系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)是一種嚴重的自身免疫疾病,會累及多個器官,包括皮膚、關(guān)節(jié)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、眼睛和腎臟。它影響著全球約 340 萬人,在這些患者中,估計有 300 萬是女性。
之前的研究表明,女性患 SLE 的可能性是男性的數(shù)倍,發(fā)病高峰通常在 15-45 歲之間。SLE 患病率的這種性別差異凸顯了了解女性患者在疾病診斷和治療方面所面臨獨特挑戰(zhàn)的重要性。此外,由于 SLE 診斷標準復雜且公眾對其缺乏認識,導致其診斷延誤的情況十分普遍。SLE 的早期發(fā)現(xiàn)以及后續(xù)的治療措施對于提高 SLE 緩解的可能性和改善患者預后至關(guān)重要。
然而,由于缺乏被廣泛接受的、標準化的、無創(chuàng)且經(jīng)濟有效的篩查工具來實現(xiàn)早期檢測,特別是針對無癥狀個體或癥狀輕微的人群,SLE 的篩查仍是全球公共衛(wèi)生面臨的重要挑戰(zhàn)。
2025 年 6 月 25 日,上海交通大學盛斌教授團隊與中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)院戴榮平團隊合作,在 Cell 子刊 Cell Reports Medicine 上發(fā)表了題為:A deep learning system for detecting systemic lupus erythematosus from retinal images 的研究論文。
該研究開發(fā)了一款通過視網(wǎng)膜圖像中檢測系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)及其相關(guān)并發(fā)癥的深度學習系統(tǒng)--DeepSLE。
對于系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)患者來說,篩查 SLE 相關(guān)并發(fā)癥,包括狼瘡性視網(wǎng)膜病變(LR)和狼瘡性腎炎(LN),是必不可少的。早期識別和處理這些并發(fā)癥能夠增強個性化護理,并改善患者的長期預后。
然而,挑戰(zhàn)依然存在。與低視力相關(guān)的視網(wǎng)膜變化可能很細微,可能需要使用先進的成像技術(shù),例如光學相干斷層掃描(OCT)或眼底熒光血管造影來檢測。目前狼瘡性腎炎(LN)的篩查依賴于尿液分析和血清肌酐測定,而腎臟活檢仍是診斷的金標準。因此,在 LR 和 LN 的篩查方面仍存在顯著差距,因為這些篩查程序在初級保健和資源匱乏的環(huán)境中并未得到常規(guī)實施。
SLE 患者經(jīng)常出現(xiàn)視網(wǎng)膜病變,此外,視網(wǎng)膜的變化往往主要與系統(tǒng)性紅斑狼瘡的活動期相吻合,還能為疾病活動度和嚴重程度提供有價值的見解。因此,視網(wǎng)膜有可能作為一種無創(chuàng)、即時檢測且經(jīng)濟有效的生物標志物,用于檢測 SLE 及其相關(guān)并發(fā)癥。此外,數(shù)字視網(wǎng)膜成像如今在初級保健驗光和社區(qū)環(huán)境中已廣泛普及,且價格低廉。
如今,深度學習(Deep Learning,DL)已被廣泛應用于視網(wǎng)膜成像中,用于檢測各種視網(wǎng)膜疾?。ɡ缣悄虿∫暰W(wǎng)膜病變、年齡相關(guān)黃斑變性)以及全身性疾?。ɡ缣悄虿 ⒙阅I病和心血管疾?。H欢?,利用深度學習從視網(wǎng)膜眼底圖像中檢測系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)及其相關(guān)并發(fā)癥的研究,仍然較少。
在這項多中心研究中,研究團隊開發(fā)、驗證并對外測試了一種基于 Vision Transformer(ViT)的深度學習系統(tǒng)--DeepSLE,該系統(tǒng)僅通過視網(wǎng)膜眼底圖像檢測系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE),進一步探索了檢測 SLE 相關(guān)視網(wǎng)膜和腎臟并發(fā)癥的可行性和潛力,并進行了概念驗證。
首先,研究團隊利用來自 173346 名參與者的 666383 張視網(wǎng)膜眼底圖像對 DeepSLE 系統(tǒng)進行了預訓練。隨后,使用來自不同多民族數(shù)據(jù)集的視網(wǎng)膜眼底圖像對 DeepSLE 系統(tǒng)進行了訓練和驗證,這些數(shù)據(jù)集包含來自中國和英國的 91598 名參與者提供的超過 254246 張圖像。研究團隊進一步評估了該模型在不同亞組中檢測 SLE 的性能(這些亞組是按照性別、年齡、種族和經(jīng)濟狀況進行分層)。為了確保 DeepSLE 的相關(guān)性和可解釋性,研究團隊還進行了顯著性分析和視網(wǎng)膜血管變量分析,以深入了解其檢測系統(tǒng)性紅斑狼瘡的診斷機制。此外,研究團隊還開展了一項前瞻性讀者研究,以比較 DeepSLE 與初級保健醫(yī)生和??漆t(yī)生的表現(xiàn)。
結(jié)果顯示,在包含來自中國和英國的 247718 張圖像的多民族驗證數(shù)據(jù)集中,DeepSLE 在系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)檢測中實現(xiàn)了 0.822-0.969 的受試者工作特征曲線下面積。此外,DeepSLE 在按性別、年齡、種族和經(jīng)濟狀況分層的各個亞組中均表現(xiàn)出穩(wěn)健的性能。為確保 DeepSLE 的可解釋性,研究團隊還進行了定性和定量分析。此外,在前瞻性讀者研究中,DeepSLE 展示出比初級保健醫(yī)生更高的靈敏度。
總的來說,DeepSLE 為從視網(wǎng)膜圖像中檢測系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)及其相關(guān)并發(fā)癥提供了數(shù)字解決方案,具有巨大的臨床應用潛力。
論文鏈接:
https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(25)00276-9
合作咨詢
肖女士
021-33392297
Kelly.Xiao@imsinoexpo.com