中国原创罕见病诊断系统登上《自然》 可溯源AI突破全球诊疗困局

罕见病诊断长期面临“难发现、难确诊、难解释”的共性问题。

2月27日,上海交通大学医学院附属新华医院孙锟教授介绍,团队与上海交通大学相关学院协作研发的DeepRare,是面向罕见病诊断场景的可溯源智能诊断系统,已在医院完成部署并将融入诊疗流程,发挥“数字质控”作用。

同时,团队正筹备发起全球协作平台,并计划开展万人规模的临床验证研究,以进一步评估系统在不同地区、不同机构和不同病种中的适用性与稳定性。

一、问题:罕见病“看不见、认不出、说不清” 罕见病患者群体规模并不“罕见”。

据介绍,全球罕见病患者超过3亿,病种超过7000种;我国患者约2000万。

现实困境在于,许多罕见病在临床上呈现高度异质的表型特征,且大多数与遗传因素相关。

基层医疗机构专科力量薄弱,医生在职业生涯中遇到某一特定罕见病的机会有限,导致患者在不同科室、不同医院间反复辗转,确诊周期往往以年计。

确诊延迟不仅增加经济负担,也可能错过窗口期,使部分患者在疾病进入不可逆阶段后才获得明确结论。

二、原因:知识分散与解释门槛叠加,传统算法难以建立信任 一方面,罕见病诊断高度依赖跨学科知识:临床表型、影像与检验、遗传检测、既往病例与文献证据等往往分散在不同系统与数据库中,信息壁垒使医生难以在有限时间内完成系统梳理。

另一方面,遗传检测结果的解读对专业能力要求高、周期长,且需要持续追踪最新研究进展。

更关键的是,过去部分智能诊断工具侧重给出“结果排名”,却难以提供清晰的推理依据,临床医生难以判断其结论从何而来、可靠性如何,影响了技术在诊疗环节的落地。

三、影响:从“算得准”走向“讲得清”,提升临床可用性 孙锟表示,DeepRare的核心思路是把罕见病专家的临床思辨过程“结构化、可追溯化”,让系统不仅给出可能诊断,还能呈现证据链条与推理路径。

系统采用多智能体协作方式,由具备综合调度能力的“大模型中枢”统筹,调用40余个功能模块分别完成表型解析、遗传变异解读、文献检索、病例匹配与知识库更新等任务,形成可回溯的诊断依据,便于医生复核与讨论。

团队介绍的评估结果显示:在仅基于临床表型的测试任务中,该系统首位诊断准确率达到57.18%,较国际同类方法的次优水平提高23.79个百分点;在结合遗传信息的多模态测试中,首位准确率达到69.1%。

此外,系统生成的推理链获得新华医院专家团队95.4%的认可度,显示其在解释性与可用性方面具备临床价值。

当前,DeepRare在线平台已面向全球超过600家医疗与科研机构提供服务,体现出一定的可推广性。

四、对策:以临床验证与协同治理推动规范应用 业内人士指出,医疗场景的技术应用,关键在于真实世界验证、风险控制与规范治理。

对此,团队提出两项下一步工作:其一,筹备发起全球层面的罕见病诊疗协作机制,推动病例数据与知识更新的联动,减少重复探索成本;其二,启动“万人临床验证计划”,通过多中心、分层设计的方法,检验系统在不同人群结构、不同检测条件与不同诊疗路径下的表现,明确适用边界与最佳使用方式。

同时,技术进入临床还需与现有流程深度融合。

孙锟介绍,系统将以“数字质控员”的方式嵌入诊疗链条,重点服务于疑难病例筛查、鉴别诊断提示与证据梳理,辅助医生提高效率、降低遗漏风险。

多位专家认为,未来在推进过程中,应同步强化数据安全与隐私保护、模型更新审查、结果可解释呈现、责任边界划分等配套机制,确保技术应用可控、可追责、可持续。

五、前景:医工交叉积累加速转化,罕见病诊疗有望迈向更早更准 孙锟表示,团队在医工交叉领域已持续探索多年,早期曾围绕儿科常见病的临床决策难点开展研究,例如通过对大量非结构化超声心动图文本报告进行信息抽取与建模,辅助预测部分先天性心脏病患儿的疾病转归,为“观察等待”与“尽早手术”的临床选择提供依据。

相关实践为此次罕见病系统的工程化与临床化奠定了基础。

展望未来,随着多中心临床验证推进、知识库持续更新以及诊疗协作网络逐步成型,可溯源智能诊断工具有望在罕见病“早筛—转诊—确诊—随访”全流程中发挥更大作用,尤其在专科资源相对不足地区,或可提升初诊环节的识别能力,缩短患者确诊路径,为更早干预争取时间窗口。

从跟随创新到引领突破,中国科研团队在罕见病诊断领域的这一重大成果,不仅展现了医工交叉融合的强大生命力,更彰显了我国应对全球健康挑战的责任担当。

随着诊疗联盟的建立和验证计划的推进,这项技术有望重塑全球罕见病防治格局,为构建人类卫生健康共同体贡献东方智慧。

这也启示我们,面向人民生命健康的科技创新,需要更多跨学科、跨国界的协同攻关。