”出胃部區域。
- 第二階段:聯合分類與分割。 隨后,一個包含分類和分割雙重任務的網絡,對分離出的胃部區域進行精細分析。它不僅能輸出一個將患者分為胃癌(GC)或非胃癌(NGC)的風險評分,還能同時生成一個像素級的分割掩碼,在圖像上直接標示出可疑的腫瘤區域。
這種架構設計是其未來臨床推廣的關鍵優勢之一。它并非一個提供“是”或“否”答案的“黑箱”,其輸出的分割圖像(即可解釋性)為放射科醫生提供了直觀的視覺證據。醫生可以據此驗證AI的判斷,這極大地增強了臨床采納的信任度,有效解決了許多醫療AI工具因“不可解釋”而難以被醫生接受的核心痛點。
2)臨床數據深度解讀:關鍵在于早期發現
GRAPE的性能表現經過了極為嚴苛的多中心、大規模數據驗證。模型在包含20個中心、近10萬人的數據上進行了開發與驗證。
- 內部驗證集(1,298例): 曲線下面積(AUC)高達0.970,敏感性為85.1%,特異性為96.8%。
- 獨立外部驗證集(來自16個中心,18,160例): 表現依然穩健,AUC為0.927,敏感性81.7%,特異性90.5%。
在與13名放射科醫生的“人機大戰”中,GRAPE(AUC 0.92)的表現全面超越了所有人類專家(AUC范圍0.76-0.85),平均靈敏度提升21.8%,特異性提升14.0%。
然而,對于一個篩查工具而言,最有價值的指標并非其平均性能,而是其對早期癌癥的檢出能力。論文數據顯示,GRAPE對早期胃癌(EGC, T1/T2期)的檢出敏感性約為50%,而對進展期(T3/T4期)則超過90% 。
篩查的全部意義就在于“早”,能將晚期胃癌的發現窗口提前至早期,這正是GRAPE的顛覆性價值。
“一掃多查”的雄心
達摩院的雄心不止于胃癌。其公開宣稱的“一掃多查”戰略,是以一次平掃CT檢查為入口,通過AI平臺同時對胰腺癌(PANDA)、胃癌(GRAPE)、肝癌、結直腸癌、食管癌乃至骨質疏松等多種疾病進行篩查。此前,達摩院已實現在胰腺癌上的突破。
當前,醫療AI市場高度碎片化,充斥著大量只能解決單一問題的“點解決方案”。對于醫院而言,采購、集成、管理數十個來自不同供應商的AI工具,是一場IT和工作流程的噩夢。
如果達摩院的“一掃多查”,能夠在多種腫瘤或其他疾病中顯示積極作用,對醫院來說,它就只需一次性集成該平臺,即可獲得一個不斷擴充的、覆蓋多個病種的AI能力庫。
如何商業化?
商業化的核心是支付。對于GRAPE這類“軟件即醫療器械”(SaMD),其報銷路徑在中國尚不清晰。
因此,對于類似GRAPE的軟件即醫療器械類產品商業化可能需要多條腿走路:
- B2B模式(體檢機構): 這是目前最清晰、最可行的主渠道。向美年健康這樣的大型連鎖體檢機構銷售“一掃多查”AI服務包,由體檢機構作為增值服務向其企業和個人客戶推廣。
- B2B2C模式(醫院自費): 醫院在進行常規CT檢查時,向患者提供一個可選的、自費的“AI癌癥風險評估”附加項。考慮到中國平掃CT的價格相對低廉(約300-500元),增加一項數百元的AI分析費用,對于關注健康的中產階層具有吸引力。
- OEM/授權模式(設備廠商): 將GRAPE算法授權給影像設備巨頭,作為其高端CT機型的一大賣點。這是一種輕資產、高杠桿的渠道擴張模式。
- 價值醫療模式(未來探索): 從衛生經濟學的角度,向支付方(包括商業保險和未來的醫保政策制定者)證明,投入AI篩查的成本,遠低于其所能節省的晚期癌癥治療費用。這需要長期的、大規模的前瞻性隊列研究數據支撐,是終極目標,但道阻且長。
不過積極來看,GRAPE有望在未來大幅改善中國胃癌的檢出率,提高中國患者生存率,讓我們一起期待其大規模的前瞻性驗證。
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