马年开门红！正月初三，交大连发两篇Nature！

策马扬鞭启新程

科研前沿结硕果

今日，国际顶级学术期刊Nature

同期发表了

人工智能学院、医学院附属新华医院

以及

医学院松江研究院、医学院附属新华医院

联合其他单位的

两项重磅研究成果

分别在罕见病AI诊断

神经发育疾病基因治疗领域

实现世界性突破！

1 全球首个医学循证推理智能体

破解罕见病诊断难题

北京时间今日凌晨，国际顶级学术期刊《自然》（Nature）在线发表了上海交通大学人工智能学院与医学院附属新华医院联合团队的重磅成果——”An agentic system for rare disease diagnosis with traceable reasoning“。同期《自然》（Nature）还在News&views版块中发表针对上述成果的专文评论“Al succeeds in diagnosing rare diseases”，文章指出DeepRare在临床诊断应用和AI通用技术方面都做出了非常重要的贡献。转化医学领域的领军人物、数字医疗泰斗、美国斯克里普斯研究转化研究所（Scripps Research）所长Eric Topol也第一时间推荐，将DeepRare视作Agentic AI在医学领域的优秀范例。

技术突破

从“黑盒”到“透明”的Agentic AI

该研究由上海交通大学人工智能学院张娅教授、谢伟迪副教授与医学院附属新华医院孙锟教授、余永国教授领衔，协同多方科研力量共同攻关完成。针对罕见病“确诊难、漏诊率高”的全球性难题，团队提出了全球首个智能体式罕见病循证推理诊断系统DeepRare。

系统创新性地采用了“中枢-分身”架构，在以下三个维度实现了对传统医学AI的代际超越：

DeepRare系统推理架构图

1. 全域链接，知识即服务：DeepRare打破了数据孤岛，实时链接并整合了海量医学文献知识库与真实临床病例数据。它超越了单纯的信息检索，实现了对医学知识的深度理解与内化，相当于为每一次诊断都调动了全球最顶尖的医学知识储备。

2. 深度思考，拒绝“直觉”：不同于传统AI的“快思考（模式匹配）”，DeepRare具备了类似人类医生的“慢思考（System 2）”能力。它能主动提问以补充缺失信息，通过“假设-验证-自我反思”的迭代循环，对诊断线索进行反复推敲，从而修正潜在的逻辑漏洞。

3. 白盒推理，全程可溯：针对AI医疗最大的“信任危机”，DeepRare实现了全流程的循证推理。系统生成的每一个诊断结论，都可溯源——附带一条清晰、完整的证据链条，让医生不仅知道“是什么”，更清楚“为什么”。

数据实证

表型筛查性能跨越式提升

综合诊断刷新纪录

DeepRare展现了极具弹性的临床诊断能力，尤其在纯表型诊断上取得了颠覆性突破。

论文数据显示，在仅提供患者临床表型信息而不包含基因数据的情况下，DeepRare展现出了惊人的“表型解码”能力。其表型诊断的首位准确率（Recall@1）达到 57.18%。这一数据具有里程碑意义——它比此前该领域的国际最佳模型提升了23.79个百分点，彻底改变了过去“不测基因就难确诊”的困境，为基层医院的快速筛查提供了强有力的工具。在回顾性人机对比实验中，DeepRare 在诊断召回率上超越了具有十年临床经验的罕见病专科医生，成为首个在该指标上优于医生的罕见病诊断方法。

HPO表型输入场景上15种方法在所有数据集的平均性能

而当引入基因测序数据后，DeepRare的效能更是如虎添翼。在多模态数据的加持下，其在复杂病例中的综合首位诊断准确率（Recall@1）一举突破70.6%，显著优于目前国际通用的Exomiser工具（53.2%）。

此外，经新华医院专家团队验证，DeepRare生成的具备完整证据链的推理报告，获得了人类专家95.4% 的高度认可，真正做到了“有理有据”。

DeepRare在各个身体系统上的性能曲线

应用落地

汇聚全球1000+专业用户

好的技术，不能只停留在纸面上。事实上，DeepRare的应用落地早已先行一步，并成功跑通了“在线平台、院内质控、产业赋能”三位一体的转化路径。

DeepRare罕见病在线诊断平台

基于该成果的DeepRare罕见病在线诊断平台（https://deeprare.cn/）已于2025年7月26日正式上线。项目团队透露，平台上线短短半年，已展现出强大的全球影响力。截至发稿前，DeepRare已吸引了超过1000名专业用户注册使用，覆盖全球600多家医疗及科研机构。从中国的三甲医院到欧美的顶尖实验室，DeepRare正在成为全球医生手中的罕见病“听诊器”。

在新华医院，DeepRare 已完成院内部署并进入紧张的内测阶段。不同于辅助诊断，它在院内更像是一个严谨的“数字质控员”，即将正式用于全院罕见病诊疗的质控流程。它能帮助医生在复杂的诊疗中查漏补缺，守住诊断的“安全底线”，确保每一位患者都能得到最周全的评估。

此外，在产业落地端，科研转化团队正与国内多家头部基因检测机构展开深度合作 。过去，基因测序公司给出的报告往往高度依赖稀缺的人工专家进行解读，效率低且成本高 。如今，通过标准的API接入DeepRare系统，第三方机构可自动化生成高精度的临床解读报告，成功跨越了从基因数据到临床解读的“认知壁垒”，让精准医疗的成果普惠更多罕见病家庭。

未来展望

启动“万人验证”全球公益计划

这一突破性成果，是交大与新华医院长期坚持“医工交叉”战略的典型范例。

为了将这一“中国方案”推广至全世界，联合团队正全面深化与全球顶尖医疗及科研机构的战略合作，并正式启动“万人临床验证计划”。团队计划在未来半年内，依托广泛的国际多中心合作网络，完成数万例疑难罕见病的真实世界临床验证。“我们不仅是在验证算法，更是在与全球同仁一道，编织一张跨越国界的智能诊断网，用AI为被遗忘的少数派缩短确诊的漫漫长路。”项目负责人表示。

Nature 同期专文评述

不仅是医疗突破

更提供了通用的 AI 新范式

与正刊论文同步上线的，还有《自然》（Nature）特邀西澳大利亚大学学者Timo Lassmann撰写的专文评论（News & views）。

文章指出DeepRare 最重要的两点意义：第一，打破AI临床诊断的“黑盒”，以完整可信的推理过程赢得了医学界的信任。第二，构建了“实时知识检索+自我反思迭代”的AI通用技术，为需要复杂逻辑推理的领域提供了共通的“解题思路”。

转化医学领域的领军人物、数字医疗泰斗、美国斯克里普斯研究转化研究所（Scripps Research）所长Eric Topol也第一时间推荐，将DeepRare视作Agentic AI在医学领域的优秀范例。

该项目得到了科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目、上海市科学智能“百团百项”专项、上海市科委人工智能科技支撑专项项目支持。

扫码进入DeepRare罕见病在线诊断平台

论文链接

www.nature.com/articles/s41586-025-10097-9

PDF版下载链接

https://rdcu.be/e4A5S

重磅预告

2月28日将于上海交通大学徐汇校区举行医学循证推理智能体前沿技术论坛暨DeepRare成果发布会，详情请点击以下链接：

2 脑内精准基因编辑

为神经发育疾病治疗点亮曙光

上海交通大学医学院松江研究院仇子龙教授，上海交通大学医学院附属新华医院李斐教授、杨侃副研究员团队联合复旦大学脑科学转化研究院程田林研究员团队和中国科学院分子细胞科学卓越创新中心李劲松院士团队，聚焦由CHD3基因突变导致的Snijders Blok–Campeau综合征（SNIBCPS）这一典型神经发育性疾病，实现了脑内基因位点的精准“修错”，为自闭症等神经发育疾病的基因治疗带来突破性进展。

研究团队首先针对CHD3-R1025W热点高频突变，构建了复刻患者核心症状的人源化突变小鼠模型，为治疗研究搭建精准的“疾病模拟平台”；并创新性设计新型腺嘌呤碱基编辑器TeABE，这款“基因工匠”可精准识别并将突变的A・T碱基对修复为正常的G・C碱基对，与传统技术相比，全程无DNA双链断裂风险，大幅降低基因组紊乱风险。经细胞水平多轮筛选，团队锁定了编辑效率最高、脱靶效应最低的sgRNA与编辑器组合，通过尾静脉注射将其送入突变小鼠体内后，编辑器成功抵达小鼠多个脑区实现靶向修复，且旁观者效应极低。随着小鼠体内CHD3蛋白水平显著恢复，其社交回避、认知迟钝、运动不协调等行为异常得到显著改善，在三箱社交、新物体识别、巴恩斯迷宫等实验中均恢复正常表现。

为筑牢临床转化的安全防线，团队通过GUIDE-seq技术全基因组排查脱靶位点，结果显示人类细胞中潜在脱靶位点编辑率均低于1%，小鼠脑中该数值更低；同时对次要突变开展功能验证，确认其不影响CHD3蛋白正常功能。更重要的是，团队在非人灵长类（猕猴）模型中开展鞘内注射AAV9-TeABE实验，成功检测到明确的碱基编辑活性，验证了该技术的跨物种应用可行性，为后续临床试验积累了充足前期数据。

新华医院团队深耕儿童神经发育障碍领域二十余年，致力于其遗传及环境病因的基础到临床转化研究。李斐教授团队聚焦基因精准编辑在《Nature》发表重磅成果的同时，还在环境病因研究方面有所突破，近期牵头完成的“神经发育障碍的生命早期环境风险因素识别和防控体系建立与推广”项目，在2025年中华医学科技奖评选中获医学科学技术奖一等奖。围绕儿童神经发育障碍领域的系列丰硕成果，将为该病的精准治疗开辟新路径。

上海交通大学医学院附属新华医院杨侃副研究员、复旦大学脑科学转化研究院博士后李维克、上海交通大学医学院松江研究院博士研究生耿一啸、山东大学齐鲁医院小儿内科博士后张淑倩、中国科学院分子细胞科学卓越中心博士研究生程艳波、云南大学医学院吴诗昊副研究员为论文的共同第一作者，上海交通大学医学院附属新华医院杨侃副研究员、李斐教授、复旦大学脑科学转化研究院程田林研究员、上海交通大学医学院松江研究院仇子龙教授为论文的共同通讯作者。中国科学院分子细胞科学卓越中心李劲松院士团队与上海交通大学医学院附属松江医院都爱莲主任团队对研究给予了指导与大力支持。本研究得到了国家科技重大专项，国家自然科学基金、科技部科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、上海市科学技术委员会、上海市高水平地方高校创新团队、上海市卫生健康委员会、中科院青年创新促进会、上海交通大学医学院附属新华医院“学科攀峰计划”等资助。

来源：人工智能学院 医学院

编辑：周欣怡

责任编辑：陈晨