香港科技大學領導的研究團隊最近成功研發出一套創新的人工智能（AI）病理分析系統，僅需要極少量樣本，且毋須額外訓練，即可準確識別多種癌症；顯著提升AI輔助醫療的靈活性與效率，為智能病理診斷的普及化帶來重要突破。
研究團隊最近成功研發出一套創新的人工智能（AI）病理分析系統。科大圖片
全球每年新增近2,000萬宗癌症病例，病理檢查在臨牀診斷和治療決策中扮演關鍵角色。然而，面對病理學醫生嚴重短缺的挑戰，醫療界渴求創新方案以提高分析效率。儘管AI在自動化病理診斷方面潛力巨大，但現有技術的應用仍面臨瓶頸。傳統AI模型須針對每一種癌症或診斷任務，收集數以萬計的病理圖像進行訓練，過程耗時且涉及高昂的運算與人力成本。
此外，現有病理基礎模型往往缺乏通用性，在不同腫瘤類型的臨牀分析中需要大量微調，限制了其在資源匱乏地區及多元臨牀場景中的應用。
「即插即用」的PRET系統
為應對上述挑戰，科大電子及計算機工程學系助理教授兼醫學成像與影像分析研究中心副主任李小萌教授領導的研究團隊，聯同廣東省人民醫院及哈佛醫學院，成功開發出一套名為PRET（Pan‑cancer Recognition without Example Training）的全新病理分析系統。
該系統首次將自然語言處理中的「上下文學習」（In-context Learning）概念引入病理影像分析，讓模型在推理階段僅需參考一至八張已標註的腫瘤切片，便可即時適配全新的癌症類型並執行多項診斷任務，包括癌症篩檢、腫瘤分型、腫瘤分割等，猶如一套「即插即用」的智能診斷工具，徹底打破傳統AI模型須針對每項任務進行大規模微調的限制。
有關研發乃科大聯同廣東省人民醫院及哈佛醫學院一同參與。資料圖片
驗證表現卓越 超越病理醫生平均水平
研究團隊採用來自中國內地、美國、荷蘭等多個國家及地區的多所醫療機構，共23個國際基準數據集，涵蓋18種癌症類型及不同診斷任務，對PRET系統進行全面驗證。結果顯示，PRET在20項測試任務中表現均優於現有同類方法，其中15項任務的準確性指標（AUC）高達97%。在大腸癌篩查任務中，系統的AUC值更達100%；而於食道鱗狀細胞癌腫瘤分割任務中，AUC值亦高達99.54%。
此外，在臨牀上具高度挑戰性的淋巴結轉移檢測任務中，PRET僅憑八張切片樣本，便取得約98.71%的AUC值，其整體表現更顯著超越11位病理學醫生的平均水平（平均AUC值約為81%）。研究亦顯示，PRET在不同人羣及醫療資源水平各異的地區，均展現出穩定而卓越的通用化能力。
推動全球醫療公平
李小萌教授表示：「PRET系統的核心價值，在於突破『大量數據與反覆訓練』的傳統門檻，讓AI病理分析系統能夠在更低成本及更靈活性的條件下，應用於實際臨牀場景。這不僅有助紓緩病理醫生的工作壓力，亦有望提升在資源匱乏地區癌症診斷的可及性。研究團隊期望透過這套『即插即用』的創新系統，令更先進、更精準的AI醫療診斷服務能跨越地域與資源限制，推動全球醫療公平。」
展望未來，研究團隊將進一步提升系統的診斷效能，並進一步拓展應用至基因突變預測及病人預後評估等臨牀任務，為AI病理診斷開闢更多發展新方向。相關研究成果已於國際權威期刊《Nature Cancer》發表。
- 系統名稱：PRET (Pan‑cancer Recognition without Example Training)
- 核心技術：引入「上下文學習」概念，僅需參考1至8張已標註切片即可適配新癌症類型。
- 驗證表現：在20項測試任務中均優於同類方法，其中15項AUC高達97%；在大腸癌篩查任務中AUC達100%。
- 臨牀比較：在淋巴結轉移檢測任務中表現（AUC約98.71%）顯著超越11位病理醫生的平均水平（AUC約81%）。
- 未來方向：拓展至基因突變預測及病人預後評估等任務。
香港科技大學牽頭的兩項國際深海大科學計劃，近日獲得聯合國教科文組織（UNESCO）正式批准。這兩項計劃分別聚焦研究海底甲烷滲漏對全球暖化的影響，以及探索深海冷泉生態系統的生物多樣性，旨在填補當前氣候科學的關鍵缺口，並加強全球合作，為應對未來氣候挑戰提供重要的科學依據。
獲聯合國雙框架認可
兩項獲批的國際大科學計劃分別為「甲烷滲漏對全球氣候的影響（CliMetS）」及「深海冷泉界面之謎（MOCSI）」。它們已分別被納入「聯合國海洋科學促進可持續發展十年（2021-2030）」（海洋十年）及「聯合國科學促進可持續發展國際十年（2024-2033）」（科學十年）兩大合作框架。此雙重認可不僅彰顯科大在氣候影響研究方面的實力與國際領導地位，更凸顯其在全球海洋科學中部分有待深入探索領域所作出的貢獻。
研究海底甲烷對氣候的影響
CliMetS大科學計劃由科大與南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）（廣州海洋實驗室）共同發起，旨在針對現今氣候模型中一項重要研究空白——海底甲烷滲漏如何影響全球氣候系統。該計劃匯聚了全球53個國家、138所科研機構逾220名研究人員，致力建立全球甲烷滲漏排放的觀測與測繪網絡。透過對各海域的主要甲烷滲漏區域展開長期監測，以及構建全面的全球甲烷滲漏綜合數據庫，CliMetS將取得關鍵科學數據，用以改進氣候預測模型，並完善對全球暖化及氣候臨界點的評估，為未來的氣候政策與治理提供重要的科學基礎。
探索深海冷泉生物多樣性
配合CliMetS，科大亦與廣州海洋實驗室聯合發起了MOCSI大科學計劃，專門研究西北太平洋、南太平洋、西印度洋和大西洋的冷泉生態系統。此計劃將應用跨學科技術，有系統地揭示生物如何適應極端冷泉環境、探索冷泉生物的基因及種羣連通性、發掘潛在生物資源，並闡明關鍵的生物地球化學循環機制。通過構建全方位的冷泉生態系統科學藍圖，MOCSI將深化全球對冷泉生物多樣性、生態系統韌性及生物地球化學動力學的理解，為深海保育、海洋資源管理與可持續發展提供堅實的科研根基。
推動全球合作與能力共享
未來一年，CliMetS與MOCSI將同時展開兩大行動：組織印度洋國際科考航次，以合作形式實地勘探海底甲烷滲漏並收集對氣候具有重要影響的數據；以及舉辦北美洲區域研討會，目標匯聚當地科研人員、政策制定者及業界夥伴，共同制定科研議程並提升區域在研究甲烷滲漏方面的能力。
此外，UNESCO將於今年7月16日在巴黎總部召開的科學十年大會期間，舉辦一場關於化能合成生態系統的特別專題會議，以推動CliMetS與MOCSI之間的國際合作。這一系列行動承接了去年10月在哥倫比亞及肯雅舉辦的兩場標誌性區域研討會，當時CliMetS計劃成功匯集了來自拉丁美洲11個國家與非洲17個國家逾百位專家參與，把零散的區域研究力量凝聚為團結一致的全球行動。
透過上述舉措，兩項計劃致力縮小地區之間在資源與知識方面的差距，並賦能新興經濟體，尤其是以全球南方國家為重點，鼓勵其更積極參與科研工作。從長遠而言，這將有助促進兩項計劃的協同發展，讓聚焦海底甲烷滲漏的氣候導向研究，與深海生物多樣性探索相互交融、相輔相成。
鞏固深海研究全球領導地位
隨著兩項大科學計劃相繼獲得UNESCO的正式認可，科大與廣州海洋實驗室緊密合作，走在國際深海研究的最前沿。科大海洋科學系講座教授、廣州海洋實驗室香港分部主任兼CliMetS與MOCSI計劃負責人錢培元教授表示：「CliMetS與MOCSI獲得UNESCO的雙重認可，不僅是對大學科研實力的肯定，亦彰顯科大對推動全球甲烷滲漏研究行動的堅定承諾。透過結合兩個計劃的優勢，我們期望與全球各地持份者攜手，揭示深海冷泉的生態奧秘，闡明海牀甲烷在地球氣候系統中的影響，並將科研成果轉化為對全球可持續發展的具體貢獻。」
展望未來，科大與廣州海洋實驗室將繼續引領國際深海研究工作，深入探索海洋隱秘的運作機制並提供關鍵的科學見解，致力保護海洋生態系統、應對全球環境挑戰，以及為人類與海洋構建可持續的未來。
科大錢培元教授與UNESCO自然科學部門項目官員會晤，就CliMetS及MOCSI計劃進行交流。
錢培元教授與聯合國教科文組織官員及海洋十年項目實施計劃會議參加者合影。
錢培元教授與CliMetS中南美洲及非洲研討會的參加者合影。
